DE10309004A1

DE10309004A1 - Anschlußvorrichtung mit Steckverbindung

Info

Publication number: DE10309004A1
Application number: DE10309004A
Authority: DE
Inventors: Marc-Roman Bloechle; Michael Hoppach; Manfred Schaarschmidt; Lars Schlueter; Thomas Schnurpfeil
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2003-03-01
Filing date: 2003-03-01
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-03-02
Also published as: DE10309004B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung 1 zum Ankontaktieren eines elektrischen Abzweigkabels 63 mit einer durchgehenden elektrischen Leitung 60, umfassend eine Aufnahmeeinrichtung 4 zum Aufnehmen der durchgehenden elektrischen Leitung 60, eine auf die Aufnahmeeinrichtung 4 aufsetzbare Kontakteinrichtung 3, welche ein Kontaktschraube 50; 51; 57 mit einer Kontaktspitze zum Kontaktieren der durchgehenden elektrischen Leitung 60 aufweist, und einen auf die Kontakteinrichtung 3 aufsetzbaren und mit der Kontakteinrichtung 3 elektrisch verbindbaren Deckel 2, an welchen das Abzweigkabel 63 anschließbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die elektrische Verbindung von Deckel 2 und Kontakteinrichtung 3 mithilfe einer Steckverbindung über eine Buchse 52 und einen komplementär ausgebildeten Kontaktstift 22 erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung mit einer eine Kontaktspitze aufweisenden Kontaktschraube zum Ankontaktieren eines elektrischen Abzweigkabels mit einer durchgehenden elektrischen Leitung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Anschlussvorrichtung ist insbesondere dazu bestimmt, ein mehradriges Abzweigkabel mittels mehrerer Kontaktschrauben an Leitungen eines Busstrangs oder eines Flachbandkabels anzuschließen.

Derartige Anschlussvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 22 06 187 C bekannt und weisen ein mehrteiliges Gehäuse auf, in welchem ein Aufnahmeraum zur Aufnahme der anzukontaktierenden Leitungen bereitgestellt wird. Die Kontaktierung der Leitungen erfolgt über Kontaktschrauben, welche eine Kontaktspitze aufweisen und in die Leitungen eingeschraubt werden. Dabei durchdringt die Kontaktspitze einer Kontaktschraube die Isolierung und den Mantel der zu kontaktierenden Leitung und gelangt in Kontakt mit deren Ader. Diese Art der Kontaktierung mittels Durchdringungstechnik, welche ein vorausgehendes Abisolieren der Leitungen entbehrlich macht, wird auch als „Piercing" bezeichnet.

Die Kontaktschrauben sitzen in Gewindebohrungen von Stromschienen bzw. Anschlussklemmen, welche mit Einzelleitungen eines Abzweigkabels verbunden werden können. Der Kontakt zwischen einer Kontaktschraube und einer Anschlussklemme wird jedoch nur über ihren gemeinsamen Gewindebereich hergestellt. Aufgrund einer gewünschten kompakten Bauweise der Anschlussvorrichtung sind in der Regel nur wenige Gewindegänge innerhalb der Gewindebohrungen vorgesehen, so dass eine relativ kleine Kontaktfläche zur Verfügung steht. Durch Ablagerungen oder Korrosion im Gewindebereich kann dies jedoch zu Wackelkontakten bzw. zu einem Unterbrechen des Kontakts führen. Insbesondere sind der Gewindeschaft der Kontaktschrauben und die Gewindebohrungen der Anschlussklemmen mit einem gewissen Spiel zueinander versehen, um eine Leichtgängigkeit der Kontaktschraube zu ermöglichen. Hierdurch wird die Kontaktfläche weiter verkleinert und die Gefahr von Wackelkontakten weiter erhöht.

Die Verbindung der Einzelleitungen des Abzweigkabels mit den Anschlussklemmen erfolgt in der Regel mit Hilfe von Klemmschrauben. Dazu müssen die Einzelleitungen abisoliert, in das Gehäuse der Anschlussvorrichtung eingeführt und die Klemmschrauben angezogen werden, wodurch sich der Anschluss des Abzweigkabels sehr umständlich und zeitraubend gestaltet. Insbesondere bei eingeschränkten Platzverhältnissen am Montageort der Anschlussvorrichtung ist dies von großem Nachteil.

