DE102022109924B3

DE102022109924B3 - Keramischer Isolierverbinder

Info

Publication number: DE102022109924B3
Application number: DE102022109924.5A
Authority: DE
Inventors: Frank Becherer
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2022-04-25
Publication date: 2023-08-24
Anticipated expiration: 2042-04-26
Also published as: CN116960665A; US20230344157A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Isolierverbinder (1) umfassend einen keramischen Grundkörper (3) zur Aufnahme von wenigstens zwei elektrischen Leitern (2), wobei jeweils ein elektrischer Leiter (2) mit einem anderen elektrischen Leiter (2) kontaktiert ist, und wobei der Isolierverbinder (1) eine keramische Hülse (4) umfasst, welche eine Löseposition und eine Fixierposition einnehmen kann, wobei die elektrischen Leiter (2) durch die Hülse (4) in der Fixierposition an dem keramischen Grundkörper (3) fixiert sind, und wobei die Hülse (4) einteilig ausgebildet ist und wobei die Hülse (4) und der Grundkörper (3) derart aneinander angepasst sind, dass die Hülse (4) auf den Grundkörper (3) aufschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Isolierverbinder mit einem keramischen Grundkörper zur Aufnahme und Kontaktierung von elektrischen Leitern und einer keramischen Hülse zur Fixierung der elektrischen Leiter an dem Grundkörper.
Aus dem Stand der Technik sind Steckverbinder zur Verbindung von elektrischen Leitern bekannt. In der Druckschrift DE19711376 werden dazu beispielsweise die elektrischen Leiter durch einen Stecker und eine Kupplung miteinander elektrisch kontaktiert. In dem Stecker bzw. in der Kupplung sind die elektrischen Leiter dazu mit Kupplungskontakten verbunden, welche in isolierenden Bauteilen des Steckers bzw. der Kupplung gelagert sind. Zur sicheren Kontaktierung der Kupplungselemente untereinander sind die Kupplungskontakte verschiebbar gelagert und werden durch eine Druckfeder im kontaktierten Zustand gegeneinander vorgespannt.
Solche Steckerverbindungen bestehen jedoch aus vielen Einzelteilen, wobei einige der Bauteile komplexe Geometrien aufweisen. Daher sind die Bauteile solcher Steckerverbindungen meist mittels Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt. Im Spritzgussverfahren können ohne weiteres Bauteile mit komplexen Geometrien hergestellt werden. Jedoch sind die verarbeitbaren Materialien in solchen Herstellungsprozessen in der Regel nicht für den Einsatz bei hohen Temperaturen geeignet.
Aus CN 110233364 A ist eine Vorrichtung zur Abzweigung von einzelnen Adern von mehradrigen Kabeln bekannt, mit einem Grundkörper und mehreren Klemmelementen zum klemmenden Halten einzelner Adern und einem mehrteiligen Gehäuse.
Die zugrunde liegende Aufgabe der Erfindung ist es, einen Isolierverbinder bereit zu stellen, welcher in der Lage ist elektrische Leiter auch in Hochtemperatur-Anwendungen zuverlässig verbinden zu können.
Hochtemperaturanwendungen im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind Anwendungen, bei denen Temperaturen von über 200 °C, insbesondere über 250 °C auf den Isolierverbinder einwirken. Für kurze Zeit können auch höhere Temperaturen wie beispielsweise über 300 °C, insbesondere bis 450 °C auf den Isolierverbinder einwirken.
Diese Aufgabe wird durch einen Isolierverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können (auch über Kategoriegrenzen, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrichtung, hinweg) und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.
Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Isolierverbinder umfassend einen keramischen Grundkörper zur Aufnahme von wenigstens zwei elektrischen Leitern, wobei jeweils ein elektrischer Leiter mit einem anderen elektrischen Leiter kontaktiert ist, dadurch aus, dass der Isolierverbinder eine keramische Hülse umfasst, welche eine Löseposition und eine Fixierposition einnehmen kann, wobei die elektrischen Leiter durch die Hülse in der Fixierposition an dem keramischen Grundkörper fixiert sind.
Die Hülse ist einteilig ausgebildet und die Hülse und der Grundkörper sind derart aneinander angepasst, dass die Hülse auf den Grundkörper aufschiebbar ist. Der Grundkörper nimmt mehrere elektrische Leiter zur Kontaktierung auf, das heißt die elektrischen Leiter sind derart verbunden, dass elektrische Energie von einem in den anderen Leiter geleitet werden kann. Dazu wird in der Regel ein einzelner elektrischer Leiter mit einem anderen einzelnen elektrischen Leiter kontaktiert, d.h. elektrisch leitend verbunden. Es können aber auch mehr als zwei elektrische Leiter miteinander verbunden werden.
Denkbar ist auch mehrere elektrische Leiterpaare zu kontaktieren, wobei die elektrischen Leiterpaare untereinander keinen elektrischen Kontakt haben. Auf diese Weise können Kabel mit mehreren Leitern durch den Isolierverbinder miteinander verbunden werden.
