DE19635872A1 - Elektrischer Verbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder zum Aufnehmen, Abisolieren und Klemmen eines mit einer Isolierung umhüllten elektrischen Leiters, insbesondere eines Elektrokabels oder dergleichen, der in einen mit einem Kontaktelement vorge­ sehenen elektrischen Verbinder so hineingeführt wird, daß eine teilweise Abiso­ lierung des elektrischen Leiters erfolgt und damit eine leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement hergestellt wird und wobei ein Klemmelement zum Befestigen des elektrischen Leiters vorgesehen ist.

Im Stand der Technik sind derartige elektrische Verbinder hinsichtlich ihrer Ausbil­ dung in Form von mehrpoligen elektrischen Steckverbindern, Verbinderkontakten oder elektrischen Kontaktelementen bekannt, wobei das Auftrennen der Isolierung und die Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement beispielsweise durch schlitzförmige Aussparungen in dem Kontaktelement erreicht wird, das in unterschiedlichsten Trägervorrichtungen ange­ ordnet ist.

In der betrieblichen Praxis ist es weiterhin allgemein üblich, elektrische Leiter in Form von Elektrokabeln vor dem Anschließen an ein Kontaktelement und dem Klemmen mittels Schrauben oder anderer Klemmvorrichtungen erst von Hand abzu­ isolieren. Das hat den Nachteil, daß zum Klemmen und Anschließen des elek­ trischen Leiters an ein Kontaktelement einerseits zwei Arbeitsgänge notwendig sind und anderseits zum Lösen der Klemmverbindung erst die einzelnen Schrauben wieder gelöst werden müssen.

Bei den bekannten elektrischen Verbindern, die eine Abisolierung, Kontaktherstel­ lung und Klemmung eines isolierten elektrischen Leiters in einem Arbeitsgang durchführen, erfolgt die Abisolierung des elektrischen Leiters durch Einführung des Leiters in axialer Richtung bezogen auf die Längsausdehnung der Kontaktelemente in unterschiedlich ausgebildete Steckverbinder, wobei die Abisolierung des elek­ trischen Leiters senkrecht zur Achse erfolgt. Dabei wird durch das Aufschneiden der Isolierung ein Herausrutschen des elektrischen Leiters aus der Vorrichtung verhin­ dert. Das Isoliermaterial wird dabei zumeist von scharfkantigen Metallspitzen- oder laschen aufgeschlitzt und zusätzlich, wie in der DE 26 37 376 beschrieben, noch verformt durch paarweise an den Seitenwänden einer als Rinne ausgebildeten Vor­ richtung sich gegenüberstehenden Vorsprüngen zum Öffnen der Isolierung und zur Kontaktherstellung.

Nach der Abisolierung wird der elektrische Kontakt eines Leiters zumeist durch Kon­ taktbacken in unterschiedlichsten Ausführungsformen hergestellt. In Abhängigkeit vom Abstand der Kontaktbacken zueinander sowie der Anordnung der Abisolie­ rungs- und Kontakttierungselemente zueinander findet dabei eine kraft- oder form­ schlüssige Verbindung der Kontaktelemente mit der aufgetrennten Isolierung statt, wobei insbesondere eine formschlüssige Verbindung der Kontaktelemente mit der aufgetrennten Isolierung stattfindet.

Eine Klemmung und Zugsicherung des elektrischen Leiters wird ebenfalls durch den Kraft- und Formschluß der Kontaktbacken mit dem Leiter erreicht, oder es sind ei­ gene Bauteile dafür vorgesehen, wie in der DE 23 57 101 und in der DE 26 37 378 dargestellt.

Aus der DE 40 18 164 und der DE 42 03 455 ist bekannt, daß die effektive Kon­ taktfläche eines Kontaktelementes zu einem elektrischen Leiter noch erhöht wird, wenn der Winkel von Kabelachse zum Kontaktelement auf 45° verringert wird. Dazu wird das Kabel zusätzlich in einer Einführhülse um 45° (DE 42 03 455) oder das Schneid-Klemmelement um 45° zur Kabelachse geneigt (DE 40 18 164).