In der DE 299 01 299 U1 wird zwar eine Anschlussvorrichtung vorgeschlagen, welche aus dem Gehäuse ragende, mit den Anschlussklemmen verbundene Steckanschlüsse aufweist, an welche die Einzelleitungen des Abzweigkabel mittels komplementärer Stecker angeschlossen werden können. Bedingt durch den Aufbau des Gehäuses ist die Anschlussvorrichtung jedoch nur für die Kontaktierung an einem Ende der Leitungen des Busstrangs bzw. Flachbandkabels geeignet, wodurch die Einsatzmöglichkeiten begrenzt sind. Zudem verbleibt das Problem des oben geschilderten störanfälligen Kontakts zwischen Kontaktschraube und Anschlussklemme über den gemeinsamen Gewindebereich.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Anschlussvorrichtung bereitzustellen, welche eine einfache, sichere und schnelle Kontaktierung eines Abzweigkabels mit einer durchgehenden elektrischen Leitung ermöglicht.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung weist eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer durchgehenden elektrischen Leitung, eine auf die Aufnahmeeinrichtung aufsetzbare Kontakteinrichtung, welche mit einer Kontaktschraube mit einer Kontaktspitze zum Kontaktieren der Leitung versehen ist, und einen auf die Kontakteinrichtung aufsetzbaren und mit der Kontakteinrichtung kontaktierbaren Deckel auf, an welchen das Abzweigkabel anschließbar ist, wobei die Kontaktierung zwischen Deckel und Kontakteinrichtung mit Hilfe einer Steckverbindung über eine Buchse und einen komplementär ausgebildeten Kontaktstift erfolgt. Diese Anschlussvorrichtung lässt sich an einer beliebigen Stelle der durchgehenden Leitung anschließen. Die über die Buchse und den Kontaktstift hergestellte Steckverbindung zwischen Deckel und Kontakteinrichtung, welche nach dem Piercingvorgang der Kontaktschraube an der durchgehenden elektrischen Leitung erfolgt, vermittelt einen sicheren und zuverlässigen Kontakt. Eine derartige Steckverbindung lässt sich selbst bei einer kompakten Bauweise der Anschlussvorrichtung realisieren. Zugleich wird durch die Steckverbindung eine einfache und schnelle Kontaktierung des Abzweigkabels mit der durchgehenden elektrischen Leitung ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Kontaktstift an dem Deckel befestigt und elektrisch mit dem Abzweigkabel verbunden werden. Da sich das Abzweigkabel somit unabhängig vom Montageort der Anschlussvorrichtung an der durchgehenden elektrischen Leitung und bereits vor dem eigentlichen Kontaktier- bzw. Piercingvorgang mit dem Deckel verbinden lässt, gestaltet sich der Kontaktiervorgang noch einfacher und schneller.

Eine einfache und schnelle Kontaktierung wird zudem dadurch erzielt, dass der Kopf der Kontaktschraube mit der Buchse versehen ist, in welche der Kontaktstift einsteckbar ist. Diese Ausgestaltung begünstigt ferner eine kompakte Bauweise der Anschlussvorrichtung.

Eine alternative vorteilhafte Ausgestaltung wird darin gesehen, die Kontakteinrichtung mit einer Sicherungseinheit auszustatten, welche mit der Buchse zur Aufnahme des Kontaktstiftes versehen und mit der Kontaktschraube elektrisch verbindbar ist. Die Sicherungseinheit weist eine elektrische Sicherung auf, welche zwischen Buchse und Kontaktschraube zur Herstellung einer abgesicherten elektrischen Verbindung angeordnet ist. Diese Ausführungsform erweist sich als besonders günstig bei der Verbindung einer durchgehenden elektrischen Leitung großen Querschnitts und damit einhergehender hoher Stromtragfähigkeit mit einem einen verjüngten Querschnitt aufweisenden Abzweigkabel geringer Stromtragfähigkeit.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Anschlussvorrichtung zum Ankontaktieren eines fünfadrigen Drehstromkabels bzw. eines aus fünf Leitungen bestehenden Busstrangs eines Drehstromsystems an ein fünfadriges Abzweigkabel ausgelegt. Die Kontakteinrichtung verfügt hierbei über zwei mit jeweils einer Buchse versehene Kontaktschrauben zur Ankontaktierung eines Schutzerdungsleiters und eines Nullleiters sowie über drei mit jeweils einer Sicherungseinheit verbundene Kontaktschrauben zur abgesicherten Kontaktierung dreier Phasenleiter des Drehstromkabels bzw. Busstrangs.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, die Anschlussvorrichtung mit einer Federeinheit auszustatten, welche auf die Kontaktschraube und/oder auf die durchgehende elektrische Leitung an der Kontaktstelle einwirkt und für eine gleichmäßig hohe Kontaktkraft zwischen der Kontaktspitze der Kontaktschraube und der durchgehenden elektrischen Leitung sorgt. Durch diese Ausgestaltung werden Relaxationsvorgänge und Fließerscheinungen in der Isolierung und der Ader der durchgehenden elektrischen Leitung, welche zu einer Verkleinerung der Kontaktkraft und damit zu einer Vergrößerung des Übergangswiderstandes führen können, kompensiert.

Vorzugsweise weist die Anschlussvorrichtung weiter eine Kabelhalterung aus einem steifen Material auf, welche aus einem Aufnahmeelement zur formschlüssigen Aufnahme der durchgehenden elektrischen Leitung, einem über dem Aufnahmeelement angeordneten Halteelement, durch welches die Kontaktschraube geführt wird, und einem das Aufnahmeelement mit dem Halteelement verbindenden Verbindungselement besteht. Mit Hilfe dieser Kabelhalterung wird die bei dem Kontaktierungsvorgang von der Kontaktspitze der Kontaktschraube auf die durchgehende elektrische Leitung ausgeübte Kraft weitgehend durch das Verbindungselement aufgenommen, so dass der Abstand zwischen dem Halteelement und dem Aufnahmeelement im Wesentlichen konstant gehalten wird. Hiermit wird eine Durchbiegung und damit verbundene eventuelle Beschädigung der Gehäuseteile, insbesondere der Aufnahmeeinrichtung, durch zu hohe Kontaktkräfte weitgehend reduziert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung mit einer Aufnahmeeinrichtung, einer Kontakteinrichtung und einem mit einem Abzweigkabel verbundenen Deckel sowie eines aus fünf Leitungen bestehenden Busstrangs,
2 eine perspektivische Darstellung der zusammengesetzten erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung,
3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Aufnahmeeinrichtung,
4 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Kontakteinrichtung,
5 eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite der zusammengesetzten Kontakteinrichtung,
6 eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite des Deckels,
7 einen Längsschnitt durch die zusammengesetzte erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung von 2,
8 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktschraube, deren Kontaktspitze ein Gewinde aufweist,
9a und 9b schematische Schnittdarstellungen der Kontakteinrichtung und der Aufnahmeeinrichtung mit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Federeinheit,
10a und 10b schematische Schnittdarstellungen der Kontakteinrichtung und der Aufnahmeeinrichtung mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Federeinheit,
11a bis 11c perspektivische Darstellungen sowie eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelhalterung, und
12a und 12c eine perspektivische Darstellung sowie eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelhalterung.
