DE202006000833U1

DE202006000833U1 - Verbindungselement für elektrische Leiter

Info

Publication number: DE202006000833U1
Application number: DE200620000833
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2016-01-20

Abstract

Verbindungselement zum Befestigen an einem isolierten oder nicht isolierten Leiter zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung, bestehend aus elektrisch leitendem Material, dadurch gekennzeichnet,
– dass in dem Verbindungselement (1) einseitig in Achslängsrichtung mindestens eine konische Sackbohrung (2) oder eine solche mit einem Gewinde eingebracht ist,
– dass das Verbindungselement (1) mit der Sackbohrung (2) auf den Leiter klemmend aufschieb- oder aufschraubbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum Befestigen an einem isolierten oder nicht isolierten Leiter zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung, bestehend aus elektrisch leitendem Material.
Zur elektrischen Verbindung von Leitern, beispielsweise von Erdkabeln oder Freileitungen, sind mechanische Verbindungs- und Anschlusselemente, wie z.B. Klemm-, Press- oder Schraubverbindungen, in verschiedensten Ausführungen bekannt. Die Klemmen bestehen entweder aus Aluminium oder Kupfer bzw. deren Legierungen oder aus Stahl. Sie sind feuerverzinkt oder in anderer Weise oberflächenbehandelt und/oder korrosionsbeständig ausgeführt. Die Klemmen bestehen aus Oberteilen und dazu passenden Unterteilen. Beide Teile weisen parallel zu den Schrauben, die sie mittig verbinden, schalenförmige Kanäle zum Auflegen bzw. Einlegen des Leiters auf. Durch Anziehen der Schrauben werden die Teile miteinander verspannt. Weiterhin ist es bekannt, Leiter mittels Schlitzklemmen zu verbinden. Hierbei handelt es sich um eine gebogene Klemme, auf deren freien Schenkel eine Mutter aufgeschraubt wird. Mit der Mutter wird ein Druckblock gegen die eingelegten Leiter verschoben.
Des Weiteren sind Schraubverbinder in Röhrenform bekannt. In diese Röhren werden die Leiterenden eingeschoben. Die Befestigung erfolgt durch Schrauben, die in quer zur Längsachse des Leiters in die Mantelwand des Schraubverbinders eingebrachte Gewindebohrungen einschraubbar sind. Diese können auch in aufgesetzte Schraubhülsen einge bracht sein. Die Leiterbohrung kann mit Quer- und Längsrillen ausgestattet sein, um den Leiter besser mechanisch zu fixieren und den elektrischen Kontakt zu verbessern. Der Körper kann aus Aluminium und anderen Materialien bestehen und oberflächenbehandelt sein. Als Schrauben werden vorzugsweise Messing- oder Aluminiumschrauben mit oder ohne Oberflächenbehandlung verwendet. Dabei kommen auch solche Schrauben zur Anwendung, bei denen die Köpfe definiert abreißen. Diese Abreißkopfschrauben sind ebenfalls in verschiedenen Ausführungen bekannt. Hierdurch soll sichergestellt werden, dass der optimale Anpressdruck auf den Leiter erreicht wird. Derartige Klemmen können im gesamten Stromleitungsnetz für isolierte, blanke und abisolierte Leiter eingesetzt werden. Bei den bekannten Klemmen wird für jede Verwendungsart ein eigenständiges Bauelement kreiert. Die Klemmen sind so ausgelegt, dass sie nur Leiter bestimmter Querschnittsgrößen gesichert halten können.
Aus der DE 103 41 997 A1 ist eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden von mindestens einem isolierten Hauptleiter eines Energieversorgungskabels mit mindestens einem isolierten Abzweigleiter als Kabelabzweigklemme mit einem Gehäuse bekannt, das mindestens zwei durch eine Verbindungsschraube verbindbare Gehäuseteile aufweist, wobei für jede herzustellende Verbindung zwischen einem Hauptleiter und dem zugeordneten Abzweigleiter mindestens ein Kontaktierungselement in einem Gehäuse angeordnet ist. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindungsschrauben zwischen den beiden Kontaktelementen angeordnet sind und dass beim Drehen der Verbindungsschraube das Kontaktelement sowohl die Isolation des Hauptleiters als auch die Isolation des Abzweigleiters durchdringt. Die elektrischen Kontaktierungsflächen sind dabei sehr klein. Das Teil selbst ist sehr kompliziert aufgebaut.
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement der gattungsgemäßen Art so auszubilden, dass es in weiten Bereichen universell verwendbar ist, dass die Kabel- oder Leiterenden gesondert mit solchen Elementen bestückbar und miteinander verbindbar sind, dass darüber hinaus mit den Verbindungselementen auch andere Anschluss-, Abzweig- bzw. andere Befestigungselemente verbindbar sind, ohne das Bauprinzip verlassen zu müssen.
Die Aufgabe löst die Erfindung durch Ausgestaltung eines Verbindungselementes gemäß der in Anspruch 1 angegebenen technischen Lehre.