Diese Arten der Leiterbefestigungen, bei denen ein elektrischer Leiter, insbesondere ein Elektrokabel so in eine Vorrichtung eingelegt wird daß seine Abisolierung senk­ recht zur Kabelachse mittels scharfkantiger Metallspitzen, Messern oder Laschen erfolgt, damit ein Stromkontakt entsteht, hat den Vorteil, daß nicht mehr ein Abiso­ lieren von Hand sowie eine Klemmung des Elektrokabels mittels Schrauben not­ wendig ist, sondern diese einzelnen Arbeitsgänge in einer Vorrichtung zusam­ mengefaßt erfolgen und zusätzlich durch das Aufschneiden der Isolierung ein Her­ ausrutschen des Elektrokabels verhindert wird. Ein Nachteil der bekannten Vorrich­ tungen besteht darin, daß durch diese Art der Abisolierung bei elektrischen Leitern, insbesondere bei Elektrokabeln nur eine geringe Fläche des Leitermaterials für einen Stromfluß zur Verfügung steht und die abisolierten Materialteile des elek­ trischen Leiters in der Vorrichtung schwer abzuleiten sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, einen elektrischen Verbinder gattungsgemäßer Art zu schaffen, der bei ein­ fachem Aufbau so gestaltet ist, daß der Stromkontakt eines elektrischen Leiters ohne vorheriges Entfernen der isolierenden Ummantelung von Hand erfolgt, daß nach Auftrennung des Isoliermaterials des elektrischen Leiters eine große Strom­ kontaktfläche erhalten wird, wobei die abgetrennten Isoliermaterialteile einfach abzuführen sind und außerdem eine einfache und sichere Klemmung des elek­ trischen Leiters gewährleistet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der elektrische Verbinder aus einem Trägerkörper besteht, in den ein elektrischer Leiter so eingeführt wird, daß die isolierende Ummantelung des elektrischen Leiters in axialer Einführungsrichtung aufgetrennt, die abgetrennten Isoliermaterialteile im Trägerkörper abgeleitet und das abisolierte Ende des elektrischen Leiters mittels eines Klemmelementes sowie eines Federelementes kraftschlüssig in dem Trägerkörper geklemmt wird und wobei die Klemmung durch ein an dem Klemmelement angeordneten Bewegungselement ge­ löst wird.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß in der Einführungsöffnung des Trägerkörpers in axialer Einführungsrichtung des elektrischen Leiters mindestens zwei scharf­ kantige, messerförmig ausgebildete Schneiden zum Anschneiden und Auftrennen des Isoliermaterials des elektrischen Leiters angeordnet sind.

Dadurch ist es möglich, daß die isolierende Ummantelung des elektrischen Leiters schon beim Einführen in den Trägerkörper leicht angeschnitten und weiter aufge­ trennt wird, um das Abheben des Isoliermaterials von der Kontaktfläche des Leiters zu erleichtern.

Eine vorteilhafte Ausführung wird darin gesehen, daß die Einführungsöffnung des Trägerkörpers kanalförmig zum Außenrand des Trägerkörpers ausgebildet ist, um das aufgetrennte Isoliermaterial abzuleiten.

Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, daß der Trägerkörper ein hohlförmiges, zylindrisch ausgebildetes Kontaktelement aus leitendem Material enthält, dessen Zylinderöffnung in den Innenraum des Trägerkörpers zur Aufnahme des elektrischen Leiters ragt, wobei die Bewegung des elektrischen Leiters in axialer Einführungs­ richtung durch eine Anschlagfläche am Ende des Kontaktelementes begrenzt wird und wobei das Kontaktelement an einer Seite eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Klemmelementes aufweist, das mittels eines Federelementes sowohl gegen das Leitermaterial des elektrischen Leiter als auch gegen den Trägerkörper gedrückt wird.

Bevorzugt ist zudem vorgesehen, daß das Klemmelement keilförmig ausgebildet und parallel zur Einführungsachse des elektrischen Leiters in der Ausnehmung des Kontaktelementes verschiebbar ist, wobei die an dem Leitermaterial des elektrischen Leiters sowie an dem Trägerkörper anliegenden Klemmflächen des Klemmelemen­ tes einen Neigungswinkel aufweisen, der kleiner als der Reibungswinkel ρ ist.

Desweiteren ist vorzugsweise vorgesehen, daß zum Lösen der Klemmverbindung ein in einer Abdeckplatte des Trägerkörpers geführtes und an dem Klemmelement befestigtes Bewegungselement vorgesehen ist, welches durch das Zurückziehen des Klemmelementes gegen ein Federelement die Klemmung des elektrischen Leiters löst.