1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 1 mit einer Aufnahmeeinrichtung 4, einer Kontakteinrichtung 3 und einem mit einem Abzweigkabel 63 verbundenen Deckel 2 sowie eines Busstrangs 6. Der Busstrang 6 besteht aus fünf einzelnen durchgehenden elektrischen Leitungen 60, wie es für ein Drehstromsystem mit drei Phasenleitern L1, L2, L3, einem Nullleiter N und einem Schutzleiter PE erforderlich ist. Jede Ader einer Leitung 60 des Busstrangs 6 ist als Litzenleitung 62 ausgebildet, welche von einer Isolierung 61 umgeben ist.
Die Aufnahmeeinrichtung 4 weist eine der Anzahl der Leitungen 60 des Busstrangs 6 entsprechende Anzahl von Längsrillen auf, in welche die Leitungen 60 eingelegt werden können. Die Kontaktierung der einzelnen Leitungen 60 des Busstrangs 6 erfolgt zunächst über fünf in 1 nicht dargestellte mit jeweils einer Kontaktspitze versehene Kontaktschrauben 50 und 51, welche innerhalb der Kontakteinrichtung 3 angeordnet sind. Die Kontakteinrichtung 3 kann zu diesem Zweck auf die Aufnahmeeinrichtung 4 aufgesetzt werden.
Anschließend wird der Deckel 2 auf die Aufnahmeeinrichtung 4 bzw. die Kontakteinrichtung 3 aufgesetzt und dabei über in 1 nicht gezeigte Steckverbindungen zwischen Deckel 2 und Kontakteinrichtung 3 eine elektrische Verbindung zwischen dem Abzweigkabel 63 und den Leitungen 60 des Busstrangs 6 hergestellt. Das hier dargestellte Abzweigkabel 63 ist als fünfadriges Rundkabel ausgebildet.
Die Fixierung des Deckels 2 erfolgt über an den Ecken des Deckels 2 angeordnete Befestigungsschrauben 29, welche in entsprechende als Vertiefungen mit einem eingepressten Gewindesatz ausgebildete Gewindelöcher 44 der Aufnahmeeinrichtung 4 eingeschraubt werden können.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung der zusammengesetzten erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 1, durch welche eine elektrische Verbindung zwischen den fünf einzelnen Leitungen 60 des Busstrangs 6 und dem fünfadrigen Abzweigkabel 63 hergestellt ist. Mit Hilfe von Befestigungsschrauben 46, welche an den Ecken der Aufnahmeeinrichtung 4 angeordnet sind, lässt sich die Anschlussvorrichtung 1 beispielsweise an einer Wand befestigen. Es kann ferner günstig sein, die Aufnahmeeinrichtung 4 vor dem Kontaktiervorgang zu befestigen, wodurch sich der Kontaktiervorgang gegebenenfalls einfacher gestaltet.
Die genaue Funktionsweise der Anschlussvorrichtung 1 wird anhand der folgenden Figuren der einzelnen Komponenten der Anschlussvorrichtung 1 erläutert.
3 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der Aufnahmeeinrichtung 4. Diese besteht aus einer Grundplatte 41, an deren Ecken vorspringende Flächen mit Aussparungen 45 zur Führung der Befestigungsschrauben 46 für die bereits ge schilderte Befestigung der Aufnahmeeinrichtung 4 angeordnet sind.
In die Grundplatte 41 kann eine mit den Längsrillen versehene Einsatzplatte 47 eingesetzt werden. Die Befestigung der Einsatzplatte 47 erfolgt dabei mit Hilfe am Rand der Einsatzplatte 47 angeordneter Rasthaken 49, welche in entsprechende Einbuchtungen 43 der Innenwandung der Grundplatte 41 eingreifen.
An den Stirnseiten weist die Grundplatte 41 jeweils an die Längsrillen der Einsatzplatte 47 angepasste profilierte Kanten 42 auf. Die profilierten Kanten 42 sind jeweils mit einem Spalt versehen, in welchen ein dem profilierten Kantenverlauf entsprechend geformtes Dichtelement 204 einsetzbar ist. Wie aus 6 ersichtlich ist, weist auch der Deckel 2 der Anschlussvorrichtung 1 eine analoge Ausgestaltung mit profilierten Kanten 25 und an den Kanten 25 angeordneten Dichtelementen 204 auf. Bei der zusammengesetzten Anschlussvorrichtung 1 werden die einzelnen Leitungen 60 des Busstrangs 6 an den Stirnseiten der Anschlussvorrichtung 1 infolgedessen formschlüssig eingefasst (vgl. 2), wobei über die Dichtelemente 204 eine Abdichtung der Anschlussvorrichtung 1 gemäß dem Schutzgrad IP 65 gegen Wasser und Staubpartikel erreicht wird.