Sofern ein Teil der elektrischen Leiter nicht miteinander kontaktiert sein sollen, wie das zum Beispiel bei mehreren parallelen elektrischen Leitern eines Kabels der Fall sein kann, werden diese elektrischen Leiter im Grundkörper räumlich voneinander getrennt. Das kann zum Beispiel durch mit Stegen voneinander getrennte Ausformungen im Grundkörper geschehen. Die Stege trennen die elektrischen Leiter räumlich voneinander und isolieren die elektrischen Leiter damit. Gleichzeitig erschweren oder verhindern die Stege elektrische Überschläge und verringern Kriechströme zwischen den elektrischen Leitern.
Die elektrischen Leiter werden vom Grundkörper aufgenommen und in dieser Position von einer keramischen Hülse fixiert. Dazu kann die Hülse aus einer Löseposition, in der die elektrischen Leiter in den Grundkörper eingelegt oder eingesteckt werden können, in eine Fixierposition gebracht werden, in der die Leiter an dem Grundkörper fixiert werden. Durch die Fixierung wird gewährleistet, dass die elektrischen Leiter kontaktiert bleiben und nicht aus dem Isolierverbinder herausrutschen können.
Die Fixierung der elektrischen Leiter kann beispielsweise durch eine Klemmeinrichtung mit konisch ausgebildeten Aufnahmen für die elektrischen Leiter innerhalb des Grundkörpers erreicht werden.
Ein typischer elektrischer Leiter kann ein Kabel mit einem isolierenden Mantel um einen elektrisch leitenden Kern aus Metall sein. Dabei kann der elektrisch leitende Kern aus einem einzelnen Strang Metall bestehen, oder aber aus mehreren metallischen Strängen zusammengesetzt sein. Ein aus mehreren metallischen Strängen zusammengesetzter elektrischer Leiter wird auch Litze genannt.
Vorzugsweise wird die elektrische Kontaktierung der elektrischen Leiter durch das Verbringen der Hülse in die Fixierposition erreicht. So können die elektrischen Leiter, wenn sich die Hülse in der Löseposition befindet, noch nicht oder nicht ausreichend kontaktiert sein, zum Beispiel wenn die elektrischen Leiter lose in den Grundkörper eingelegt sind. Wenn die Hülse dann in die Fixierposition gebracht wurde, können die elektrischen Leiter gegeneinander vorgespannt und damit kontaktiert sein oder gegen eine elektrisch leitende Vorrichtung vorgespannt und dadurch kontaktiert sein.
In der Löseposition muss die Hülse keinen Kontakt mit dem Grundkörper haben. Es ist ausreichend, wenn die Hülse beispielsweise nach erfolgter Aufnahme der elektrischen Leiter über den Grundkörper geschoben und in die Fixierposition gebracht werden kann. Es ist aber ebenfalls denkbar, dass Grundkörper und Hülse miteinander verbunden sind und lediglich ihre relative Position zueinander geändert wird, um von der Löseposition in die Fixierposition und zurück zu gelangen.
Damit der Isolierverbinder auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden kann, sind der Grundkörper und die Hülse aus einem keramischen und damit temperaturbeständigen Werkstoff hergestellt. Damit sind die Bauteile auch bei hohen Temperaturen formstabil und behalten die mechanischen und elektrischen bzw. isolierenden Eigenschaften. Denkbar sind neben einem keramischen Werkstoff für den Grundkörper und die Hülse auch vergleichbar hitzebeständige und gleichzeitig elektrisch isolierende Werkstoffe, wie zum Beispiel Glas.
Darüber hinaus dehnen sich keramische Werkstoffe im Vergleich zu metallischen Werkstoffen nur wenig bei Temperaturerhöhung aus, so dass eine hohe Maßhaltigkeit des Grundkörpers und der Hülse auch bei hohen Temperaturen gewährleistet bleibt. Zur Isolierung werden herkömmlicherweise Kunststoffe verwendet, deren Eigenschaften sich bei höheren Temperaturen ebenfalls verschlechtern. Kunststoffe können ihre mechanische Stabilität durch Erweichen bzw. Schmelzen oder Verspröden verlieren. Bei einem keramischen Isolierverbinder bleibt der Isolierverbinder auch bei hohen Temperaturen wie zum Beispiel über 200 °C oder über 250 °C funktionsfähig und ist unempfindlich gegenüber Aufheiz- und Abkühl-Zyklen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Die in den Unteransprüchen einzeln aufgeführten Merkmale können in beliebiger, technisch sinnvoller Weise sowohl miteinander als auch mit den in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterten Merkmale kombiniert werden und andere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Isolierverbinders zeichnet sich dieser dadurch aus, dass die Hülse den Grundkörper im Wesentlichen umschließt. Die Hülse ist dabei ein Hohlkörper, welcher den Grundkörper in seinem Hohlraum aufnehmen kann. Die Hülse kann eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, damit der Grundkörper eingeführt werden kann und/oder die elektrischen Leiter nach Außen geführt werden können.
