DE19635872B4

DE19635872B4 - Elektrischer Verbinder

Info

Publication number: DE19635872B4
Application number: DE1996135872
Authority: DE
Inventors: Peter Langbein; Klaus-Dieter Hagemann; Lutz Salewski; Konstantin Amiridis; Carmelo Pascadopoli; Veit Jessegus; Winfried Tarnow; Kay Ingmanns
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: DE19635872A1

Abstract

Elektrischer Verbinder zum Aufnehmen, Abisolieren und Klemmen eines mit einer Isolierung umhüllten elektrischen Leiters (2), insbesondere eines Elektrokabels, der in einen mit einem Kontaktelement (13) vorgesehenen elektrischen Verbinder so hinein führbar ist, dass eine teilweise Abisolierung des elektrischen Leiters (2) erfolgt und damit eine leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter (2) und dem Kontaktelement (13) herstellbar ist und wobei ein Klemmelement (18) zum Befestigen des elektrischen Leiters (2) vorgesehen ist, wobei der elektrische Verbinder aus einem Trägerkörper (1) besteht, der derart ausgestaltet ist, dass beim Einführen des elektrischen Leiters (2) in den Trägerkörper (1) eine isolierende Ummantelung (4) des elektrischen Leiters (2) in axialer Einführungsrichtung aufgetrennt, die abgetrennten Isoliermaterialteile (4) im Trägerkörper (1) abgeleitet und das abisolierte Ende des elektrischen Leiters (2) mittels des Klemmelementes (18) sowie eines Federelementes (21) kraftschlüssig in dem Trägerkörper (1) geklemmt werden und wobei die Klemmung durch ein an dem Klemmelement (18) angeordnetes Bewegungselement...

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder zum Aufnehmen, Abisolieren und Klemmen eines mit einer Isolierung umhüllten elektrischen Leiters, insbesondere eines Elektrokabels.

Im Stand der Technik sind derartige elektrische Verbinder hinsichtlich ihrer Ausbildung 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 angeordnet 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 abzuisolieren. Das hat den Nachteil, dass zum Klemmen und Anschließen des elektrischen 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, Kontaktherstellung 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 elektrischen Leiters senkrecht zur Achse erfolgt. Dabei wird durch das Aufschneiden der Isolierung ein Herausrutschen des elektrischen Leiters aus der Vorrichtung verhindert. Das Isoliermaterial wird dabei zumeist von scharfkantigen Metallspitzen oder -laschen aufgeschlitzt und zusätzlich, wie in der DE 26 37 378 A1 beschrieben, noch verformt durch paarweise an den Seitenwänden einer als Rinne ausgebildeten Vorrichtung zum Öffnen der Isolierung und zur Kontaktherstellung. Nach der Abisolierung wird der elektrische Kontakt eines Leiters zumeist durch Kontaktbacken in unterschiedlichsten Ausführungsformen hergestellt. In Abhängigkeit vom Abstand der Kontaktbacken zueinander sowie der Anordnung der Abisolierungs- und Kontaktierungselemente zueinander findet dabei eine kraft- oder formschlüssige 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 eigene Bauteile dafür vorgesehen, wie in der DE 23 57 101 A1 und in der DE 26 37 378 A1 dargestellt.

Aus der US 3 861 772 ist ein elektrischer Verbinder zum Aufnehmen, Abisolieren und Klemmen eines mit einer Isolierung umhüllten elektrischen Leiters bekannt, der aus einem Trägerkörper besteht, in den ein elektrischer Leiter so eingeführt wird, dass dessen isolierende Ummantelung in axialer Einführrichtung aufgetrennt wird und zum Einführen und Kontaktieren eine verschiebbare zylindrische Hülse vorgesehen ist, in der in der Endstellung zusammen mit dem Kontaktelement der abisolierte elektrische Leiter gehalten ist.

In der DE 44 03 507 C1 ist weiterhin eine Klemmkontakteinrichtung zum abisolierfreien Kontaktieren eines elektrischen Leiters beschrieben, indem ein elektrischer Verbinder ein an einem ersten Gehäuseteil angeordnetes Schälmesser aufweist, das gegenüber einem zweiten Gehäuseteil, in das der elektrische Leiter eingelegt wird, verschiebbar ist, so dass der elektrische Leiter entlang seiner Längsachse abisoliert und großflächig kontaktiert wird.