Auf den zwischen bzw. neben den Längsrillen der Einsatzplatte 47 verlaufenden Erhebungen sind jeweils zwei Vertiefungen 48 angeordnet, welche an einem Ende T-Nut-förmig ausgestaltet sind. Diese Vertiefungen 48 dienen der Befestigung der Kontakteinrichtung 3 an der Aufnahmeeinrichtung 4. Wie 5 zeigt, weist die Kontakteinrichtung 3 auf der Unterseite mehrere T-förmige Führungen 34 auf, die beim Aufsetzen der Kontakteinrichtung 3 auf die Aufnahmeeinrichtung 4 in die Vertiefungen 48 eingreifen. Durch anschließendes Verschieben der Kontakteinrichtung 3 hintergreifen die T-förmigen Führungen 34 die T-Nut-förmigen Enden der Vertiefungen 48, so dass die Kontakteinrichtung 3 an der Aufnahmeeinrichtung 4 fixiert ist.
4 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der Kontakteinrichtung 3. Diese weist fünf als Durchgangsgewinde ausgebildete Gewindelöcher 33 auf, in welche mit jeweils einer Kontaktspitze versehene Kontaktschrauben 50 und 51 eingeschraubt werden können, um die Leitungen 60 des Busstrangs 6 bei der auf die Aufnahmeeinrichtung 4 aufgesetzten Kontakteinrichtung 3 zu kontaktieren. Dabei durchdringen die Kontaktspitzen der Kontaktschrauben 50 und 51 die Isolierungen 61 und die als Drahtgeflecht vorliegenden Litzenleitungen 62 der betreffenden Leitungen 60 des Busstrangs 6, so dass eine Kontaktierung hergestellt wird (vgl. hierzu 7).
Die Köpfe von zwei Kontaktschrauben 51 sind jeweils mit einer Buchse 52 versehen, in welche komplementär ausgebildete Kontaktstifte 22 des Deckels 2 zur Herstellung der oben beschriebenen Steckverbindungen zwischen Deckel 2 und Kontakteinrichtung 3 einsteckbar sind. Diese Kontaktstifte 22 sind in 6 dargestellt.
Die zwei mit den Buchsen 52 versehenen Kontaktschrauben 51 dienen der Ankontaktierung des Nullleiters und des Schutzerdungsleiters des Busstrangs 6. Entsprechend sind die diesen Kontaktschrauben 51 zugehörigen Gewindelöcher 33 jeweils links unterhalb auf der Kontakteinrichtung 3 mit den Bezeichnungen „N" und „PE" versehen.
Die drei weiteren Kontaktschrauben 50, deren Köpfe keine Buchsen aufweisen, sind jeweils über zwei Sicherungshalter 56 und eine zwischen den Sicherungshaltern 56 angeordnete Zylindersicherung 55 mit drei Schrauben 54 verbunden, welche in entsprechende Gewindelöcher 32 eingeschraubt werden können. Für die Sicherungshalter 56 und die Zylindersicherungen 55 sind Vertiefungen 31 auf der Kontakteinrichtung 3 ausgebildet. Die Köpfe der drei Schrauben 54 weisen jeweils eine Buchse 52 auf, in welche wiederum komplementär ausgebildete Kontaktstifte 22 des Deckels 2 eingesteckt werden können.
Über die drei Kontaktschrauben 50 werden die drei Phasenleiter des Busstrangs 6 ankontaktiert. Die mit den Buchsen 52 versehenen Schrauben 54 und die Sicherungshalter 56 mit den Zylindersicherungen 55, welche jeweils zwischen einer Kontaktschraube 50 und einem entsprechenden Kontaktstift 22 bei der zusammengesetzten Anschlussvorrichtung 1 angeordnet sind, fungieren hierbei als Sicherungseinheiten, um abgesicherte elektrische Steckverbindungen zwischen der Kontakteinrichtung 3 und dem Deckel 2 und damit zwischen den Phasenleitern des Busstrangs 6 und den entsprechenden Adern des Abzweigkabels 63 herzustellen (vgl. hierzu 7). Zur Kennzeichnung sind die Vertiefungen 31 für die Zylindersicherungen 55 jeweils links bzw. links oberhalb auf der Kontakteinrichtung 3 mit den Bezeichnungen „L1", „L2" und „L3" für die drei Phasenleiter des Busstrangs 6 versehen.
Die dargestellten Buchsen 52 der Kontaktschrauben 51 und Schrauben 54 sind als zylinderförmige Ausnehmungen in den Schraubenköpfen ausgebildet, in welche Federringeinsätze 53 eingesteckt werden können. Mit Hilfe dieser Federringeinsätze 53 werden besonders sichere Steckverbindungen mit den Kontaktstiften 22 des Deckels 2 ermöglicht.
Die Kontakteinrichtung 3 weist neben den drei verwendeten Zylindersicherungen 55 noch zwei weitere Zylindersicherungen auf, welche als Ersatzsicherungen 55' dienen. Diese Ersatzsicherungen 55' sind zwischen je zwei Klemmhaken 37 der Kontakteinrichtung 3 eingeklemmt. Oberhalb der Ersatzsicherungen 55' ist ein Greifwerkzeug 35 angeordnet, welches das Herausnehmen einer Zylindersicherung 55 aus einer Vertiefung 31 erleichtern soll.