Dass die Hülse den Grundkörper im Wesentlichen umschließt, bedeutet im Sinne der vorliegenden Anmeldung, dass Teile vom Grundkörper aus der Hülse herausragen können, und dass nicht alle Seiten des Grundkörpers von der Hülse abgedeckt sein müssen.
Insbesondere kann die Hülse eine im Wesentlichen zylindrische Form mit Öffnungen zur Aufnahme des Grundkörpers aufweisen. Vorzugsweise weist die Hülse dabei eine rohrartige Form auf. Eine im Wesentlichen zylindrische Form bezieht sich in dieser Anmeldung auf eine zylindrische Grundform der Hülse, welche durch konstruktive Anpassungen wie zum Beispiel Bohrungen, Aussparungen oder Aufdickungen an die Aufgaben der Hülse angepasst wurde.
Eine rohrartige Form ist dann besonders vorteilhaft, wenn auch der Grundkörper eine zylindrische Form aufweist. So können die elektrischen Leiter entlang der Zylindermantelfläche des Grundkörpers gelegt werden und die Hülse über den Grundkörper geschoben werden und dabei die elektrischen Leiter am Grundkörper fixieren.
Es kann besonders bei dieser Ausführungsform von Vorteil sein, wenn die Hülse und der Grundkörper so aneinander angepasst sind, dass durch eine Anformung an der Hülse und eine dazu korrespondierende Aussparung an dem Grundkörper, oder andersherum, eine Rotation der Hülse und des Grundkörpers zueinander gesperrt ist, vorzugsweise, in der Fixierposition gesperrt ist.
Die Hülse und der Grundkörper sind derart aneinander angepasst, dass die Hülse auf den Grundkörper aufschiebbar ist, und insbesondere entlang der elektrischen Leiter aufschiebbar auf den Grundkörper ausgeführt. Entlang der elektrischen Leiter bezieht sich in diesem Fall auf längliche Bauformen der elektrischen Leiter, wie zum Beispiel Kabel, Litzen, Adern, Stifte oder Leiterbahnen, wobei die Hülse entlang der Längsachsen der elektrischen Leiter geschoben werden soll. Die Längsachsen der elektrischen Leiter verlaufen entlang der elektrischen Leiter und damit entlang der Fließrichtung des elektrischen Stroms durch die elektrischen Leiter.
In einer solchen Bauform ist es von Vorteil, wenn die elektrischen Leiter durch eine Öffnung in der Hülse nach außen geführt werden. Daher ist vorzugsweise der Isolierverbinder dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse wenigstens eine Öffnung aufweist, durch welche die elektrischen Leiter einführbar sind.
In einer Ausführungsvariante des Isolierverbinders sind der Grundkörper und die Hülse durch ein Fixierelement in der Fixierposition der Hülse miteinander koppelbar. Durch ein Fixierelement wird die Hülse daran gehindert unbeabsichtigt aus der Fixierposition in die Löseposition zu gelangen, so dass die elektrischen Leiter an einem ungewollten Lösen gehindert werden.
Ein solches Fixierelement kann als Schnapphakenverbindung ausgeführt sein, kann aber auch durch Formschluss eines Federelements, eines Hakens, eines Stiftes, eines Splintes oder eines Drahtbügels, sowie auch durch eine Schraubverbindung realisiert werden. Der Grundkörper und die Hülse sind vorzugsweise durch Formschluss des Fixierelements miteinander gekoppelt. Solche Verbindungen ermöglichen eine sehr einfache und schnelle Kopplung von Hülse und Grundkörper, und können in der Regel ohne Werkzeug verbunden und wieder gelöst werden.
Da sowohl der Grundkörper als auch die Hülse aus Keramik hergestellt ist, kann es von Vorteil sein, dass das Fixierelement aus einem biegsameren Material wie beispielsweise Metall hergestellt ist.
Das Fixierelement kann einen Betätigungsbereich aufweisen, bei dessen Betätigung die Koppelwirkung aufgehoben ist. So können der Grundkörper und die Hülse wieder voneinander entkoppelt werden.
Das Fixierelement kann auch beispielsweise durch einen Stift, einen Draht oder eine Klammer realisiert werden, welcher in Aussparungen im Grundkörper und in der Hülse eingreift und so den Grundkörper und die hülse formschlüssig miteinander verbindet. Ein solcher Draht ist einfach und kostengünstig herzustellen und erfüllt dennoch sicher seine Aufgabe.
In einer weiteren Ausgestaltung des Isolierverbinders kann das Fixierelement werkzeuglos lösbar sein, so dass die Hülse in die Löseposition oder in die Fixierposition bringbar ist. Wenn die Hülse in der Löseposition ist, können der Grundkörper und die Hülse voneinander entkoppelt werden.