Aus der DE 40 18 164 A1 und der DE 42 03 455 C1 ist bekannt, dass die effektive Kontaktfläche 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 C1 ) oder das Schneid-Klemmelement um 45° zur Kabelachse geneigt ( DE 40 18 164 C1 ). Diese Arten der Leiterbefestigungen, bei denen ein elektrischer Leiter, insbesondere ein Elektrokabel so in eine Vorrichtung eingelegt wird, dass seine Abisolierung senkrecht zur Kabelachse mittels scharfkantiger Metallspitzen, Messern oder Laschen erfolgt, damit ein Stromkontakt entsteht, hat den Vorteil, dass nicht mehr ein Abisolieren von Hand sowie eine Klemmung des Elektrokabels mittels Schrauben notwendig ist, sondern diese einzelnen Arbeitsgänge in einer Vorrichtung zusammengefasst erfolgen und zusätzlich durch das Aufschneiden der Isolierung ein Herausrutschen des Elektrokabels verhindert wird. Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen 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 elektrischen Leiters in der Vorrichtung schwer abzuleiten sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Verbinder gattungsgemäßer Art zu schaffen, der bei einfachem 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 Stromkontaktfläche erhalten wird, wobei die abgetrennten Isoliermaterialteile einfach abzuführen sind und außerdem eine einfache und sichere Klemmung des elektrischen Leiters gewährleistet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein elektrischer Verbinder mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass in der Einführungsöffnung des Trägerkörpers in axialer Einführungsrichtung des elektrischen Leiters mindestens zwei scharfkantige, 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 aufgetrennt 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 hineinragt, wobei die Bewegung des elektrischen Leiters in axialer Einführungsrichtung durch eine Anschlagfläche am Ende des Kontaktelementes begrenzt wird und wobei das Kontaktelement an einer Seite eine Ausnehmung zur Aufnahme des Klemmelementes aufweist, das mittels des 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 Klemmelementes einen Neigungswinkel aufweisen, der kleiner als der Reibungswinkel ρ ist.

Des weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass zum Lösen der Klemmverbindung das Bewegungselement in einer Abdeckplatte des Trägerkörpers geführt und an dem Klemmelement befestigt ist und durch Zurückziehen des Klemmelementes gegen das Federelement die Klemmung des elektrischen Leiters löst.

Vorteilhaft ist es, dass die Einführungsöffnung des Trägerkörpers eine Fase aufweist, 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 Aufnehmen, 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 Verbinder ist universell einsetzbar , wobei durch den elektrischen Verbinder eine sichere und leicht wieder lösbare Klemmung des elektrischen Leiters im Trägerkörper erreicht wird und ein Herausrutschen des elektrischen Leiters vermieden wird, indem ein die Klemmung unterstützendes Federelement und ein die Klemmung lösendes Bewegungselement vorgesehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt:
1 eine Vorderansicht eines elektrischen Verbinders im Schnitt;
2 eine Seitenansicht eines elektrischen Verbinders;
3 eine Vorderansicht eines elektrischen Verbinders im Schnitt mit einem geklemmten elektrischen Leiter;
4 Ausführungsformen eines Klemmelementes.
Der elektrische Verbinder zum Aufnehmen, Abisolieren und Klemmen eines mit einer Isolierung umhüllten elektrischen Leiters, beispielsweise eines Elektrokabels besteht gemäß 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 Trägerkörpers 1 sind längs zu einer Achse 7 mindestens zwei scharfkantige, messerförmig ausgebildete Schneiden 8 und 9 zum Auftrennen des Isoliermaterials 4 des elektrischen Leiters 2 vorgesehen. Dadurch wird das Isoliermaterial 4 des elektrischen Leiters 2 schon beim Einführen des elektrischen Leiters 2 in den Trägerkörper 1 leicht angeschnitten und beim Nachführen weiter aufgetrennt, um das Abheben des Isoliermaterials 4 vom Leitermaterial 3 zu erleichtern. Die Einführungsöffnung 5 des Trägerkörpers 1 ist weiterhin durch Kanäle 10 und 11 zum Außenrand 12 des Trägerkörpers 1 aufgeweitet, damit die abgetrennten Isoliermaterialteile 4 des elektrischen Leiters 2 gut ableitbar sind. Das Leitermaterial 3 des elektrischen Leiters 2 wird dann weiter in den Trägerkörper 1 hineingeführt, an dessen Ende ein hohlförmiges, zylindrisch ausgebildetes Kontaktelement 13 in Form einer Buchse vorgesehen ist, deren Zylinderöffnung 14 zum Innenraum des Trägerkörpers 1 weist und die an ihrem Ende durch eine Anschlagfläche 15 begrenzt ist. Das Kontaktelement 13 besteht aus leitendem Material, wobei an seiner Zylinderöffnung 14 eine Fase 16 vorgesehen ist, damit das Isoliermaterial 4 beim Weitereinführen des elektrischen Leiters 2 in das Kontaktteil 13 gut vom Leitermaterial 3 getrennt 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 18 auf. Das Klemmelement 18 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 kraftschlüssig festgeklemmt wird. Die Klemmflächen 19 und 20 weisen dabei einen Neigungswinkel 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 eine 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 Trägerkörpers 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.
4 zeigt Klemmelemente 18 mit unterschiedlich ausgebildeten Klemmflächen 19, die die Verbindung zum Leitermaterial 3 herstellen.