Um die Sicherheit bei der Demontage der Anschlussvorrichtung 3 zu erhöhen, ist eine Abdeckplatte 39 vorgesehen, welche auf der Kontakteinrichtung 3 befestigt werden kann. Die Befestigung erfolgt über zwei Befestigungsschrauben 36, welche durch zwei Aussparungen 392 der Abdeckplatte 39 geführt und in Gewindelöcher 38 der Kontakteinrichtung 3 eingeschraubt werden können. Zur Gefahrenkennzeichnung ist die Abdeckplatte 39 auf der Oberseite mit einem Warnsymbol 393 versehen. Um die Kontaktstifte 22 des Deckels 2 bei der befestigten Abdeckplatte 39 in die entsprechenden Buchsen 52 der Kontaktschrauben 51 und Schrauben 54 einzustecken, weist die Abdeckplatte 39 Aussparungen 391 auf, durch welche die Kontaktstifte 22 geführt werden können.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite der zusammengesetzten Kontakteinrichtung 3 mit vollständig eingeschraubten Kontaktschrauben 50 und 51. Die auf der Unterseite angeordneten T-förmigen Führungen 34 dienen, wie weiter oben erläutert, der Fixierung der Kontakteinrichtung 3 auf der Aufnahmeeinrichtung 4.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite des mit dem Abzweigkabel 63 verbundenen Deckels 2 der Anschlussvorrichtung 1. Der Deckel 2 weist an den Ecken Aussparungen 28 auf, durch welche die Befestigungsschrauben 29 für die anhand 1 beschriebene Befestigung des Deckels 2 an der Aufnahmeeinrichtung 4 geführt werden.
Das Abzweigkabel 63 weist fünf Einzelleitungen 64 auf, welche mit jeweils einem Kontaktstift 22 elektrisch verbunden sind. Die Verbindung kann hierbei beispielsweise über nicht dargestellte Crimpverbindungen hergestellt werden.
Über einen wasserfesten Kabeldurchführungsverschluss 23, welcher vorliegend als PG-Verschraubung ausgebildet ist, ist das Abzweigkabel 63 an dem Deckel 2 befestigt. Zur zusätzlichen Fixierung der Einzelleitungen 64 des Abzweigkabels 63 weist der Deckel 2 eine Zugentlastungsbrücke 24 auf.
Die einzelnen Kontaktstifte 22 sind an einer Stiftleiste 21 angeordnet, welche in dem Deckel 2 befestigt werden kann. Um die Kontaktstifte 22 und damit insbesondere die mit den Kontaktstiften 22 elektrisch verbundenen Einzelleitungen 64 des Abzweigkabels 63 den entsprechenden über die Kontaktschrauben 50 und 51 ankontaktierten Leitungen 60 des Busstrangs 6 zuzuordnen, ist die Stiftleiste 21 mit den Bezeichnungen „1", „2", „3", „N" und „PE" für die drei Phasenleiter, den Nullleiter und den Schutzerdungsleiter des Drehstromsystems versehen.
Zur Befestigung weist die Stiftleiste 21 mehrere Rasthaken 26 auf, welche in entsprechend geformte Rastbügel 27 an der Innenwandung des Deckels 2 eingerastet werden können. Eine vorteilhafte Variante besteht darin, die Stiftleiste 21 schwimmend in dem Deckel 2 zu lagern, um Stecktoleranzen zwischen den Stiftkontakten 22 und den zugehörigen Buchsen 52 der Kontaktschrauben 51 und Schrauben 54 auszugleichen.
Der Deckel 2 weist an den Stirnseiten jeweils eine profilierte Kante 25 auf der Gehäuseunterseite auf, welche mit einem Spalt zur Aufnahme des Dichtelements 204 ausgebildet ist. Im Zusammenspiel mit den Leitungen 60 des Busstrangs 6 und der Aufnahmeeinrichtung 4 wird, wie oben erläutert, eine Abdichtung der zusammengesetzten Anschlussvorrichtung 1 erzielt.
Das Abzweigkabel 63 lässt sich unabhängig vom Montageort der Anschlussvorrichtung 1 an den Leitungen 60 des Busstrangs 6 und bereits vor dem eigentlichen Kontaktier- bzw. Piercingvorgang mit den Kontaktstiften 22 des Deckels 2 elektrisch verbinden. Dies verkürzt den Kontaktiervorgang und ist insbesondere günstig, wenn am Montageort der Anschlussvorrichtung 1 nur begrenzte Platzverhältnisse vorhanden sind.
7 zeigt einen Längsschnitt durch die zusammengesetzte Anschlussvorrichtung 1 von 2, wobei die Schnittlinie durch eine der abgesicherten Steckverbindungen verläuft. Die Kontaktspitze der Kontaktschraube 50 hat die Isolierung 61 und die Litzenleitung 62 der Leitung 60 des Busstrangs 6 durchdrungen, so dass ein Kontakt mit der Litzenleitung 62 hergestellt ist. Die Kontaktschraube 50 ist weiter über die zwischen den Sicherungshaltern 56 angeordnete Zylindersicherung 55, die mit der Buchse 52 versehene Schraube 54, den in die Buchse 52 eingesteckten Kontaktstift 22 mit der Einzelleitung 64 kontaktiert, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Busstrang 6 und dem Abzweigkabel 63 hergestellt ist.
Die in den bisherigen Figuren gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 1 ist zur Ankontaktierung eines aus fünf Leitungen 60 bestehenden Busstrangs 6 eines Drehstromsystems mit drei Phasenleitern, einem Nullleiter und einem Schutzerdungsleiter ausgelegt, wobei die Kontaktierung der Phasenleiter über zusätzliche Sicherungseinheiten erfolgt. Entsprechend sind Ausführungsformen für einen vieradrigen Busstrang eines Drehstromsystems mit drei Phasenleitern und einem Schutzerdungsleiter vorstellbar. Alternativ sind natürlich Ausführungsformen denkbar, die zur Kontaktierung einer anderen Anzahl an Leitungen oder eines Flachbandkabels geeignet sind, bei denen alle, ein Teil oder keine der Steckverbindungen mit Hilfe von Sicherungen abgesichert sind.