Werkzeuglos bedeutet in diesem Zusammenhang, dass ein Benutzer kein zusätzliches Werkzeug benötigt, um das Fixierelement zu lösen. Beispielsweise kann ein Betätigungsbereich oder ein Knopf vorgesehen werden, welcher mit einem Finger betätigt werden kann.
Das Fixierelement kann dabei direkt oder indirekt beispielsweise über Hebel gelöst werden. Wenn das Fixierelement gelöst ist, kann die Hülse von der Fixierposition in die Löseposition oder umgekehrt gebracht werden. Ist das Fixierelement nicht gelöst, dann ist die Hülse in der Fixierposition fixiert.
In einer weiteren Ausgestaltung des Isolierverbinders weist der Grundkörper elektrische Verbindungselemente zur Kontaktierung der elektrischen Leiter auf. Da die elektrischen Leiter nicht zwingend direkt miteinander verbunden werden müssen, bietet es sich an diese durch elektrische Verbindungselemente zu kontaktieren. So wird durch die Verbindungselemente eine elektrische Kontaktierung mit definierten Randbedingungen hergestellt.
Solche elektrischen Verbindungselemente sind herkömmlicherweise aus Metall gefertigt. Die zu kontaktierenden elektrischen Leiter werden in Kontakt mit dem elektrischen Verbindungselement gebracht, so dass elektrische Energie von einem in den anderen Leiter über das Verbindungselement fließen kann.
Je nach Ausgestaltung des elektrischen Verbindungselements kann darauf verzichtet werden die Isolierung der elektrischen Leiter im Kontaktbereich zu entfernen. Dazu können Schneiden oder Quetschbereiche in dem elektrischen Verbindungselement vorgesehen werden, die beim Einführen des elektrischen Leiters dessen Isolierung öffnen und in Kontakt mit dem elektrisch leitenden Kern des elektrischen Leiters kommen.
Die elektrischen Verbindungselemente können weitere Aufgaben übernehmen, wie zum Beispiel eine Fixierung der elektrischen Leiter, indem die elektrischen Leiter in dem elektrischen Verbindungselement eingeklemmt werden. Es ist auch denkbar, dass die Hülse mit dem elektrischen Verbindungselement zusammenwirkt und die elektrischen Leiter erst in der Fixierposition der Hülse in dem elektrischen Verbindungselement eingeklemmt und damit elektrisch kontaktiert werden.
Daher ist der Isolierverbinder in einer bevorzugten Variante so ausgestaltet, dass die elektrischen Verbindungselemente durch Aufschieben der Hülse auf den Grundkörper die elektrischen Leiter elektrisch kontaktieren. Durch das Aufschieben der Hülse können die elektrischen Leiter beispielsweise gegen ein elektrisches Verbindungselement gedrückt werden, so dass der elektrische Kontakt zum Verbindungselement hergestellt wird. Es ist auch denkbar, dass die elektrischen Leiter durch das Aufschieben der Hülse in die oben genannten Schneiden oder Quetschelemente gedrückt werden.
Es ist ebenfalls denkbar, dass die elektrischen Leiter durch eine Lötverbindung, vorzugsweise durch eine Hartlötverbindung kontaktiert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Isolierverbinders weist der Grundkörper eine im Wesentlichen zylindrische Form auf.
Eine im Wesentlichen zylindrische Form bezieht sich in dieser Anmeldung auf eine zylindrische Grundform des Grundkörpers, welche durch konstruktive Anpassungen wie zum Beispiel Bohrungen, Aussparungen oder Aufdickungen an die Aufgaben des Grundkörpers angepasst wurde.
Die Aussparungen sind in die Zylindermantelfläche des Grundkörpers eingebracht. So können die elektrischen Leiter äquidistant über den Umfang der Zylindermantelfläche um den Grundkörper herum angeordnet werden und haben so den größtmöglichen Abstand zueinander. Damit ist sichergestellt, dass die elektrischen Leiter nur an den vorgesehenen Stellen kontaktiert werden.
Die elektrischen Leiter können über Verbindungselemente miteinander verbunden werden. Es kann daher von Vorteil sein, wenn für diese Verbindungselemente Aussparungen im Grundkörper vorgesehen sind, da durch die Verbindungselemente eine elektrische Kontaktierung mit definierten Randbedingungen hergestellt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung des Isolierverbinders sind die elektrischen Leiter durch Verbindungselemente elektrisch und mechanisch verbunden. Die Verbindungselemente sind derart in den Aussparungen des Grundkörpers angeordnet, dass die elektrischen Leiter an einem Herausrutschen aus dem Grundkörper in einer Längsrichtung gehindert sind.