Die Befestigung des Verbindungskörpers an dem Leiter selbst erfolgt durch axiale Sicherung in der Sackbohrung oder in der Sackgewindebohrung, die zum Zwecke der Aufnahme unterschiedlicher Querschnittsgrößen der Leiter konusförmig ausgebildet ist. Es versteht sich dabei von selbst, dass die Querschnittsgrößen des Konus dem Anwendungsbereich in einem gewissen Toleranzbereich angepasst sind, beispielsweise Leiterquerschnitte von 120 mm² bis 240 mm², 6 mm² bis 25 mm² und andere Querschnittsgrößen. Die Verbindungselemente können grundsätzlich für isolierte und nicht isolierte Leiter aus Aluminium oder Kupfer, bzw. deren Legierungen verwendet werden. Im Gegensatz zu Abzweigklemmen, sowie Press- und Schraubverbindern kann ein Verbindungselement nach der Erfindung sehr kurz ausgeführt sein, so dass es wenig Raum einnimmt und auch in kleinen Installationsräumen verarbeitet werden kann. Im Gegensatz zu den bisher verwendeten Schraubverbindern mit drehmomentbegrenzten Abreisskopfschrauben besteht bei einem Verbindungselement nach der Erfindung für die Anwender beim Abscheren der Schraubenköpfe keine Verletzungsgefahr.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn an der der Seite der konischen Bohrung gegenüberliegenden Seite eine schräg verlaufende Kontaktierungsfläche als Abschluss- und Montagefläche vorgesehen ist, um daran ein weiteres Verbindungselement, einen Kabelschuh, ein Abzweigelement oder einen Halter zur Befestigung an einem Widerlager mit einer anliegenden korrespondierenden Kontaktierungsfläche kraftschlüssig verbinden zu können. Durch die etwa um 45° verlaufenden Schrägflächen ist es möglich, ein bereits an einem Kabel vormontiertes Verbindungselement auf einfache Weise in Deckung mit der Kontaktierungsfläche eines zweiten Verbindungselementes an dem anderen, gegenüberliegende Kabelende zu bringen und dies auch auf engstem Raum. Durch Verschraubung oder Klemmverbindung können dann beide Verbindungselemente je nach Bedarf sowohl in axialer Richtung wie auch abgewinkelt miteinander verbunden werden. Um eine hohe Kontaktsicherheit über die Fläche zu erzielen und gleichzeitig auch während des Verschraubens oder des Verspannens miteinander eine Verdrehsicherung zu bewirken, können diese Anschlussflächen dreieckförmige Nutenstegverzahnungen oder Kreuzverzahnungen aufweisen, die ineinander greifen. Zur weiteren Verdreh- und Vertauschsicherung können auch ineinander greifende Ansätze und Ausnehmungen an den beiden miteinander zu verbindenden Teilen vorgesehen sein.
Die Sackbohrungen oder Sackgewindebohrungen müssen nicht gleichförmig konisch ausgebildet sein, sie können auch abgestuft ausgeführt sein, so dass Leiter mit unterschiedlichen Querschnitten in die jeweiligen Bohrungen eingebracht werden können, und zwar unter Berücksichtigung der entsprechenden Toleranzen. Bei Verwendung von konischen Gewindebohrungen ist es zweckdienlich, dass das Verbindungselement aus einem solchen Metall besteht, das härter ist als das Material der Leiter. Wenn der Leiter beispielsweise aus Aluminium besteht, so kann auch das Verbindungselement aus einer härteren Aluminiumlegierung gebildet sein, so dass die Zahnflanken eine schneidende Wirkung auf die Leiteroberfläche ausüben können und ein fester Sitz durch Aufschrauben gegeben ist. Beim Aufdrü cken des Verbindungselementes mittels gerader Sackbohrungsflanken auf das Leiterende ist ebenfalls eine hohe Kontaktsicherheit gegeben.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, zur Erhöhung der Kontaktkraft und zugleich auch zur axialen Sicherung des Leiters im Verbindungselement in die Sackbohrung Leitpaste oder Leitkleber einzubringen, so dass mindestens das Ende des eingeführten Leiters über die Stirnfläche mit dem aus dem Metall bestehenden Verbindungselement direkt kontaktiert ist oder durch den Leitkleber zusätzlich auch eine Klebeverbindung gegeben ist, die eine hohe axiale Belastung des Leiters ermöglicht, so dass ein solches Verbindungselement auch für Freileitungen einsetzbar ist. Ein Verbindungselement, dessen Sackbohrung teilweise mit Leitpaste oder Leitkleber gefüllt ist, sollte von einem Stopfen aus Kunststoff oder aus anderem Material verschlossen sein, so dass das flüssige Material, soweit es noch nicht ausgehärtet ist, nicht austreten kann. Bei Verwendung eines Stopfens aus Kunststoff kann dieser vordefinierte Durchbruchstellen für unterschiedliche Leiterdurchmesser aufweisen. Der Leiter in der Sackbohrung, insbesondere wenn die Sackbohrung eine Gewindebohrung ist, ist in axialer Richtung durch das Aufschrauben des Gewindes bereits gegen axiales Verschieben gesichert gehalten. Es können aber auch zusätzliche oder allein