Anstatt der in den vorangegangenen Figuren dargestellten Kontaktschrauben 50 und 51 kann es günstig sein, Kontaktschrauben zu verwenden, deren Kontaktspitzen mit einem Gewinde versehen sind. 8 zeigt eine perspektivische Darstellung einer derartigen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktschraube 57 mit einer ein Gewinde aufweisenden Kontaktspitze 571. Das Gewinde der Kontaktspitze 571 dieser Kontaktschraube 57 ist ausgebildet, bei dem Piercingvorgang an einer elektrischen Leitung deren Isolierung bzw. Ummantelung wegzuziehen. Im Gegensatz zu Kontaktschrauben mit gewindelosen Kontaktspitzen wird hierdurch wirksam verhindert, dass Isolier- bzw. Ummantelungsmaterial in die Kontaktstelle gelangt und dadurch gegebenenfalls den Kontaktwiderstand erhöht. Insbesondere bei einer Temperaturerhöhung, beispielsweise verursacht durch hohe Stromstärken, wird hierdurch die Gefahr umgangen, dass sich das mitgeführte Material erweicht und eine Isolationsschicht in der Kontaktstelle ausbildet.
Die dargestellte Ausführungsform der Kontaktschraube 57 weist ebenfalls eine Buchse 52 zur Herstellung einer Steckverbindung mit einem Kontaktstift 22 auf, welche als zylinderförmige Ausnehmung in dem Schraubenkopf ausgebildet ist, in welche ein Federringeinsatz 53 eingesetzt werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Anschlussvorrichtung 1 wird auch darin gesehen, Federeinheiten vorzusehen, welche für gleichmäßig hohe Kontaktkräfte zwischen den Kontaktspitzen der Kontaktschrauben 50 und 51 und den von den Kontaktspitzen durchdrungenen elektrischen Leitungen 60 sorgen.
Die 9a und 9b zeigen schematische Schnittdarstellungen der Kontakteinrichtung 3 mit einer Kontaktschraube 51 und der Aufnahmeeinrichtung 4 der Anschlussvorrichtung 1 mit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Federeinheit. Die Federeinheit ist als Flach- oder Blattfeder 70 in einer Längsrille der Aufnahmeeinrichtung 4 ausgebildet, auf welcher eine durchgehende elektrische Leitung 60 gelagert werden kann. Die Blattfeder 70 bewirkt eine gleichmäßig hohe Kontaktkraft zwischen der Leitung 60 und der in die Isolierung 61 und die Litzenleitung 62 der Leitung 60 eingedrungenen Kontaktspitze der Kontaktschraube 51 über die Einsatzzeit dieses Kontakts (9b). Hierdurch werden Relaxationsvorgänge und Fließerscheinungen in der Isolierung 61 und der Litzenleitung 62 der durchgehenden elektrischen Leitung 60, welche zu einer Verkleinerung der Kontaktkraft und damit einhergehend zu einer Vergrößerung des Übergangswiderstandes führen können, kompensiert.
Die 10a und 10b zeigen schematische Schnittdarstellungen der Kontakteinrichtung 3 mit der Kontaktschraube 51 und der Aufnahmeeinrichtung 4 der Anschlussvorrichtung 1 mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Federeinheit, welche in einer Längsrille der Aufnahmeeinrichtung 4 angeordnet ist, wobei die Längsrille der Aufnahmeeinrichtung 4 entsprechend der geometrischen Form der Federeinheit im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist. Diese Federeinheit ist im Gegensatz zu der in den 9a und 9b dargestellten Ausführungsform als Druckplatte 71, auf welcher die Leitung 60 gelagert ist, und einem unter der Druckplatte 71 angeordneten Federpaket 72, welches insbesondere als Tellerfeder ausgeführt ist, ausgebildet. Auch diese Federeinheit sorgt für gleichmäßig hohe Kontaktkräfte zwischen der Kontaktschraube 51 und der ankontaktierten Leitung 60 (10b). Vorteilhaft ist zudem, dass die der durchgehenden elektrischen Leitung 60 zugewandte Seite der Druckplatte 71 konkav ausgebildet ist, wodurch die Leitung 60 formschlüssig auf der Druckplatte 71 gelagert wird. Hierdurch gestaltet sich der Kontaktiervorgang sehr einfach, da ein seitliches Abrutschen der Leitung 60 beim Kontaktiervorgang verhindert wird.
Natürlich ist es vorstellbar, eine Federeinheit auch als federnd gelagerten Gewindeeinsatz einer Kontaktschraube auszubilden und gegebenenfalls mit den in den 9a und 9b bzw. 10a und 10b gezeigten Federeinheiten zu kombinieren. Diese Ausgestaltung ist jedoch mit einem erhöhten Aufwand bei der Herstellung der Kontakteinrichtung 3 der Anschlussvorrichtung 1 verbunden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Anschlussvorrichtung 1 ist durch die Verwendung einer Kabelhalterung gegeben, welche die bei einem Piercingvorgang auftretenden Kräfte weitgehend aufnimmt, um eine Durchbiegung und damit verbundene etwaige Beschädigung der Gehäuseteile, insbesondere der Aufnahmeeinrichtung 4, zu verhindern. Eine solche Kabelhalterung könnte als Formteil ausgebildet sein und in entsprechen de in den vorangegangenen Figuren nicht dargestellte Aussparungen der Aufnahmeeinrichtung 4 eingesetzt werden. Vorstellbar ist es auch, die Aufnahmeeinrichtung 4 einstückig mit einer Kabelhalterung auszubilden.