Solche Verbindungselemente können in ihren Abmessungen größer sein als die elektrischen Leiter, so dass die Aussparungen derart gestaltet werden können, dass die Verbindungselemente durch eine große Öffnung der Aussparung in die Aussparung eingelegt werden können, während die elektrischen Leiter durch kleinere Öffnungen der Aussparungen geführt werden können, durch welche die Verbindungselemente aufgrund ihrer größeren Abmessungen nicht hindurch passen. Die größere Öffnung wird dann durch die Hülse in der Fixierposition verschlossen, so dass die Verbindungselemente die Aussparungen nicht mehr verlassen können.
Aus dem Grundkörper in Längsrichtung herausrutschen meint an dieser Stelle, dass die elektrischen Leiter am Grundkörper in der Richtung fixiert werden, in der auch die Hülse auf den Grundkörper aufgeschoben wird, also entlang der elektrischen Leiter selbst.
Die Verbindungselemente können Klemmverbinder, Quetschverbinder oder Schraubverbinder sein, können aber auch durch zum Beispiel Lötzinn aus einer Lötverbindung gebildet werden. Wichtig dabei ist, dass die Verbindungselemente und in dem speziellen Fall die Lötstelle mit dem Lötzinn größere Abmessungen als die elektrischen Leiter aufweisen, wie beispielsweise einen größeren Durchmesser an der Verbindungsstelle gegenüber dem Durchmesser der elektrischen Leiter.
Sofern die elektrischen Leiter durch eine Spleißverbindung verbunden werden, können die Verbindungselemente auch durch die elektrischen Leiter selbst gebildet werden. Bei einer Spleißverbindung werden die elektrischen Leiter oder deren einzelne Litzen an der Spleißstelle miteinander verschlungen und/oder miteinander verknotet, so dass die elektrischen Leiter sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander verbunden sind. Diese Spleißstelle ist in der Regel dicker als die elektrischen Leiter für sich genommen.
Auch bei dieser Verbindungstechnik ist es essenziell, dass die Verbindungselemente und in dem speziellen Fall die Spleißstelle der Spleißverbindung mit den in einander gewickelten bzw. verknoteten elektrischen Leitern größere Abmessungen als die elektrischen Leiter allein aufweisen, wie beispielsweise einen größeren Durchmesser an der Spleißstelle gegenüber dem Durchmesser eines elektrischen Leiters allein.
Die Verbindungselemente können metallisch ausgeführt sein und nach Art einer Hülse, einer Klemmleiste, einer Leiterbahn oder ähnlichem gestaltet sein. Dabei sind die Aussparungen derart angelegt, dass sich die Verbindungselemente nicht berühren, wenn keine Kontaktierung gewünscht ist. Dazu bleiben zwischen den Aussparungen der Verbindungselemente zum Beispiel Stege des keramischen Materials des Grundkörpers bestehen.
In einer weiteren Ausgestaltung des Isolierverbinders mit wenigstens zwei elektrischen Leitern ist der Grundkörper so ausgebildet, dass nicht zu kontaktierende elektrische Leiter räumlich voneinander getrennt angeordnet sind. Vorzugsweise sind die elektrischen Leiter durch Trennelemente und insbesondere durch keramische Ausformungen des Grundkörpers räumlich voneinander getrennt angeordnet. Solch eine räumliche Trennung kann beispielsweise durch Ausformungen in Form von keramischen Stegen geschehen, welche sich zwischen parallel geführten elektrischen Leitern erstrecken. Durch die Ausformungen wird eine zuverlässige elektrische Isolierung der nicht zu kontaktierenden elektrischen Leiter gewährleistet, auch wenn sich beispielsweise ein elektrischer Leiter lockert.
In einer weiteren Ausgestaltung des Isolierverbinders mit wenigstens zwei elektrischen Leitern weisen die elektrischen Leiter an einem Ende Stirnseiten auf, welche bei kontaktierten elektrischen Leitern im Grundkörper gegenüberliegend angeordnet sind. Eine solche Stirnseite ergibt sich beispielsweise beim Ablängen eines elektrischen Leiters in Form eines Kabels. Das abgeschnittene Ende des metallischen Kerns des Kabels bildet dabei die Stirnseite.
Der Isolierverbinder ist in der Lage die zu kontaktierenden elektrischen Leiter derart aufzunehmen, dass sich die beiden Stirnseiten der elektrischen Leiter gegenüberliegen. So wird eine platzsparende Lösung zur Kontaktierung der elektrischen Leiter geschaffen, da die elektrischen Leiter fluchtend angeordnet sind, so als wäre der elektrische Leiter gar nicht durchtrennt.
