DE19854200A1 - Vorrichtung zum Kontaktieren einer elektrischen Leitung, insbesondere einer Flachbandleitung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kontaktieren einer elektrischen Leitung (9), insbesondere einer Flachbandleitung (1). Eine derartige Vorrichtung zum Kontaktieren wird beispielsweise bei einem sogenannten Energiebussystem benötigt, bei dem verschiedene Komponenten, beispielsweise Motoren, Steuerungseinrichtungen etc. an eine sowohl die Spannungsversorgung als auch die Steuerungsfunktion bereitstellende mehradrige Leitung angeschlossen werden. Für eine sichere Kontaktierung, die auch für höhere Ströme geeignet ist, wird eine Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren mit einem Kontaktelement (3) vorgeschlagen, welches an der der Leitung zugewandten Seite mindestens zwei Kontaktzungen (8a, 8b,,8c) aufweist, wobei die Kontaktzungen zum Durchdringen der zu kontaktierenden Leitung (9) vorgesehen sind und in Bezug auf die Achse der zu kontaktierenden Leitung (9) gegeneinander derart räumlich versetzt sind, daß ein zu kontaktierender Innenleiter (12) der zu kontaktierenden Leitung (9) zwischen den Kontaktzungen (8a, 8b, 8c) gedrückt wird.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtung zum Kontaktieren einer elektrischen Leitung, insbesondere einer Flachbandleitung mit einem Kontaktelement.

Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise im Bereich von sogenannten Energie-Bussystemen benötigt, bei denen an eine Flachbandleitung mit mehreren Leitungsadern eine Vielzahl von Verbraucher, beispielsweise Motoren etc. angeschlossen wer­ den.

Aus der DE 44 02 837 C2 ist ein elektrisches Installationssy­ stem bekannt, das durch ein Flachbandkabel und eine Anschluß­ vorrichtung gebildet wird. Das Flachbandkabel enthält im we­ sentlichen in einer Ebene angeordnete Energieübertragungs­ adern und nicht verdrillte Datenübertragungsadern. Dabei soll eine Kontaktierung der Energie- und Datenübertragungsadern mit der Anschlußvorrichtung ohne entfernen des Kabelmantels durch Durchstechen erfolgen. Bei Übertragungsadern, die eine gemeinsame leitende Schirmung aufweisen, wird zur Vermeidung eines Kurzschlusses über Kontaktschrauben mit einer zusätzli­ chen elektrischen Isolation eine Kontaktierung mit der jewei­ ligen Übertragungsader ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kontaktieren einer elektrischen Leitung anzugeben, die auf einfache Weise eine sicheres Kontaktieren der elektri­ schen Leitung auch für höhere Ströme ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Kontaktieren einer elektrischen Leitung, insbesondere einer Flachbandlei­ tung mit einem Kontaktelement gelöst, welches an der der Lei­ tung zugewandten Seite mindestens zwei Kontaktzungen auf­ weist, wobei die Kontaktzungen zum Durchdringen der zu kon­ taktierenden Leitung vorgesehen sind und in Bezug auf die Achse der zu kontaktierenden Leitung gegeneinander derart räumlich versetzt sind, daß ein zu kontaktierender Innenlei­ ter der zu kontaktierenden Leitung beim Durchdringen des Kon­ taktelements durch die Leitung zwischen die Kontaktzungen ge­ drückt wird.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß für eine si­ chere Kontaktierung eine lediglich punktförmige Kontaktierung nicht ausreichend ist. Eine derartige Verbindung ist in der Regel weder mechanisch ausreichend belastbar, noch kann sie eine häufig erforderliche hohe Stromtragfähigkeit sicherstel­ len. Demgegenüber werden bei der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung wird das Kontaktelement aufgrund der räumlich gegenein­ ander versetzten Anordnung der Kontaktzungen mit dem Innenlei­ ter der Leitung mehrfach großflächig verbunden. Dabei werden die an dem Kontaktelement angeformten Kontaktzungen durch die Isolierung der zu kontaktierenden elektrischen Leitung ge­ drückt. Hierdurch ergibt sich ein Kontaktübergang mit einer gleichzeitig hoher Belastbarkeit und hoher Stromtragfähig­ keit. Die Vorrichtung kann sowohl bei einadrigen als auch mehradrige Leitungen mit in einer Ebene liegenden Leitungen zum Einsatz kommen, wobei eine Kontaktierung auch unter Span­ nung ohne großen Aufwand erfolgen kann.