wirkende Sicherungselemente oder Stopfen, die als Sicherungselemente ausgebildet sind, verwendet werden, die in radialer Richtung eine Presskraft auf den eingesetzten Leiter ausüben. Diese Sicherungselemente können aufgesetzte Kabelfixierungen sein, die aus einzelnen, an einem Ringkörper befestigten, auf den Leiter aufpressbaren Backen bestehen. Diese Backen werden beim Einführen in die Sackbohrung oder die Sackgewindebohrung über Spannschrägen, die sich an der Außenseite der Backen befinden, in Richtung des Leiters gedrückt. Weisen diese Zähne auf, so können diese so ausgelegt sein, dass sie selbst eine Ummantelung des Leiters aus Kunststoff durch dringen und die Ummantelung festhalten oder aber auch noch in den Leiter eindringen und den Leiter darüber ebenfalls zusätzlich fixieren und kontaktieren. Es können aber auch an den beweglichen Backen im Bereich des Ringkörpers oder an einer anderen Stelle Haltezähne nach innen weisend vorgesehen sein, die sich förmlich in das Material des Leiters eingraben und so eine erhöhte axiale Sicherung bieten. Die Backen sind gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet, z.B. drei oder vier Backen. Der Ringkörper, an dem die Backen befestigt sind, kann als Überwurfmutter ausgebildet sein. Es können aber auch an dem Ringkörper, in Form von zylinderförmigen Abschnitten, Spannbacken vorgesehen sein, die nach innen weisende Rastnasen aufweisen. Bei runder Ausführung des Verbindungselementes kann ein solches Element mit dem eingeführten Leiter auf die Außenmantelwand des Verbindungselementes aufgeschoben werden. Dabei spreizen die Verbindungselemente um die Höhe der Rastansätze auf. Diese rasten dann in Rillen ein, die auf Umfangsbahnen in die Außenwand des Verbindungselementes eingebracht sind, und bewirken so eine sichere Fixierung des Leiters in der konischen Sackbohrung.
Eine weitere Alternative der Befestigung besteht darin, dass in Art eines Bajonettverschlusses eine Renkverbindung hergestellt wird, bei der eine kappenförmige Verlängerung an dem Ringkörper nach innen weisende, vorzugsweise um 180° gegenüberstehende Rundbolzen aufweist, die in entsprechende Führungsschlitze in der Mantelwand des Verbindungselementes beim Aufschieben eingreifen und mit Erreichen einer bestimmten Stufe durch Drehung gesichert in radialen Schlitzabschnitten gelagert sind. Zur weiteren Sicherung können Sicherungsausnehmungen am Ende der radialen Schlitze vorgesehen sein, in die die Rundbolzen einrasten. Um eine Anpassung an verschiedene Leiter durch Querschnittsflächen zu ermöglichen, ist es darüber hinaus möglich, die stufenförmige Ausbildung der Schlitze fortzusetzen, um so auch Leiter mit kleineren und größeren Querschnittsflächen gesichert halten zu können. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verbindungselementes ist zugleich stets eine Zentrierung des Leiters in dem Verbindungselement und in der Kupplung mit anderen Elementen gegeben, so dass eine gleichmäßige elektrische Feldverteilung sichergestellt ist. Neben der mechanischen vorteilhaften Ausgestaltung ist somit auch automatisch eine Verbesserung der elektrischen Eigenschaften einer solchen Verbindung gegeben.
Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Verbindungselementes sowie die Weiterbildungen sind im Detail in den Unteransprüchen im Einzelnen angegeben.
Wenn das Verbindungselement mit einer Sackgewindebohrung ausgestattet ist, so ist es zweckmäßig, bei zylinderförmiger Ausführung des Körpers des Verbindungselementes in diesen eine Nut einzubringen und in dieser Nut die Wand als Mehrkant auszubilden, so dass das Verbindungselement mit einem einfachen Hilfsmittel und auf einfache Weise auf das Leiterende aufgeschraubt werden kann.
Es ist aber auch möglich, an der Verbindungsfläche einen Drehkopf aufzusetzen, der ebenfalls eine entsprechende Abschrägung aufweist, und zwar innen in einem Hohlzylinder, so dass mit dem Aufsetzen eine Kontaktierung gegeben ist, um das Verbindungselement durch Drehen mittels eines Querknebels am Hohlzylinder aufschrauben zu können. Hierdurch ist es möglich, auch bei engstem Montageraum ein Aufschrauben zu gewährleisten. Die Spannelemente bzw. das Sicherungselement zum Fixieren des Kabels können vorher bereits auf dieses aufgeschoben sein und dann mit dem Verbindungselement in beschriebener Art und Weise verbunden werden, wobei gleichzeitig das Kabel in der Sackbohrung gehalten wird.
Eine andere einfache Lösung zur Aufbringung von hohen Drehmomenten beim Aufschrauben besteht darin, das Verbin dungselement mit einem Querbolzen zu versehen, in das als Hebel ein Stab einschiebbar ist, der einseitig oder beidseitig manuell bedienbar ist.