In einer Anordnung aus einem Isolierverbinder und mindestens zwei elektrischen Leitern, können die elektrischen Leiter direkt über die Stirnseiten miteinander kontaktiert sein, sie können aber auch an anderer Stelle und je nach Ausführungsform über ein zusätzliches Verbindungselement elektrisch kontaktiert sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung aus einem Isolierverbinder mit wenigstens zwei elektrischen Leitern sind die elektrischen Leiter innerhalb des Grundkörpers parallel angeordnet. Parallel bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zum Beispiel gedachte Mittelachsen der elektrischen Leiter, welche dem Verlauf der einzelnen Leiter folgen, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Durch die parallele Anordnung der elektrischen Leiter können diese platzsparend angeordnet werden und der Isolierverbinder entsprechend platzsparend ausgestaltet werden.
Denkbar wäre auch eine winkelige Anordnung der Mittelachsen der einzelnen elektrischen Leiter, wobei die Mittelachsen dem Verlauf der elektrischen Leiter folgen. Je nach Anwendungsfall bietet sich beispielsweise eine 90° Anordnung der zu kontaktierenden elektrischen Leiter an.
In einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung aus einem Isolierverbinder mit wenigstens zwei elektrischen Leitern weisen die elektrischen Leiter eine Isolationsschicht auf, welche in einem Bereich der Kontaktierung der elektrischen Leiter entfernt ist. Zur besseren Kontaktierung der elektrischen Leiter kann es von Vorteil sein, dass die in der Regel über ihre Länge isolierten elektrischen Leiter in einem Kontaktbereich innerhalb des Isolierverbinders von ihrer Isolationsschicht befreit sind. Dazu sind die elektrischen Leiter an ihren zu kontaktierenden Enden auf einer Länge von üblicher Weise einem 5- bis 15-fachen ihres metallischen Durchmessers abisoliert.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen:

1 eine Ausführungsform eines Isolierverbinders zur Kontaktierung von acht elektrischen Leitern mit einem Grundkörper, einer Hülse und einem Fixierelement,
2 die Ausführungsform des Isolierverbinders aus 1 in einer anderen Perspektive,
3 die Ausführungsform des Isolierverbinders aus 1 mit Sicht auf den Grundkörper im Inneren des Isolierverbinders ohne Hülse,
4 den Grundkörper der Ausführungsform des Isolierverbinders aus 1,
5 die Hülse der Ausführungsform des Isolierverbinders aus 1,
6 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform des Isolierverbinders aus 1 mit der Hülse in Löseposition,
7 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform des Isolierverbinders aus 1 mit der Hülse in Fixierposition.

In den Figuren bezeichnen - soweit nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Komponenten mit gleicher Funktion.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Isolierverbinders 1 zur Kontaktierung von vier Leiterpaaren zusammengesetzt aus acht elektrischen Leitern 2. Der Isolierverbinder 1 weist einen Grundkörper 3, eine Hülse 4 und ein Fixierelement 5 auf.
Von den acht elektrischen Leitern 2 sind jeweils zwei elektrische Leiter 2 miteinander elektrisch kontaktiert. Dazu sind die kontaktierten elektrischen Leiter 2 jeweils gegenüberliegend in den Isolierverbinder 1 eingeführt.
Der Grundkörper 3 ist aus einem keramischen Material hergestellt und nimmt die kontaktierten elektrischen Leiter 2 jeweils in Aussparungen 6 (siehe dazu 4) auf, so dass nicht kontaktierte elektrische Leiter 2 räumlich voneinander getrennt und dadurch elektrisch isoliert sind, da das keramische Material des Grundkörpers 3 nicht elektrisch leitend ist.
Damit die elektrischen Leiter 2 in ihrer Position bleiben, werden sie durch eine keramische Hülse 4 in den Aussparungen 6 fixiert. Dazu wird die Hülse 4 entlang der elektrischen Leiter 2 über den Grundkörper 3 geschoben. Dabei werden die elektrischen Leiter 2 in Haltemulden 9 eingeklemmt und dadurch an dem Grundkörper 3 fixiert. Die Haltemulden 9 sind in 4 zu erkennen.
Damit die Hülse 4 in ihrer Position relativ zum Grundkörper 3 bleibt, ist ein Fixierelement 5 in Form einer Klammer vorgesehen. Das Fixierelement 5 verbindet die Hülse 4 mit dem Grundkörper 3 formschlüssig, indem das Fixierelement 5 in entsprechenden Aussparungen 7 in der Hülse 4 und dem Grundkörper 3 einrastet. Das Fixierelement 5 ist nach Art einer Schnappverbindung gestaltet. Die Verbindung kann daher auch wieder durch Verschieben des Fixierelements 5 gelöst werden, so dass die Hülse 4 und der Grundkörper 3 voneinander getrennt werden können.
2 zeigt die Ausführungsform des Isolierverbinders 1 aus 1 in einer anderen Perspektive. In dieser Darstellung ist das Fixierelement 5 gut zu erkennen. Es umfasst einen in Form gebrachten Draht, welcher in einer Aussparung 7 der Hülse 4 sitzt. Durch Hineindrücken des aus der Hülse 4 hervorstehenden Teils des Fixierelements 5 kann das Fixierelement 5 wieder gelöst werden und die Hülse 4 vom Grundkörper 3 heruntergeschoben werden. Dadurch werden die elektrischen Leiter 2 offengelegt und können wieder aus dem Isolierverbinder 1 entnommen werden.