Eine sicheres Kontaktieren der Leitung(en) wird auf einfache Weise dadurch erzielt, daß das Kontaktelement im wesentlichen u-förmig ausgebildet ist, wobei das Kontaktelement einen er­ sten Schenkel, an den die Kontaktzungen angeformt sind, und einen die Eindringtiefe eines ersten Schenkels begrenzenden zweiten Schenkel aufweist.

Eine spritzwassergeschützte Ausführung der Vorrichtung kann dadurch realisiert werden, daß die Vorrichtung zum Kontaktie­ ren ein aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen­ des Gehäuse aufweist, wobei das Gehäuse eine erste Ausnehmung zur Aufnahme des Kontaktelements und eine zweite Ausnehmung zur Aufnahme der Leitung aufweist.

Wenn das Gehäuse im Bereich des Kontaktelements eine dritte Ausnehmung aufweist, die derart angeordnet ist, daß durch die dritte Ausnehmung ein abzuzweigender Leiter einführbar ist, wobei eine elektrische Verbindung des abzuzweigenden Leiters mit dem Kontaktelement dadurch erfolgt, daß ein im Gehäuse verschiebbar gelagertes Druckstück den abzuzweigenden Leiter gegen das Kontaktelement drückt, kann ein sicherer und wir­ kungsvoller Abzweigekontakt hergestellt werden.

Eine einfache Handhabung zum Kontaktieren der Vorrichtung er­ gibt sich dadurch, daß zur Verschiebung des Druckstücks eine Schraube vorgesehen ist, die in ein im Gehäuse vorgesehenes Gewinde einschraubbar ist.

Eine mehrfache Klemmung, Fixierung und damit großflächige Kontaktierung der Kontaktzungen mit dem zu kontaktierenden Leiter ergibt sich dadurch, daß die Kontaktzungen als drei gabelförmigen gegeneinander versetzten Kontaktzungen ausge­ bildet sind, wobei die Kontaktzungen zum großflächigen Klem­ men und Kontaktieren des Innenleiters des Kabels vorgesehen sind.

Eine mehrfache Verbindung von Leitungen kann auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß das Gehäuse mehrere Kontakt­ elemente zum Kontaktieren mehrerer Leiter insbesondere eines Flachbandkabels aufweist, wobei die Kontaktelemente entspre­ chend dem Abstand der zu kontaktierenden Leiter jeweils ange­ ordnet sind.

Eine besonders vorteilhafte Realisierungsform des Kontaktele­ ments, die insbesondere auch eine hohe Stromtragfähigkeit aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß an das Kontaktele­ ment drei gabelförmige Kontaktzungen angeformt sind, die ge­ geneinander räumlich versetzt sind, wodurch der Innenleiter zwischen die Kontaktzungen gedrückt und großflächig kontak­ tiert wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Kon­ taktieren eines Flachbandkabels,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Schenkels eines Kon­ taktelements mit Kontaktzungen von vorne,

Fig. 3 den in Fig. 2 dargestellten Schenkel eines Kontakt­ elements in der Draufsicht,

Fig. 4 den in Fig. 2 und 3 dargestellten Schenkel eines Kontaktelements in der Seitenansicht,

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung zur Kontaktierung eines Leiters mit Hilfe eines Kontaktelements und

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zum Kon­ taktieren einer Flachbandleitung mit einem Motor.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Kontaktieren eines Flachbandkabels 1. Das Flachbandkabel ent­ hält bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel neun Leitungsadern 9, die jeweils einen Innenleiter 12 auf­ weisen. Die Vorrichtung zur Kontaktierung besteht aus einem in einen Gehäuse 6 angeordneten Kontaktelement 3, welches u-förmig ausgebildet ist und einen ersten Schenkel 3a mit ange­ formten Kontaktzungen 8a, 8b, 8c sowie einen zweiten Schenkel 3b aufweist. Der zweite Schenkel 3b des u-förmigen Kontakt­ elements 3 enthält keine Kontaktzungen und dient somit als Hö­ henbegrenzung beim Eindringen der Kontaktzungen 8a, 8b, 8c in den Innenleiter 12 der Leitungsader 9. In dem Gehäuse 6 ist weiter ein Druckstück 4 vorgesehen, welches aus einem Iso­ liermaterial besteht und mit Hilfe einer im Druckstück 4 ge­ lagerten Schraube 5 im Gehäuse 6 beweglich gelagert ist.