Die kraftschlüssige Verbindung zwischen zwei gleichen Verbindungselementen oder mit einem Halter oder einem anderen Verbindungselement, das beispielsweise ein Abzweigelement sein und mehrere konische Bohrungen aufweisen kann, kann mittels Schrauben oder Federklammern hergestellt werden. Für eine Schraubverbindung kann beispielsweise in dem ersten Verbindungselement oder in einem damit gekoppelten Element oder anderen Elementen eine Gewindebohrung eingebracht sein, in die eine Schraube einschraubbar ist, die in dem anderen Element in einer Bohrung gelagert ist und mit ihrem Schraubenkopf auf den Ringflansch zwischen Lagerungsbohrung und Außenbohrung aufgreift. Als einfach handhabbar hat es sich gezeigt, dass in dem Verbindungselement oder in einem der anderen Elemente eine im Wesentlichen in der Mitte der Kontaktierungsfläche austretende, schrägverlaufende Bohrung vorgesehen ist, die im Wesentlichen senkrecht oder in einem bestimmten Winkel zur Kontaktierungsfläche verläuft und an der äußerer Mantelfläche des Verbindungselementes oder anderen Elementes eine Profil- oder Planansenkung zur Lagerung der Schrauben und zur Bildung eines Widerlagers mit dem Schraubenkopf vorgesehen ist. Die verwendeten Schrauben können Inbusschrauben mit abgerundetem oder anderem Kopf sein oder andere Zylinderkopfschrauben oder Zylinderkopfschrauben mit Abreißköpfen. Letztere werden dann vorteilhafter eingesetzt, wenn kein Drehmomentschlüssel zum Verbinden vorhanden ist und ein bestimmter Pressdruck zwischen den Verbindungsflächen erzielt werden soll.
Die einzusetzenden Schrauben sind dabei entsprechend den Schraubmöglichkeiten auszugestalten. Sie können also einen zylinderförmigen, glatten Abschnitt und einen Schraubansatz aufweisen und auch anders ausgebildet sein.
Das Verbindungselement kann im Querschnitt einen im Wesentlichen quadratischen oder sechseckförmigen oder mehreckförmigen Außenumfang oder Außenumfangsabschnitt aufweisen, auf den ein Schraubenschlüssel aufsetzbar ist. In einem solchen Fall ist es nicht notwendig, eine entsprechende Nut einzubringen, in der die Querschnittsform eckig ausgeführt ist, um einen Maulschlüssel aufsetzen zu können. Bei Einbringung eines Sicherungselementes empfiehlt es sich jedoch, den vorderen Teil des Sicherungselementes stets rund auszubilden und diesen Teil mit einem Außengewinde oder mit Schlitzen oder Ringnuten zu versehen, wie sie bereits beschrieben sind, um so runde Sicherungselemente verwenden zu können, die in einfacher Weise aufgeschraubt, eingerastet oder aufgeschoben, eingerastet gehalten werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Verbindungselement nach der Erfindung in der Seitenansicht,
2 das in 1 dargestellte Verbindungselement mit Sicht auf die Kontaktierungsfläche,
3 eine Unteransicht des in 1 dargestellten Verbindungselementes,
4 einen Auszug aus der Kontaktierungsfläche mit diagonalen Längsrillen,
5 in vereinfachter Darstellung ein Gegenstück, also ein gleiches Verbindungselement, um eine Kabelverbindung vornehmen zu können,
6 ein Ausführungsbeispiel mit einer mechanischen Kabelfixierung,
7 die Kabelfixierung im nicht eingeschraubten Zustand bezogen auf die Klemmwirkung,
8 die Kabelfixierung in der Sackbohrung in dem Verbindungselement gemäß 6,
9 eine Draufsicht auf die zusammengedrückten Backen der Kabelfixierung,
10 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Kabelfixierung nicht aufgeschraubt, sondern in Form einer Renkverbindung, nämlich einem Bajonettverschluss, aufgeschoben und durch Drehung gesichert gehalten ist,
11 eine Ansicht, aus der der eingeschobene Leiter mit aufgesetzter Kabelfixierung gemäß 10 ersichtlich ist,
12 eine perspektivische Darstellung des Kabelverbinders nach der Erfindung mit Schlitzen für unterschiedliche Arretierungen des Bajonettverschlusses bei Anwendung in Verbindung mit unterschiedlichen Kabeldurchmessern,
13 eine Ausführungsform mit Haltezähnen an den Backen,
14 eine Ansicht der Ausführungsform nach 13 im eingesetzten Zustand der Kabelfixierung,
15 eine Ausführungsform, bei der die Sackbohrung mit einer Leitpaste oder einem Leitkleber teilweise verfüllt ist, und
16 das in 15 dargestellte Ausführungsbeispiel mit eingesetztem Leiter.