Vorteilhaft ist es, daß die Einführungsöffnung des Trägerkörpers eine Fase auf­ weist, damit ein elektrischer Leiter leicht, ohne Beschädigung und ohne zusätzliche Hilfsmittel in den Trägerkörper eingeführt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung wird darin gesehen, daß die Zylinderöffnung des Kontaktteiles eine Fase aufweist, damit das Isoliermaterial des elektrischen Leiters beim Weitereinführen in das Kontaktteil gut abtrennbar ist zum Ableiten der Isoliermaterialteile zum Außenrand des Trägerkörpers.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des elektrischen Verbinders zum Auf­ nehmen, Abisolieren und Klemmen eines elektrischen Leiters, insbesondere eines Elektrokabels wird ein einfacher und sicherer Stromkontaktanschluß mit einer großen Kontaktfläche für den elektrischen Leiter geschaffen, der elektrische Ver­ binder ist universell einsetzbar, wobei durch den elektrischen Verbinder eine sichere und leicht wieder lösbare Klemmung des elektrischen Leiters im Träger­ körper erreicht wird und zusätzlich ein Herausrutschen des elektrischen Leiters vermieden wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im fol­ genden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines elektrischen Verbinders im Schnitt,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines elektrischen Verbinders,

Fig. 3 eine Vorderansicht eines elektrischen Verbinders im Schnitt mit einem ge­ klemmten elektrischen Leiter,

Fig. 4 Ausführungsformen eines Klemmelementes.

Der elektrische Verbinder zum Aufnehmen, Abisolieren und Klemmen eines mit einer Isolierung umhüllten elektrischen Leiters, beispielsweise eines Elektrokabels be­ steht gemäß Fig. 1, 2 und 3 aus einem Trägerkörper 1, in den ein elektrischer Leiter 2, dessen Leitermaterial 3 von einem Isoliermaterial 4 umschlossen ist durch eine Einführungsöffnung 5 in den Trägerkörper 1 eingeführt wird. Die Einführungsöffnung 5 des Trägerkörpers 1 enthält eine Fase 6, damit der elektrische Leiter 2 leicht in den Trägerkörper 1 eingeführt werden kann. In der Einführungsöffnung 5 des Trä­ gerkörpers 1 sind längs zu einer Achse 7 mindestens zwei scharfkantige, messer­ förmig ausgebildete Schneiden 8 und 9 zum Auftrennen des Isoliermaterials 4 des elektrischen Leiters 2 vorgesehen. Dadurch wird das Isoliermaterial 4 des elek­ trischen Leiters 2 schon beim Einführen des elektrischen Leiters 2 in den Träger­ körper 1 leicht angeschnitten und beim Nachführen weiter aufgetrennt, um das Ab­ heben des Isoliermaterials 4 vom Leitermaterial 3 zu erleichtern. Die Einführungs­ öffnung 5 des Trägerkörpers 1 ist weiterhin durch die Kanäle 10 und 11 zum Außenrand 12 des Tragerkörpers 1 aufgeweitet, damit die abgetrennten Isolier­ materialteile 4 des elektrischen Leiters 2 gut ableitbar sind. Das Leitermaterial 3 des elektrischen Leiters 2 wird dann weiter in den Trägerkörper 1 hineingeführt, an des­ sen Ende ein hohlförmiges, zylindrisch ausgebildetes Kontaktelement 13 in Form einer Buchse vorgesehen ist, deren Zylinderöffnung 14 zum Innenraum des Träger­ körpers 1 weist und die an ihrem Ende durch eine Anschlagfläche 15 begrenzt ist. Das Kontaktelement 13 besteht aus leitendem Material, wobei an seiner Zylinder­ öffnung 14 eine Fase 16 vorgesehen ist, damit das Isoliermaterial 4 beim Weiterein­ führen des elektrischen Leiters 2 in das Kontaktteil 13 gut vom Leitermaterial 3 ge­ trennt und über die Kanäle 10 und 11 abgeführt wird, bis der elektrische Leiter 2 an der Anschlagfläche 15 im Kontaktelement 13 anschlägt.

Zur Klemmung des Leitermaterials 3 im Trägerkörper 1 weist das Kontaktelement 13 parallel zur Achse 7 auf einer Seite eine Ausnehmung 17 zur Aufnahme eines Klemmelementes 16 auf. Das Klemmelement 16 ist keilförmig ausgebildet, wobei sich eine Klemmfläche 19 am Leitermaterial 3 des elektrischen Leiters 2 und eine Klemmfläche 20 am Trägerkörper 1 abstützt, damit der elektrische Leiter 2 kraft­ schlüssig festgeklemmt wird. Die Klemmflächen 19 und 20 weisen dabei einen Nei­ gungswinkel auf, der kleiner als der Reibungswinkel ρ ist.