Hierzu ist im Gehäuse 6 ein Gewinde 16 vorgesehen, in dem das Druckstück 4 beim Drehen der Schraube 5 längsverschieblich ist. Mit dem Bezugszeichen 17 ist der Bewegungshub des Druck­ stückes 4 gekennzeichnet. Das Gehäuse 6 weist darüber hinaus im Bereich des Bewegungshubes 17 eine Ausnehmung 7 zur Durch­ führung eines Kabels auf. Im unteren Bereich des Gehäuses 6 ist eine weitere Ausnehmung 13 zur Aufnahme des Flachbandka­ bels 1 vorgesehen. Das Bodenteil des Gehäuses 6 wird von ei­ ner Grundplatte 2 gebildet, die in Führungsnuten des Gehäuses gelagert ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum elektrischen Kontak­ tieren ist besonders auch für einen höheren Leistungsbereich, d. h. für größere Leitungsquerschnitte und höhere Ströme ge­ eignet. Zur Kontaktierung wird das Flachbandkabel 1 in das Gehäuse 6 beispielsweise nach entfernen der Grundplatte 2 eingelegt. Die geometrische Anordnung des Kontaktelements 3 mit angeformten Kontaktzungen 8a, 8b, 8c ist dabei entspre­ chend dem Anordnungsmuster der zukontaktierenden Leitungs­ adern dimensioniert. Das Kontaktelement 3 befindet sich vor dem Kontaktierungsvorgang im oberen Bereich des Bewegungshu­ bes 17, d. h. die Schraube 5 mit dem mechanisch gekoppelten Druckstück 4 befindet sich ebenfalls oben, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Der Kontaktierungsvorgang erfolgt durch einfaches Eindrehen der Schraube 5. Hierdurch wird das Druck­ stück in Richtung Flachbandkabel 1 geschoben und übt somit eine Kraft auf das Kontaktelement 3 aus. Die Kontaktzungen 8a, 8b, 8c des ersten Schenkels 3a des Kontaktelements 3 durchdringen die Isolierung des Flachbandkabels 1 und die Isolierung 9 der Leitungsader 2, 12. Bei vollständig einge­ drehter Schraube 5 befindet sich das Druckstück im unteren Bereich des Bewegungshubes 17. Die Kontaktzungen 8a, 8b, 8c haben in diesem Zustand den Innenleiter 12 der Leitungsadern 9, 12 kontaktiert. Die einzelnen Kontaktzungen 8a, 8b, 8c sind als drei gabelförmige Kontakte ausgebildet, die gegen­ einander versetzt sind. Hierdurch wird der Innenleiter 12 von den Kontaktzungen 8a, 8b, 8c fixiert, geklemmt und mehrfach großflächig kontaktiert. Aufgrund der großflächigen Kontaktie­ rung ist die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besonders auch bei höheren Strömen geeignet, d. h. die Vorrichtung weist eine hohe Stromtragfähigkeit auf. Über die Ausnehmung 7 im Gehäuse 6 ist eine Kontaktierung eines seitlich eingeführten Kabels 15 möglich. Die Kontaktierung des Kabels 15 mit dem Kontakt­ element 3 und damit mit dem Innenleiter 12 kann dabei derart erfolgen, daß der Innenleiter des Kabels 15 mit Hilfe des Druckstücks 4 gegen das Kontaktelement 3 gepreßt wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist bei dem in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsbeispiel lediglich die Kontaktierung mit Hilfe eines Kontaktelements 3 gezeigt. Im Gehäuse 6 können jedoch weitere Kontaktelemente angeordnet sein, die eine Kon­ taktierung der weiteren im Flachbandkabel 1 angeordneten Lei­ tungen ermöglichen.

Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Schenkels 3a ei­ nes Kontaktelementes, wie dies beispielsweise bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zum Einsatz kommt. Der Schen­ kel 3a weist drei Kontaktzungen 8a, 8b, 8c auf, die gabelför­ mig gegeneinander versetzt sind. Die drei gabelförmigen Kon­ takte haben sich als besonders geeignet erwiesen, einen In­ nenleiter sicher und dauerhaft zu kontaktieren. Der Grund hierfür liegt im wesentlichen darin, daß der Innenleiter durch die drei gabelförmigen gegeneinander versetzten Kon­ taktzungen 8a, 8b, 8c fixiert, geklemmt und mehrfach großflä­ chig kontaktiert wird. Hierzu weisen die Kontaktzungen 8a, 8b, 8c auf der Innenseite liegen die Einlaufschrägen auf, wo­ durch der zukontaktierende Innenleiter mäanderförmig zwischen den versetzt gegenüberliegenden Kontaktzungen gedrückt bzw. gequetscht wird. Hierdurch entsteht nicht, wie aus der son­ stigen. Schneid-Klemmtechnik bekannten Kontaktierung lediglich ein punktförmiger Kontakt, sondern die Kontaktierungsart stellt einen tragfähigen Kontaktübergang auch für hohe Ströme dar. Zudem ist der Kontaktübergang auch mechanisch hoch be­ lastbar.

Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Schenkel 3a in der Draufsicht. Dabei wird ersichtlich, das die Kontaktzungen 8a, 8b, 8c auf der Innenseite liegende Einlaufschrägen aufweisen, zwischen sich der Innenleiter beim Kontaktierungsvorgang großflächig einpressen kann.

Fig. 4 zeigt den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Schen­ kel 3a in der Seitenansicht. Hierbei wird ersichtlich, das die Kontaktzungen 8a, 8b, 8c auch nach unten eine Anschrä­ gung, beispielsweise einen Anschrägungswinkel von 20-25° auf­ weisen. Hierdurch wird ein exaktes Durchschneiden der Isolie­ rung beim Kontaktierungsvorgang gefördert.

Fig. 5 zeigt eine Prinzipdarstellung zur Kontaktierung eines Innenleiters 9 mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Kontaktele­ ments. Anhand einer Linie 9a, die beispielsweise aus einem Leitungselement des Leiters 9 besteht, wird der mäanderförmi­ ge Verlauf des Leiters 9 ersichtlich, der sich nach dem Kon­ taktierungsvorgang aufgrund der zwischen den versetzt gegen­ überliegenden Kontaktzungen 8a, 8b, 8c ergibt. Mit dem Be­ zugszeichen 8d ist dabei die jeweilige kreisförmig darge­ stellte Spitze der einzelnen Kontaktzungen 8a, 8b, 8c gekenn­ zeichnet.