In den 1, 2, 3, 4 und 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbindungselementes nach der Erfindung dargestellt. Das Verbindungselement 1 ist als zylinderförmiger Körper ausgebildet. Er weist eine Nut 21 auf, in der ein im Querschnitt als sechseckige Wand in Erscheinung tretender Abschnitt vorgesehen ist, um in diese Nut 21 einen Maulschlüssel einführen zu können, um das Verbindungselement 1 hiermit auf ein Leiterende aufschrauben zu können. Das Verbindungselement 1 weist eine Gewindesackbohrung 2 auf, also eine konische Bohrung, in die ein selbstschneidendes Gewinde eingebracht ist. Es ist ersichtlich, dass somit Leiter mit größeren und auch kleineren Querschnittsflächen, beispielsweise zwischen 150 mm² und 240 mm² einsetzbar sind. Zu diesem Zweck wird das Leiterende abisoliert, der blanke Leiter in die Sackbohrung 2 eingesteckt und das Verbindungselement 1 mit einem Schraubenschlüssel aufgeschraubt, so dass sich die Gewindegänge in das Material des Leiters einschneiden und diesen selbstsichernd festhalten. Zu diesem Zweck können die Gewindegänge gezahnt ausgeführt sein, um ein leichteres Einschneiden in das Material des Leiters 3 zu ermöglichen. Bei entsprechender Ausbildung des Gewindes, bzw. der Spannbacken muss der Leiter nicht abisoliert werden, da sich die Zähne durch die Isolierung bis in das Metall des Leiters einschneiden und ihn somit sowohl fixieren wie auch kontaktieren. Zum leichteren Aufschrauben ist ergänzend oder alternativ ein Querloch 29 in das Verbindungselement 1 eingebracht, in oder durch das ein Stab, Schraubenzieher oder ein anderes Hilfswerkzeug hinein- oder hindurchgesteckt werden kann, das als einseitiger oder doppelseitiger Drehhebel manuell benutzbar ist.
Die Sackbohrung 2 ist von der linken Seite her gesehen eingebracht. Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine Kontaktierungsfläche um 45° gegenüber der Längsachse im Neigungswinkel vorgesehen. Diese Kontaktierungsfläche 4 weist Nutenstegverzahnungen oder Kreuzverzahnungen 5 auf. Die diagonalen Längsrillen dieser Verzahnung pressen sich beim Verbinden des Verbindungselementes mit einem zweiten Verbindungselement oder mit der Kontaktierungsfläche an einem Halter, wie aus der Kombination zwischen 1 und 5 ersichtlich ist, ineinander und reißen dadurch Oxydschichten, die sich durch längeres Lagern an der Luft gebildet haben können, auf, so dass hierüber ein guter Kontakt sichergestellt ist. An der Kontaktierungsfläche 4 sind vorstehend ein Ansatz 6 und eine Ausnehmung 7 vorgesehen, die mit entsprechenden Gegenstücken des zweiten Teiles gemäß 5 korrespondieren und eine Verdrehsicherung einerseits und eine Lagerfixierung und Vertauschsicherheit andererseits bieten. Verbunden werden die beiden Teile, die in 1 und 5 dargestellt sind, mittels einer in die Bohrung 19 eingeführten, nicht dargestellten Schraube, die eine Inbusschraube mit zylindrischem oder abgerundetem Kopf oder eine Abreißkopfschraube sein kann. Die Bohrung 19 ist mit einer Planansenkung 20 versehen, um den Schraubenkopf zu lagern. Die Bohrung 19 verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Kontaktierungsfläche 4. 2 zeigt in der Seitenansicht einen Blick auf die diagonalen Längsrillen der dreieckförmigen Nutenstegverzahnungen 5. Diese sind in 4 hervorgehoben. Das zweite Verbindungselement ist mit dem Bezugszeichen 10 in 5 versehen und weist die Gewindebohrung 18 auf, in die das Schraubende der Verbindungsschraube in dem ersten Verbindungselement 1 gemäß 1 eingeschraubt wird.
In den 6, 7, 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in vereinfachter Darstellung angegeben, insbesondere in vereinfachter Schnittdarstellung sind die 6 und 8 abgebildet. Diese zeigen ebenfalls ein Verbindungselement 1, das im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Verbindungselemente 1 und 10 in den vorher beschriebenen Figuren aufweist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass zusätzlich eine Kabelfixierung 11 vorgesehen ist, die im Wesentlichen aus einem Ringkörper 12 besteht, an dem ein Schraubteil 17 angebracht ist. Der Verbindungskörper besteht beispielsweise aus Kunststoff. Er weist eine Überwurfmutter 15 auf, die auf einen Gewindeabschnitt 16 des Verbindungselementes 1 aufschraubbar ist, der auf der Außenwand aufgebracht ist, die die Sackbohrung, die ebenfalls in diesem Ausführungsbeispiel als Gewindesackbohrung ausgeführt ist, umgibt. Diese Kabelfixierung 11 weist Spannbacken 13 auf, die abgestuft ausgeführt sind und Spannschrägen 14 aufweisen. Ferner sind an den Innenseiten der Backen 13 Haltezähne 28 vorgesehen, die, wie aus 8 im eingesetzten Zustand der Kabelfixierung ersichtlich, in die Isolierungsummantelung des Leiters 3 eingedrückt werden oder sich auch in die Oberfläche des Leiters 3 eingraben, wenn die Kabelsicherung 11, die in 6 abgesetzt eingezeichnet ist, in die konische Sackgewindebohrung 2 eingeschraubt wird. Zugleich werden dabei über die Spannschrägen 14 die Backen 13 in Richtung des Leiters 3 gedrückt, so dass ein sicherer axialer Halt des Leiters 3 in der Sackbohrung 2 gegeben ist. Dabei kann sich das Gewinde auch in die Backen 13 einschneiden. Das aufzubringende Drehmoment kann dabei durch die Abrissflächen des Schraubteils 17 begrenzt werden. Dieser Schraubteil 17 wird gewissermaßen abgedreht, wenn ein bestimmtes Drehmoment überschritten wird. Damit der Schraubteil 17 zerfallen oder vom Kabel oder Leiter 3 abgenommen werden kann, ist er mit mindestens einem Schlitz 30 versehen. Sind zwei Schlitze vorgesehen, zerfällt der Schraubteil 17 nach dem Abreißen automatisch in zwei Teile, wie aus, 8 ersichtlich.