3 zeigt die Ausführungsform des Isolierverbinders 1 aus der 1 und 2 mit Sicht auf den Grundkörper 3 im Inneren des Isolierverbinders 1 ohne Hülse 4. Das Fixierelement 5 ist zur Trennung von Grundkörper 3 und Hülse 4 aus dem Isolierverbinder 1 entnommen. Der Grundkörper 3 weist eine Durchgangsöffnung 8 zur Aufnahme des Fixierelements 5 auf. Das Fixierelement 5 kann so im eingerasteten Zustand auf beiden Seiten des Grundkörpers 3 in die Hülse 4 eingreifen und die beiden Bauteile formschlüssig miteinander verbinden.
Die Aussparungen 6 der elektrischen Leiter 2 sind gut zu erkennen. In den Aussparungen 6 sind die elektrischen Leiter 2 jeweils in Paaren miteinander mechanisch und elektrisch leitend mithilfe von Verbindungselementen 13 verbunden.
Zwischen den Aussparungen 6 bleiben Stege aus dem keramischen Material des Grundkörpers 3 stehen, so dass die kontaktierten Paare der elektrischen Leiter 2 voneinander isoliert sind.
4 zeigt den Grundkörper 3 der Ausführungsform des Isolierverbinders 1 aus 1. Die elektrische Kontaktierung der elektrischen Leiter 2 ist durch die Verbindungselemente 13 realisiert. Die Verbindungselemente 13 sind als Quetschverbinder ausgeführt, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der elektrischen Leiter 2. Die Verbindungselemente 13 sind in den Aussparungen 6 angeordnet. In den Aussparungen 6 sind Haltemulden 9 vorgesehen, um die elektrischen Leiter 2 besser in Position halten zu können. Dabei sind die Haltemulden 9 kleiner ausgeführt als die Abmessungen der Verbindungselemente 13, und größer als der Durchmesser der elektrischen Leiter 2. Auf diese Weise können die Verbindungselemente 13 nicht entlang der Richtung der elektrischen Leiter 2 aus dem Grundkörper 3 herausrutschen. Beim Aufschieben der Hülse 4 auf den Grundkörper 3 werden die Aussparungen 6 durch die Hülse 4 verschlossen, so dass die Verbindungselemente 13 zusammen mit den elektrischen Leitern 2 in ihrer Position fixiert werden.
5 zeigt die Hülse 4 der Ausführungsform des Isolierverbinders 1 aus 1. Die Hülse 4 ist im Wesentlichen zylinderförmig bzw. rohrförmig gestaltet und auf einer Seite einstückig mit einem Deckel 10 verbunden. Der Deckel 10 wiederum weist vier Durchführungen 11 zur Durchführung der elektrischen Leiter 2 auf. Die dem Deckel 10 gegenüberliegende Seite der Hülse 4 ist zur Aufnahme des Grundkörpers 3 offen gestaltet.
Die Aussparungen 7 für das Fixierelement 5 sind gegenüberliegend auf der Mantelfläche der Hülse 4 angeordnet. Die Aussparungen 7 sind derart gestaltet, dass das Fixierelement 5 von außen durch die Hülse 4 und durch die Durchgangsöffnung 8 des Grundkörper 3 hindurch geschoben werden kann, und an beiden Seiten der Hülse 4 in die Aussparungen 7 eingreift.
6 zeigt eine Schnittdarstellung der Ausführungsform des Isolierverbinders 1 aus 1 mit der Hülse 4 in Löseposition. Die Hülse 4 kann in eine Löseposition gebracht werden, in der der Grundkörper 3 und die Hülse 4 nicht miteinander verbunden sind. In der Löseposition können die elektrischen Leiter 2 in den Grundkörper 3 eingelegt werden und sind zunächst nicht vollständig fixiert. Vielmehr sind die elektrischen Leiter 2 durch das Einlegen in den Grundkörper 3 lose geführt, so dass sie beim Aufschieben der Hülse 4 in die vollständig richtige Position gelangen können.
Das Fixierelement 5 ist in der Löseposition ebenfalls nicht im Eingriff mit der Hülse 4 oder dem Grundkörper 3. Somit können sich Hülse 4 und Grundkörper 3 in der Löseposition frei zueinander bewegen.
Die parallele Anordnung der elektrischen Leiter 2 ist in dieser Darstellung durch die eingezeichneten Mittelachsen 12 verdeutlicht. Die Mittelachsen 12 der zu kontaktierenden elektrischen Leiter 2 sind koinzident, so dass die zu kontaktierenden elektrischen Leiter 2 fluchtend zueinander angeordnet sind.