Fig. 6 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Kontaktierung einer Flachbandleitung 1 mit einem Motor 10. Am Motor 10 ist ein Anschlußkasten 18 vorgesehen, an dem ver­ schiedene isolierte Leitungen 15 herausgeführt sind. Die Lei­ tungen 15 dienen der Kontaktierung mit dem Flachbandkabel 1. Hierzu ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbei­ spiel in einem Gehäuse 6 eine der Leiterzahl des Flachbandka­ bels 1 entsprechende Anzahl von Kontaktelementen vorgesehen. Von außen erkennbar sind lediglich die Schrauben 5, die mit Hilfe eines Druckstücks die Kontaktierung der Kontaktelemente mit den jeweiligen Leitern 12 des Flachbandkabels 1 herstel­ len. Der Kontaktierungsvorgang erfolgt dabei in der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Art und Weise. Die in Fig. 6 dargestellte Kontaktierungsvorrichtung findet bei­ spielsweise im Zusammenhang mit einem sogenannten Energiebus- System Anwendung. Dabei erfolgt sowohl eine Stromversorgung, als auch eine Datenkopplung mit anzuschließenden Geräten, beispielsweise Motoren etc. über eine entsprechende Kontak­ tierungsvorrichtung. Das in den Fig. 1-5 dargestellte Kon­ taktierungsprinzip kann dabei auch beispielsweise bei der Nachrüstung und dem Ausbau eines derartigen Energiebus-Sy­ stemes auch unter Spannung ohne großen Aufwand erfolgen.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit eine Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren einer elektrischen Leitung 9, insbesondere einer Flachbandleitung 1. Eine derartige Vor­ richtung zum Kontaktieren wird beispielsweise bei einem soge­ nannten Energiebussystem benötigt, bei dem verschiedene Kom­ ponenten, beispielsweise Motoren, Steuerungseinrichtungen etc. an eine sowohl die Spannungsversorgung als auch die Steuerungsfunktion bereitstellende mehradrige Leitung ange­ schlossen werden. Für eine sichere Kontaktierung, die auch für höhere Ströme geeignet ist, wird eine Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren mit einem Kontaktelement 3 vorge­ schlagen, welches an der der Leitung zugewandten Seite minde­ stens zwei Kontaktzungen 8a, 8b, 8c aufweist, wobei die Kon­ taktzungen zum Durchdringen der zu kontaktierenden Leitung 9 vorgesehen sind und in Bezug auf die Achse der zu kontaktie­ renden Leitung 9 gegeneinander derart räumlich versetzt sind, daß ein zu kontaktierender Innenleiter 12 der zu kontaktie­ renden Leitung 9 zwischen die Kontaktzungen 8a, 8b, 8c ge­ drückt wird.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Kontaktieren einer elektrischen Leitung (9), insbesondere einer Flachbandleitung (1),
mit einem Kontaktelement (3), welches an der der Leitung (9) zugewandten Seite mindestens zwei Kontaktzungen (8a, 8b, 8c) aufweist, wobei die Kontaktzungen (8a, 8b, 8c) zum Durchdrin­ gen der zu kontaktierenden Leitung (9) vorgesehen sind und in Bezug auf die Achse der zu kontaktierenden Leitung (9) gegen­ einander derart räumlich versetzt sind, daß ein zu kontaktie­ render Innenleiter (12) der zu kontaktierenden Leitung (9) beim Durchdringen des Kontaktelements (3) durch die Leitung (3) zwischen die Kontaktzungen (8a, 8b, 8c) gedrückt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (3) im wesentlichen u-förmig ausgebil­ det ist, wobei das Kontaktelement (3) einen ersten Schenkel (3a), an den die Kontaktzungen (8a, 8b, 8c) angeformt sind, und einen die Eindringtiefe eines ersten Schenkels (3a) be­ grenzenden zweiten Schenkel (3b) aufweist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Kontaktieren ein aus einem elektrisch isolierenden Material bestehendes Gehäuse (6) aufweist, wobei das Gehäuse (6) eine erste Ausnehmung (14) zur Aufnahme des Kontaktelements (3) und eine zweite Ausnehmung (15) zur Auf­ nahme der Leitung (1) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) im Bereich des Kontaktelements (3) eine dritte Ausnehmung (7) aufweist, die derart angeordnet ist, daß durch die dritte Ausnehmung (7) ein abzuzweigender Leiter (15) einführbar ist, wobei eine elektrische Verbindung des abzuzweigenden Leiters (15) mit dem Kontaktelement (3) da­ durch erfolgt, daß ein im Gehäuse (6) verschiebbar gelagertes Druckstück (4) den abzuzweigenden Leiter (15) gegen das Kon­ taktelement (3) drückt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Druckstücks (4) eine Schraube (5) vorgesehen ist, die in ein im Gehäuse (6) vorgesehenes Gewin­ de (16) einschraubbar ist.

6. Vorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen (8a, 8b, 8c) als drei gabelförmigen ge­ geneinander versetzten Kontaktzungen (8a, 8b, 8c) ausgebildet sind, wobei die Kontaktzungen (8a, 8b, 8c) zum großflächigen Klemmen und Kontaktieren des Innenleiters (9) des Kabels (1) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) mehrere Kontaktelemente (3) zum Kontak­ tieren mehrerer Leiter (9) insbesondere eines Flachbandkabels (1) aufweist, wobei die Kontaktelemente (3) jeweils entspre­ chend dem Abstand der zu kontaktierenden Leiter angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an das Kontaktelement (3) drei gabelförmige Kontaktzungen (8a, 8b, 8c) angeformt sind, die gegeneinander räumlich ver­ setzt sind, wodurch der Innenleiter (12) zwischen die Kon­ taktzungen (8a, 8b, 8c) gedrückt und großflächig kontaktiert wird.