Die gewählte Schräge der Kontaktierungsfläche 4 hat den Vorteil, dass die Verbindung mit einem entsprechenden Gegenelement (z.B. gleiches Element 10) auf einfache Weise durch Aneinanderfügung möglich ist, so dass auch schwer biegsame Kabelenden auf einfache Weise miteinander verbunden werden können. Die Schraube wird auch in diesem Fall in die Bohrung 19 eingeführt und in ein Gegenelement eingeschraubt. In 7 sind die Backen in gespreizter Position dargestellt und in 9 in zusammengedrückter Position, wie dies aus 8 ebenfalls ersichtlich ist. Weiterer Vorteil ist, dass beide Elemente bei Bedarf nicht nur gerade, sondern auch in verschiedenen Winkeln miteinander verbunden werden können.
Die 10, 11 und 12 geben eine Alternative der Befestigung an. Während in dem vorhergehenden Beispiel von einer Überwurfmutter ausgegangen worden ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel an dem Ringkörper 12 eine Kappe 23 vorgesehen, an deren Innenseiten um 180° versetzt zwei Rundbolzen 24 eines Bajonettverschlusses vorstehend angebracht sind. Anstelle von zwei um 180° versetzt auf dem Umfang angeordneten Rundbolzen 24 können, wie im vorherigen Ausführungsbeispiel um gleiche Winkelmaße versetzt, drei Rundbolzen mit 120° Versatz oder vier mit 90° Versatz vorgesehen sein. Ebenso können, wie im vorherigen Beispiel angegeben, drei oder mehrere Backen 13 vorgesehen sein, wie sich dies aus den 7, 8 und 9 ergibt. Die Besonderheit besteht nun darin, dass anstelle eines Außengewindes auf dem Umfang des Verbindungselementes 1 ein Schlitz 22 stufenförmig eingearbeitet ist, und zwar jeweils um 180° versetzt zunächst in Richtung der Längsachse und dann radial, usw. Jeder Teilschlitz besteht also aus einem Längsabschnitt und einem radialen Abschnitt, an dessen Ende sich jeweils eine Sicherungsausnehmung 25 befindet, in die der Rundbolzen 24 einrasten kann, wenn durch Drehung das Ende des Querschlitzes 22 erreicht ist, so dass eine entsprechende Lagersicherung gegeben ist. Um eine Anpassung an unterschiedliche Leiterdurchmesser zu erreichen, sind mehrere Schlitze stufenförmig hintereinander geschaltet, so dass bei kleinem Durchmesser der letzte Schlitz erreicht wird, während bei großen Durchmessern nur der erste radiale Querschlitz erreicht wird.
Aus der perspektivischen Darstellung ist ferner die eckige Querschnittsform, nämlich eine sechseckige Querschnittsform im Schlitz 21, ersichtlich. In diese Nut kann ein einfaches Hilfsmittel, z.B. ein Schraubenschlüssel eingeführt werden, um das Verbindungselement 1 auf den Leiter 3 aufschrauben zu können, wie dies aus 11 ersichtlich ist. Zur Lagersicherung wird danach erst die Kabelfixierung 11 aufgebracht. Die Verwendung eines Bajonettverschlusses hat den Vorteil, dass eine einfache Ver- und Entriegelung durch Aufstecken und Drehen möglich ist. Diese Art der Ver- und Entriegelung kann auch bei einer anderen Ausbildung der Backen 13 angewendet werden. Beispielsweise können anstelle der Backen 13 gemäß 13 und 14 Klemmschenkel 26 vorgesehen sein. Diese Klemmschenkel 26 können zusätzlich in ihrem ersten Schwenkbereich vorstehende Eindrücksicherungen 21 aufweisen, die, wie aus 14 ersichtlich ist, in den Leiter 3 eindringen und diesen gegen Rückzug sichern.