Die 11a bis 11c zeigen perspektivische Darstellungen sowie eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelhalterung 8 mit einer Kontaktschraube 51 und einer in die Kabelhalterung 8 eingelegten Leitung 60. Die Kabelhalterung 8 weist ein J-förmiges Profil auf und besteht aus einem Aufnahmeelement 84 zur formschlüssigen Aufnahme der zu kontaktierenden Leitung 60, einem über dem Aufnahmeelement 84 angeordneten Halteelement 81, welches eine Aussparung 82 zur Führung der Kontaktschraube 51 aufweist, und einem das Aufnahmeelement 84 mit dem Halteelement 81 verbindenden Verbindungselement 83. Die Aussparung 82 des Halteelements 81 ist mit einem Gewinde versehen, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement 81 und der Kontaktschraube 51 besteht, wodurch die bei dem Kontaktierungsvorgang von der Kontaktspitze der Kontaktschraube 51 auf die Leitung 60 ausgeübte Kraft weitgehend durch das Verbindungselement 83 aufgenommen wird und infolgedessen der Abstand zwischen dem Halteelement 81 und dem Aufnahmeelement 84 im Wesentlichen konstant gehalten wird. Um die Festigkeit und Stabilität der Kabelhalterung 8 zu erhöhen, kann es günstig sein, diese aus einem steifen Material auszubilden.
Zur übersichtlicheren Darstellung wurden in den 11a bis 11c die Aufnahmeeinrichtung 4 und die Kontakteinrichtung 3 der Anschlussvorrichtung 1 nicht eingezeichnet. Bei der Verwendung der Kabelhalterung 8 in der Anschlussvorrichtung 1 wäre die Kontakteinrichtung 3 zwischen dem Kopf der Kontaktschraube 51 und dem Halteelement 81 der Kabelhalterung 8 angeordnet. Sofern die Kontakteinrichtung 3, wie auch in der in 4 dargestellten Ausführungsform vorgesehen, mit einem Gewinde 33 für die Kontaktschraube 51 versehen ist, könnte auf ein Gewinde in der Aussparung 82 des Halteelements 81 der Kabelhalterung 8 verzichtet werden. Jedoch müsste die Kabelhalterung 8 an der Kontakteinrichtung 3 befestigt werden, um die für den Piercingvorgang erforderliche kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement 81 und der Kontaktschraube 51 herzustellen. Die Befestigung der Kabelhalterung 8 an der Kontakteinrichtung 3 könnte beispielsweise über komplementäre Rastmittel erfolgen.
Die 12a und 12b zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelhalterung 9 in einer perspektivischen Darstellung sowie einer Schnittdarstellung. Im Unterschied zu der in den 11a bis 11c dargestellten Ausführungsform ist diese Kabelhalterung 9 dazu geeignet, zwei Leitungen 60 in einem Aufnahmeelement 94 formschlüssig aufzunehmen und mit Hilfe von zwei durch entsprechende Aussparungen 92 eines Halteelements 91 führbare Kontaktschrauben 51 anzukontaktieren, wobei die bei dem Kontaktierungsvorgang von den Kontaktschrauben 51 auf die Leitungen 60 ausgeübten Kräfte wiederum weitgehend durch ein Verbindungselement 93 aufgenommen werden.
Die gezeigten Ausgestaltungen einer Federeinheit und einer Kabelhalterung ergeben in Kombination mit der in den 1 bis 8 dargestellten Anschlussvorrichtung 1 eine besonders vorteilhafte Wirkung. Die Federeinheit gemäß den 9 und 10 und die Kabelhalterung gemäß den 11 und 12 können jedoch auch jeweils für sich getrennt von der Anschlussvorrichtung gemäß den 1 bis 8 eingesetzt werden, ohne ihre jeweiligen vorteilhaften Wirkungen zu verlieren.