7 zeigt eine Schnittdarstellung der Ausführungsform des Isolierverbinders 1 aus 1 mit der Hülse 4 in Fixierposition. Wird die Hülse 4 vollständig über den Grundkörper 3 geschoben, befindet sich die Hülse 3 in der Fixierposition.
In der Fixierposition sind die elektrischen Leiter 2 vollständig fixiert, indem die elektrischen Leiter 2 durch die Haltemulden 9 geführt werden, während die Verbindungselemente 13 nicht durch die Haltemulden 9 hindurch passen.
Damit die Hülse 4 nicht ungewollt die Fixierposition verlässt und die elektrischen Leiter 2 wieder freigibt, wird das Fixierelement 5 eingeschoben, so dass die Hülse 4 mit dem Grundkörper 3 formschlüssig verbunden ist. Dabei wird das Fixierelement 5 durch die Aussparung 7 der Hülse 4 und die Durchgangsöffnung 8 des Grundkörpers 3 hindurchgeschoben.
Bezugszeichenliste

1: Isolierverbinder
2: elektrischer Leiter
3: Grundkörper
4: Hülse
5: Fixierelement
6: Aussparung für elektrische Leiter
7: Aussparung für Fixierelement
8: Durchgangsöffnung
9: Haltemulden
10: Deckel
11: Durchführung
12: Mittelachse
13: Verbindungselement

Claims

Isolierverbinder (1) umfassend einen keramischen Grundkörper (3) zur Aufnahme von wenigstens zwei elektrischen Leitern (2), wobei jeweils ein elektrischer Leiter (2) mit einem anderen elektrischen Leiter (2) kontaktiert ist, wobei der Isolierverbinder (1) eine keramische Hülse (4) umfasst, welche eine Löseposition und eine Fixierposition einnehmen kann, wobei die elektrischen Leiter (2) durch die Hülse (4) in der Fixierposition an dem keramischen Grundkörper (3) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) einteilig ausgebildet ist und wobei die Hülse (4) und der Grundkörper (3) derart aneinander angepasst sind, dass die Hülse (4) auf den Grundkörper (3) aufschiebbar ist.
Isolierverbinder (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) den Grundkörper (3) im Wesentlichen umschließt.
Isolierverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) eine im Wesentlichen zylindrische Form mit Öffnungen zur Aufnahme des Grundkörpers (3) aufweist, vorzugsweise, eine rohrartige Form aufweist.
Isolierverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) und der Grundkörper (3) derart aneinander angepasst sind, dass die Hülse (4) entlang der elektrischen Leiter (2) aufschiebbar auf den Grundkörper (3) ist.
Isolierverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) wenigstens eine Öffnung aufweist, durch welche die elektrischen Leiter (2) einführbar sind.
Isolierverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) und die Hülse (4) durch ein Fixierelement (5) in der Fixierposition der Hülse (4) miteinander koppelbar sind, vorzugsweise, dass der Grundkörper (3) und die Hülse (4) durch eine formschlüssige Verbindung des Fixierelements (5) miteinander gekoppelt sind.
Isolierverbinder (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (5) werkzeuglos lösbar ist, so dass die Hülse (4) in die Löseposition oder in die Fixierposition bringbar ist.
Isolierverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) elektrische Verbindungselemente zur Kontaktierung der elektrischen Leiter (2) aufweist.
Isolierverbinder (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Verbindungselemente durch Aufschieben der Hülse (4) auf den Grundkörper (3) die elektrischen Leiter (2) elektrisch kontaktieren.
Isolierverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) Aussparungen (6) zur Aufnahme der elektrischen Leiter (2) aufweist, vorzugsweise, Aussparungen für die Aufnahme von Verbindungselementen.
Isolierverbinder (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (2) durch Verbindungselemente (13) elektrisch und mechanisch verbunden sind, und die Verbindungselemente (13) in den Aussparungen (6) des Grundkörpers (3) derart angeordnet sind, dass die elektrischen Leiter (2) an einem Herausrutschen aus dem Grundkörper in einer Längsrichtung gehindert sind.
Isolierverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist.
Isolierverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens zwei elektrischen Leitern (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) so ausgebildet ist, dass nicht zu kontaktierende elektrische Leiter (2) räumlich voneinander getrennt angeordnet sind, vorzugsweise, durch Trennelemente, insbesondere durch keramische Anformungen räumlich voneinander getrennt angeordnet sind.
Anordnung aus einem Isolierverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens zwei elektrischen Leitern (2), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (2) an einem Ende Stirnseiten aufweisen, wobei die Stirnseiten bei kontaktierten elektrischen Leitern (2) im Grundkörper (3) gegenüberliegend angeordnet sind.
Anordnung nach dem vorstehenden Anspruch, , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (2) innerhalb des Grundkörpers (3) parallel angeordnet sind.
Anordnung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (2) eine Isolationsschicht aufweisen, welche in einem Bereich der Kontaktierung der elektrischen Leiter (2) entfernt ist.