Die 15 und 16 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, das mit den ersten kombiniert oder auch separat angewendet werden kann. Die Sackbohrung 2 ist dabei vollständig oder teilweise mit einer Leitpaste oder einem Leitkleber 8 verfüllt. In die Sackbohrung 2 wird in gewohnter Weise, wie aus 16 ersichtlich ist, das Leiterende des Leiters 3 eingeführt. Es kann auch aufgeschraubt werden, wenn die Sackbohrung 2 mit einem Gewindegang versehen ist. Der Kleber bindet dabei sowohl die Außenseite des Leiters als auch die Stirnfläche und stellt über die eingeschlossenen Leitsubstanzen eine Leitverbindung mit dem aus Metall bestehenden Verbindungselement 1 her. Insbesondere ist die Stirnfläche des Leiters 3 elektrisch kontaktiert, so dass ausreichend große Flächen für die Kontaktierung genutzt werden. Die Sackbohrung kann durch einen Stopfen 9 verschlossen sein, so dass der Leitkleber beim Einbringen und bei der Montage des Leiters nicht austreten kann. Anstelle des Stopfens kann aber auch zusätzlich eine Kabelfixierung 11 der beschriebenen Art vorgesehen sein, wie sie sich aus den übrigen Figuren ergibt. Diese kann im Bereich des Ringkörpers 12 mit einer Abdichtungsfolie versehen sein, die vom Leiter durchstoßen wird. Hier ist es möglich, mittels dreier Verbindungen einen sicheren axialen Halt des Elementes zu gewährleisten. Das Verbindungselement 1 selbst kann mit gleichen Verbindungselementen oder aber auch mit anderen Verbindungselementen über die Kontaktierungsfläche 4 verbunden werden. Insbesondere kann die Kontaktierungsfläche 4 an eine solche eines Halters angeschraubt werden, z.B. bei Blitzableitern. Die Erfindung ist also universell für Leiter gleich welcher Art und welchen Einsatzgebietes einsetzbar.

1: Verbindungselement
2: Sackbohrung (Gewindesackbohrung)
3: Leiter
4: Kontaktierungsfläche
5: Nutenstegverzahnung (Kreuzverzahnung)
6: Ansatz
7: Ausnehmungen
8: Leitpaste
9: Stopfen
10: Verbindungselement
11: Kabelfixierung
12: Ringkörper
13: Backen
14: Spannschrägen
15: Überwurfmutter
16: Gewindeabschnitt
17: Schraubteil
18: Gewindebohrung
19: Bohrung
20: Planansenkung
21: Nut
22: Schlitz
23: Kappe
24: Rundbolzen
25: Sicherungsausnehmung
26: Klemmschenkel
27: Eindrücksicherung
28: Haltezähne
29: Querloch
30: Schlitz

Claims

Verbindungselement zum Befestigen an einem isolierten oder nicht isolierten Leiter zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung, bestehend aus elektrisch leitendem Material, dadurch gekennzeichnet, – dass in dem Verbindungselement (1) einseitig in Achslängsrichtung mindestens eine konische Sackbohrung (2) oder eine solche mit einem Gewinde eingebracht ist, – dass das Verbindungselement (1) mit der Sackbohrung (2) auf den Leiter klemmend aufschieb- oder aufschraubbar ist.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Seite mit der Bohrungsöffnung gegenüberliegenden Seite eine schräg verlaufende Kontaktierungsfläche (4) als Abschlussfläche vorgesehen ist und dass mit dem Verbindungselement (1) ein weiteres Verbindungselement (10), ein Kabelschuh, ein Abzweigelement oder ein Halter zur Befestigung an einem Widerlager mit einer korrespondierenden Kontaktierungsfläche an der des Verbindungselementes (1) anliegend kraftschlüssig verbindbar sind.
Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander zu verbindenden Kontaktflächen (4) ineinandergreifbare Verzahnungen aufweisen.
Verbindungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dreieckförmige Nuten-Stegverzahnungen (5) oder Kreuzverzahnungen vorgesehen sind.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander zu verbindenden Kontaktflächen (4) ineinander greifende An sätze (6) und Ausnehmungen (7) zur relativ verdrehsicheren Aneinanderfügung oder gegenseitigen Positionierung aufweisen.
Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (4) vorzugsweise in einem Winkel von 45° zur Längsachse des Verbindungselementes (1) ausgeführt sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sackbohrung oder die Sackgewindebohrung (2) gleichmäßig konisch oder abgestuft konisch ausgeführt ist und dass in diese isolierte oder nicht isolierte Leiterenden von Leitern mit Durchmessern vom inneren kleinsten Radius bis zum äußeren größten Radius der Bohrung (2) einsetzbar sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sackbohrung oder Sackgewindebohrung (2) mit einer Leitpaste (8) oder einem Leitkleber mindestens teilweise verfüllt ist, die mindestens zwischen dem Boden der Sackbohrung (2) und mindestens der Stirnfläche des Leiters (3) eine elektrische Verbindung beim Einsetzen des Leiters (3) herstellt.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sack- oder Sackgewindebohrung (2) durch einen Stopfen (9) aus Kunststoff oder einem anderen Material verschlossen ist.
Verbindungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (9) vordefinierte Bruchstellen für unterschiedliche Durchmesser der Leiter (3) oder Kabelenden aufweist.
Verbindungselement nach Anspruch 1, 2 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (3) in der Sackbohrung (2) gegen axiale Verschiebung durch ein setzbare Sicherungselemente gehalten ist oder der Stopfen als Sicherungselement ausgebildet ist.
Verbindungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiter- oder Kabelende von einer aufgesetzten Kabelfixierung (11) umgeben ist, die aus einzelnen, an einem Ringkörper (12) befestigten, auf den Leiter (3) aufpressbaren Backen (13) besteht, die Spannschrägen (14) in Einführrichtung in die Sackbohrung oder die Sackgewindebohrung (2) aufweisen und beim Einführen des Leiter- (3) oder Kabelendes mit der umgebenden Kabelfixierung (11) in die Sackbohrung (3) selbsthaltend auf den Leiter (3) oder das Kabel drückbar sind.
Verbindungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (12) als Überwurfmutter (15) ausgebildet und auf einen außenseitig vorgesehenen Gewindeabschnitt (16) des Verbindungselementes (1) zum Erzeugen des Anpressdruckes auf den Leiter (3) oder das Kabel aufschraubbar ist.
Verbindungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (12) als rundes, kappenförmiges Verbindungselement (23) mit mindestens einem nach innen vorstehenden Rundbolzen (24) ausgeführt ist, welcher Rundbolzen (24) in einen stufenförmigen Schlitz (22) in der runden Mantelfläche des Verbindungselementes (1) zur Bildung einer Renkverbindung in axialer Richtung einsetzbar und in radialer Richtung verdrehbar ist.
Verbindungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (22) mehrstufig, unter Berücksichtigung der Durchmesser der Leiter (3), ausgeführt sind.
Verbindungselement nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (22) im Radialabschnitt jeweils am Ende eine zur vorderen Stirnseite des Verbindungselementes verlaufend eingebrachte Sicherungsausnehmung (25) zum Einrasten des Rundbolzen (24) aufweisen.
Verbindungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die aufpressbaren Backen mit einer Klemmfläche oder mit einer gezahnten Fläche mit tangential gegenüber dem Leiter verlaufenden Haltezähnen (28) oder mit einer Eindrücksicherung (26) am Leiter (3) anliegen oder direkt in diesen oder die Isolierung durchdringend in diesen eingreifen.
Verbindungselement nach Anspruch 12 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ringkörper (12) außenseitig Sicherungsbacken mit innenseitigen Rastansätzen angeformt sind, die auf das Verbindungselement (1) bei gleichzeitiger Spreizung aufdrückbar und mit den Rastansätzen in Ausnehmungen, vorzugsweise Ringnuten, einrasten, wobei unter Berücksichtigung unterschiedlicher Leiterdurchmesser mehrere Ansätze oder Ringnuten parallel verlaufend in die Mantelfläche eingebracht sind.
Verbindungselement nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ringkörper (12) ein Außensechs oder -mehrkant als Schraubteil (17) angefügt ist.
Verbindungselement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubteil (17) definiert abbrechbar ausgeführt ist.
Verbindungselement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement oder die Kabelfixierung aus Kunststoff, Keramik oder Metall besteht.
Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung als Schraub- oder Federklemmverbindung ausgebildet ist.
Verbindungselement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass entweder in dem ersten Verbindungselement (1) oder in dem damit gekoppelten Verbindungselement (10) oder anderen Elementen eine Gewindebohrung (18) eingebracht ist, in die eine Schraube einschraubbar ist, die in dem anderen Element (1) in einer Bohrung (19) gelagert ist.
Verbindungselement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, – dass in dem Verbindungselement (1) oder in einem der anderen Elemente eine im Wesentlichen in der Mitte der Kontaktierungsfläche (4) austretende schräg verlaufende Bohrung (15) vorgesehen ist, die im Wesentlichen senkrecht oder in einem bestimmten Winkel zur Kontaktierungsfläche (4) verläuft und an der äußeren Mantelfläche des Verbindungselementes (1) oder anderen Elementes eine Profil- oder eine Planansenkung (20) aufweist, – dass in die Bohrung (15) von der Mantelfläche her eine Befestigungsschraube einsetzbar und in eine Gewindebohrung (18) in dem anderen Element (10) einschraubbar ist.
Verbindungselement nach Anspruch 1, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Schrauben zum Verbinden der Verbindungselemente (1, 10) oder anderer Elemente Inbusschrauben mit abgerundetem Kopf oder andere Zylinderkopfschrauben oder Zylinderkopfschrauben mit Abreißköpfen sind.
Verbindungselement nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben einen Führungsteil und einen Gewindeabschlussteil aufweisen und mindestens mit dem Führungsteil in der Führungsbohrung (15) in dem ersten Verbindungselement geführt und im zweiten Element (10) in eine Gewindebohrung (18) eingeschraubt sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (1) am Außenumfang einen im Wesentlichen quadratischen, sechs oder mehreckförmigen, mindestens partial vorgesehenen Ring oder eine entsprechende Nut (21) zur Aufnahme eines Schraubenschlüssels aufweist.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über das Verbindungselement (9) und/oder über den Verbund mit einem angefügten Element oder Halter ein aus Kunststoff bestehendes Schutzgehäuse umlegbar ist oder die Elemente mit dem Leiterende in eine Muffe einlegbar sind.