Das Klemmelement 18 ist parallel zur Einführungsachse 7 des elektrischen Leiters 2 verschiebbar, wobei das Klemmelement 18 durch die Feder 21 sowohl an das Leitermaterial 3 des elektrischen Leiters 2 als auch an den Trägerkörper 1 gedrückt wird. Durch die Neigung der beiden Klemmflächen 19 und 20 des Klemmelementes 18 um einen Neigungswinkel ρ entsteht eine kraftschlüssige, selbsthemmende Verbindung.

Gegen die Kraft der Feder 21 kann mittels eines am Klemmelement 18 befestigten Bewegungselementes, einer Schubstange 22, die in einer Abdeckplatte 23 des Trä­ gerkörpers 1 geführt ist, das Klemmelement 18 zurückgezogen werden und damit die Verbindung zum Leitermaterial 3 des elektrischen Leiters 2 gelöst werden. Zur besseren Betätigung der Schubstange 22 ist diese mit einem Betätigungsknopf 24 verbunden.

Fig. 4 zeigt Klemmelemente 18 mit unterschiedlich ausgebildeten Klemmflächen 19, die die Verbindung zum Leitermaterial 3 herstellen.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (8)

1. Elektrischer Verbinder zum Aufnehmen, Abisolieren und Klemmen eines mit einer Isolierung umhüllten elektrischen Leiters, insbesondere eines Elektroka­ bels oder dergleichen, der in einen mit einem Kontaktelement vorgesehenen elektrischen Verbinder so hineingeführt wird, daß eine teilweise Abisolierung des elektrischen Leiters erfolgt und damit eine leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement hergestellt wird und wobei ein Klemmelement zum Befestigen des elektrischen Leiters vorgesehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der elektrische Verbinder aus einem Trägerkörper (1) besteht, in den ein elektrischer Leiter (2) so eingeführt wird, daß die iso­ lierende Ummantelung (4) des elektrischen Leiters (2) in axialer Einführungs­ richtung aufgetrennt, die abgetrennten Isoliermaterialteile (4) im Trägerkörper (1) abgeleitet und das abisolierte Ende des elektrischen Leiters (2) mittels eines Klemmelementes (18) sowie eines Federelementes (21) kraftschlüssig in dem Trägerkörper (1) geklemmt wird und wobei die Klemmung durch ein an dem Klemmelement (18) angeordneten Bewegungselement (22) gelöst wird.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einführungsöffnung (5) des Trägerkörpers (1) in axialer Einführungs­ richtung (7) des elektrischen Leiters (2) mindestens zwei scharfkantige, messer­ förmig ausgebildete Schneiden (8) und (9) zum Anschneiden und Auftrennen des Isoliermaterials (4) des elektrischen Leiters (2) angeordnet sind.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsöffnung (5) des Trägerkörpers (1) kanalförmig zum Außenrand (12) des Trägerkörpers (1) ausgebildet ist.

4. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trägerkörper (1) ein hohlförmiges, zylindrisch ausgebildetes Kontaktelement (13) aus leitendem Material enthält, dessen Zylinderöffnung (14) in den Innenraum des Trägerkörpers (1) zur Aufnahme des elektrischen Leiters (2) hineinragt, wobei die Bewegung des elektrischen Leiters (2) in axialer Ein­ führungsrichtung (7) durch eine Anschlagfläche (15) am Ende des Kontakt­ elementes (13) begrenzt wird und wobei das Kontaktelement (13) an einer Seite eine Ausnehmung (17) zur Aufnahme eines Klemmelementes (18) aufweist, das mittels eines Federelementes (21) sowohl gegen das Leitermaterial (3) des elek­ trischen Leiter (2) als auch gegen den Trägerkörper (1) gedrückt wird.

5. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Klemmelement (18) keilförmig ausgebildet und parallel zur Einführungsachse (7) des elektrischen Leiters (2) in der Ausnehmung (17) des Kontaktelementes (13) verschiebbar ist, wobei die an dem Leitermaterial (3) des elektrischen Leiter (2) sowie dem Trägerkörper (1) anliegenden Klemmflächen (19) und (20) des Klemmelementes (18) einen Neigungswinkel aufweisen, der kleiner als der Reibungswinkel ρ ist.

6. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Lösen der Klemmverbindung (18) ein in einer Abdeckplatte (23) des Trägerkörper (1) geführtes und an dem Klemmelement (18) befestigtes Bewegungselement (22) vorgesehen ist, welches durch das Zurückziehen des Klemmelementes (18) gegen das Federelement (21) die Klemmung des elek­ trischen Leiters (2) löst.

7. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einführungsöffnung (5) des Trägerkörpers (1) eine Fase (6) aufweist.

8. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zylinderöffnung (14) des Kontaktteiles (13) eine Fase (16) aufweist.