Claims

Elektrischer Verbinder zum Aufnehmen, Abisolieren und Klemmen eines mit einer Isolierung umhüllten elektrischen Leiters (2), insbesondere eines Elektrokabels, der in einen mit einem Kontaktelement (13) vorgesehenen elektrischen Verbinder so hinein führbar ist, dass eine teilweise Abisolierung des elektrischen Leiters (2) erfolgt und damit eine leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter (2) und dem Kontaktelement (13) herstellbar ist und wobei ein Klemmelement (18) zum Befestigen des elektrischen Leiters (2) vorgesehen ist, wobei der elektrische Verbinder aus einem Trägerkörper (1) besteht, der derart ausgestaltet ist, dass beim Einführen des elektrischen Leiters (2) in den Trägerkörper (1) eine isolierende Ummantelung (4) des elektrischen Leiters (2) in axialer Einführungsrichtung aufgetrennt, die abgetrennten Isoliermaterialteile (4) im Trägerkörper (1) abgeleitet und das abisolierte Ende des elektrischen Leiters (2) mittels des Klemmelementes (18) sowie eines Federelementes (21) kraftschlüssig in dem Trägerkörper (1) geklemmt werden und wobei die Klemmung durch ein an dem Klemmelement (18) angeordnetes Bewegungselement (22) lösbar ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einführungsöffnung (5) des Trägerkörpers (1) in axialer Einführungsrichtung (7) des elektrischen Leiters (2) mindestens zwei scharfkantige, messerförmig ausgebildete Schneiden (8) und (9) zum Anschneiden und Auftrennen des Isoliermaterials (4) des elektrischen Leiters (2) angeordnet sind.
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.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, 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 hineinragt, wobei die Bewegung des elektrischen Leiters (2) in axialer Einführungsrichtung (7) durch eine Anschlagfläche (15) am Ende des Kontaktelementes (13) begrenzt wird und wobei das Kontaktelement (13) an einer Seite eine Ausnehmung (17) zur Aufnahme des Klemmelementes (18) aufweist, das mittels des Federelementes (21) sowohl gegen das Leitermaterial (3) des elektrischen Leiter (2) als auch gegen den Trägerkörper (1) gedrückt wird.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 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.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lösen der Klemmverbindung (18) das Bewegungselement (22) in einer Abdeckplatte (23) des Trägerkörpers (1) geführt und an dem Klemmelement (18) befestigt ist, welches durch Zurückziehen des Klemmelementes (18) gegen das Federelement (21) die Klemmung des elektrischen Leiters (2) löst.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführungsöffnung (5) des Trägerkörpers (1) eine Fase (6) aufweist.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderöffnung (14) des Kontaktteiles (13) eine Fase (16) aufweist.