1: Anschlussvorrichtung
2: Deckel
21: Stiftleitste
22: Kontaktstift
23: Kabeldurchführungsverschluss
24: Zugentlastungsbrücke
25: Profilierte Kante
26: Rasthaken
27: Rastbügel
28: Aussparung
29: Befestigungsschraube
204: Dichtelement
3: Kontakteinrichtung
31: Vertiefung
32: Gewindeloch
33: Gewindeloch
34: T-förmige Führung
35: Greifwerkzeug
36: Befestigungsschraube
37: Klemmhaken
38: Gewindeloch
39: Abdeckplatte
391: Aussparung
392: Aussparung
393: Warnsymbol
4: Aufnahmeeinrichtung
41: Grundplatte
42: Profilierte Kante
43: Einbuchtung
44: Gewindeloch
45: Aussparung
46: Befestigungsschraube
47: Einsatzplatte
48: Vertiefung
49: Rasthaken
50: Kontaktschraube
51: Kontaktschraube
52: Buchse
53: Federringeinsatz
54: Schraube
55: Zylindersicherung
55': Ersatzsicherung
56: Sicherungshalter
57: Kontaktschraube
571: Kontaktspitze mit Gewinde
6: Busstrang
60: Leitung
61: Isolierung
62: Litzenleitung
63: Abzweigkabel
64: Einzelleitung
70: Blattfeder
71: Druckplatte
72: Federpaket
8: Kabelhalterung
81: Halteelement
82: Aussparung
83: Verbindungselement
84: Aufnahmeelement
9: Kabelhalterung
91: Halteelement
92: Aussparung
93: Verbindungselement
94: Aufnahmeelement

Claims

Anschlussvorrichtung zum Ankontaktieren eines elektrischen Abzweigkabels (63) mit einer durchgehenden elektrischen Leitung (60), umfassend eine Aufnahmeeinrichtung (4) zum Aufnehmen der durchgehenden elektrischen Leitung (60), eine auf die Aufnahmeeinrichtung (4) aufsetzbare Kontakteinrichtung (3), welche eine Kontaktschraube (50; 51; 57) mit einer Kontaktspitze zum Kontaktieren der durchgehenden elektrischen Leitung (60) aufweist, und einen auf die Kontakteinrichtung (3) aufsetzbaren und mit der Kontakteinrichtung (3) elektrisch verbindbaren Deckel (2), an welchen das Abzweigkabel (63) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung von Deckel (2) und Kontakteinrichtung (3) mit Hilfe einer Steckverbindung über eine Buchse (52) und einen komplementär ausgebildeten Kontaktstift (22) erfolgt.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (22) an dem Deckel (2) befestigt und mit dem Abzweigkabel (63) verbunden werden kann.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf der Kontaktschraube (51; 57) mit der Buchse (52) versehen ist, in welche der Kontaktstift (22) eingesteckt werden kann.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung (3) eine Sicherungseinheit (54, 55, 56) aufweist, welche mit der Buchse (52) zur Aufnahme des Kontaktstiftes (22) versehen und welche mit der Kontaktschraube (50) elektrisch verbindbar ist, wobei die Sicherungseinheit (54, 55, 56) eine elektrische Sicherung (55) aufweist, welche zwischen Buchse (52) und Kontaktschraube (50) zur Herstellung einer abgesicherten elektrischen Verbindung angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung zum Ankontaktieren eines vieradrigen Drehstromkabels an ein vieradriges Abzweigkabel ausgelegt ist, wobei die Kontakteinrichtung eine mit einer Buchse versehene Kontaktschraube zur Ankontaktierung eines Schutzerdungsleiters des Drehstromkabels und drei mit jeweils einer Sicherungseinheit verbundene Kontaktschrauben zur abgesicherten Kontaktierung dreier Phasenleiter des Drehstromkabels aufweist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (1) zum Ankontaktieren eines fünfadrigen Drehstromkabels (6) an ein fünfadriges Abzweigkabel (63) ausgelegt ist, wobei die Kontakteinrichtung (3) zwei mit jeweils einer Buchse (52) versehene Kontaktschrauben (51) zur Ankontaktierung eines Schutzerdungsleiters und eines Nulleiters des Drehstromkabels (6) und drei mit jeweils einer Sicherungseinheit (54, 55, 56) verbundene Kontaktschrauben (50) zur abgesicherten Kontaktierung dreier Phasenleiter des Drehstromkabels (6) aufweist.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinheit (54, 55, 56) weiter eine Schraube (54) und zwei Sicherungshalter (56) aufweist, wobei der Schraubenkopf mit der Buchse (52) versehen ist und wobei jeweils ein Sicherungshalter (56) mit der Schraube (54) bzw. der Kontaktschraube (50) verbindbar und zur Halterung der elektrischen Sicherung (55) ausgebildet ist, um eine abgesicherte elektrische Verbindung zwischen der Schraube (54) und der Kontaktschraube (50) herzustel len.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Kontaktstiftes (22) mit Hilfe einer an dem Deckel (2) anbringbaren Stiftleiste (21) erfolgt.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftleiste (21) in dem Deckel (2) schwimmend gelagert ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (52) als zylinderförmige Ausnehmung mit einem Federringeinsatz (53) ausgebildet ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinheit (70; 71, 72) vorgesehen ist, welche auf die Kontaktschraube (51) und/oder auf die durchgehende elektrische Leitung (60) einwirkt, um für eine gleichmäßig hohe Kontaktkraft zwischen der Kontaktspitze und der durchgehenden elektrischen Leitung (60) zu sorgen.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kabelhalterung (8; 9) aus einem steifen Material vorgesehen ist, welche aus einem Aufnahmeelement (84; 94) zur formschlüssigen Aufnahme der durchgehenden elektrischen Leitung (60), einem über dem Aufnahmeelement (84; 94) angeordneten Halteelement (81; 91), durch welches die Kontaktschraube (51) geführt wird, und einem das Aufnahmeelement (84; 94) mit dem Halteelement (81; 91) verbindenden Verbindungselement (83; 93) besteht, wobei die bei dem Kontaktierungsvorgang von der Kontaktspitze der Kontaktschraube (51) auf die durchgehende elektrische Leitung (60) ausgeübte Kraft weitgehend durch das Verbindungselement (83; 93) aufgenommen wird, so dass der Abstand zwischen dem Halteelement (81; 91) und dem Aufnahmeelement (84; 94) im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktspitze (571) der Kontaktschraube (57) mit einem Gewinde versehen ist, welches ausgebildet ist, bei der Ankontaktierung der durchgehenden elektrischen Leitung (60) durch die Kontaktspitze (571) die Isolierung bzw. Ummantelung wegzuziehen, so dass kein Isolier- bzw. Ummantelungsmaterial in die Kontaktstelle gelangt.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (1) Dichtelemente (204) gegen Wasser und Staubpartikel zwischen Aufnahmeeinrichtung (4) und Deckel (2) aufweist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) eine wasserfeste Kabeldurchführung (23) für das Abzweigkabel (63) aufweist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) eine Zugentlastungsbrücke (24) aufweist, welche eine Fixierung des Abzweigkabels (63) ermöglicht.