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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Axialanschlussvorrichtung zum Anschluss eines elektrischen Leiters, umfassend eine zu einer Achse rotationssymmetrische Klemmhülse mit einer Leitereinführöffnung und einem sich daran anschließenden Aufnahmeraum zum Herstellen einer lösbaren elektrischen und mechanischen Klemmverbindung mit dem in den Aufnahmeraum eingeführten elektrischen Leiter, ein zu der Leitereinführöffnung hin sich verjüngend ausgebildetes konisches Klemmelement, wobei das Klemmelement einen Außengewindebereich aufweist, mittels dessen das Klemmelement in der Klemmhülse mittels ein sich an den Aufnahmeraum anschließenden Innengewindebereichs gelagert ist, und wobei die Klemmhülse zwischen der Leitereinführöffnung und dem Aufnahmeraum in einem Zwischenbereich zumindest einen gegenüber der Leitereinführöffnung reduzierten Innendurchmesser aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Axialanschlussklemme.
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Derartige Axialanschlussvorrichtungen und Axialanschlussklemmen kommen beim Anschluss von flexiblen Litzenleitern zum Einsatz. Der elektrische Leiter wird durch eine Leitereinführöffnung in einen Aufnahmeraum einer Klemmhülse eingeführt. Eine mechanische und elektrische Klemmverbindung mit dem elektrischen Leiter wird mittels eines konischen Klemmelements erzielt, indem das Klemmelement durch Einschrauben, beispielsweise durch eine im Klemmelement vorgesehene Inbusschlüsselaufnahme, in Richtung der Leitereinführöffnung bewegt wird. Mittels des konischen Klemmelements werden die Adern des elektrischen Leiters radial nach außen gedrängt und zwischen dem Klemmelement und der Klemmhülse geklemmt.
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Eine solche Anschlussvorrichtung ist beispielsweise aus dem Dokument
DE 20 2008 013 956 U1 bekannt. Bei der bekannten Anschlussvorrichtung ist das Klemmelement mittels einer Druckfeder federnd gelagert, so dass dieses unter Federkraftbeaufschlagung steht, um die Klemmkraft auf den elektrischen Leiter weitestgehend konstant zu halten.
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Die bekannte Anschlussvorrichtung weist den Nachteil auf, dass beim Einschrauben des Klemmelements zum Kontaktieren des elektrischen Leiters verhältnismäßig große Reibwerte zwischen dem konischen Klemmelement und den Adern des elektrischen Leiters entstehen, die ein hohes Betätigungsdrehmoment zur Folge haben. Dies führt häufig zu einer Beschädigung des zum Einschrauben genutzten Werkzeugs bzw. zur Beschädigung der Werkzeugaufnahme des Klemmelements.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Axialanschlussvorrichtung vorzuschlagen, die zum einen eine zuverlässige mechanische Klemmung und elektrische Kontaktierung gewährleistet, zugleich zum anderen das Betätigungsdrehmoment zum Einschreiben reduziert. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin, eine entsprechende Anschlussklemme vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass die Klemmhülse zumindest in einem Teilabschnitt im Bereich des Aufnahmeraums elastisch ausgebildet ist. Dies bietet den Vorteil, dass der elektrische Leiter über die Klemmhülse mit einer Federkraft beaufschlagt ist und jederzeit eine zuverlässige mechanische Klemmung und elektrische Kontaktierung gewährleistet ist. Veränderung der Klemmkraft durch Setzungserscheinungen der Litze und/oder Kriechen des Leitermaterials haben so keinen negativen Einfluss auf die Stabilität der Klemmung und elektrischen Kontaktierung des Leiters. Weiter ist die erfindungsgemäße Axialanschlussvorrichtung auf diese Weise vibrationsresistent ausgebildet und eingerichtet. Ein regelmäßiges Nachziehen der erfindungsgemäßen Axialanschlussvorrichtung ist daher nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Reibungskraft zwischen dem Klemmelement, elektrischem Leiter sowie der Klemmhülse erheblich reduziert ist. Daher ist das erforderliche Betätigungsmoment, um das Klemmelement mit einem Betätigungswerkzeug weiter einzuschrauben ebenfalls erheblich reduziert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein zu festes Anziehen der Klemmverbindung aufgrund der Elastizität der Klemmhülse in dem Teilabschnitt im Bereich des Aufnahmeraums vermieden wird.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmhülse in dem Teilabschnitt einen Außenabschnitt mit einer radial umlaufenden Umfangsausnehmung aufweist, so dass die Klemmhülse im Bereich des Außenabschnitts eine reduzierte Wandstärke aufweist. Aufgrund der gezielten Materialstärkenschwächung mittels der Umfangsausnehmung kann die Größe der Federwirkung vorgegeben werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keine weiteren Bauteile erforderlich sind, sondern die Federwirkung bzw. gewünschte Elastizität durch die Klemmhülse mit der Umfangsausnehmung selbst erreich wird. Die Umfangsausnehmung ist folglich als umlaufende Einkerbung bzw. Materialausmagerung ausgebildet.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Umfangsausnehmung als umlaufende Nut derart ausgebildet ist, dass die Wandstärke der Klemmhülse jeweils zu dem Zwischenbereich hin sich verjüngend eingerichtet ist. Auf diese Weise wird die Steifigkeit der Klemmhülse in dem Zwischenbereich definiert gegenüber den übrigen Bereichen der Klemmhülse reduziert und so eine erhöhte Elastizität bzw. federnde Wirkung erzielt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist die umlaufende Nut durch eine erste Außenumfangsfläche und eine zweite Außenumfangsfläche gebildet, wobei die erste Außenumfangsfläche und die zweite Außenumfangsfläche jeweils zu dem Zwischenbereich hin in Richtung der Achse geneigt angeordnet sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Klemmhülse in dem Zwischenbereich unter Kraftbeaufschlagung gestaucht bzw. gelängt wird. Dies unterstützt die federnde Wirkung, so dass die Klemmhülse über ihre gesamte Längsausdehnung aus einem Stück gefertigt werden kann. Die übrigen Bereiche der Klemmhülse sind vorzugsweise bocksteif ausgebildet, während zumindest der Zwischenbereich aus den zuvor genannten Gründen über die erforderliche Elastizität verfügt.
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Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmhülse innenseitig einen mittels einer zu dem Zwischenbereich hin in Richtung der Achse geneigten Innenumfangsfläche gebildeten Klemmbereich umfasst. Der Klemmbereich ist als Gegenlage ausgebildet, gegen die der elektrische Leiter bzw. dessen Litzen in der Klemmstellung durch das Klemmelement gedrückt und elektrisch kontaktiert wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Innenumfangsfläche und die zweite Außenumfangsfläche zumindest zu dem Zwischenbereich hin in einem Winkelbereich von 3° bis zu 8° geneigt zueinander angeordnet. So wird eine Wandstärkenreduzierung hin zum Zwischenbereich erreicht, die sich zusätzlich steifigkeitsreduzierend auswirkt und so die Elastizität bzw. federnde Wirkung unterstützt.
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Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außengewindebereich des Klemmelements und der Innengewindebereich der Klemmhülse jeweils als Sägezahngewinde ausgebildet sind. Auf diese Weise können in radialer Richtung wirkende Reibungskräfte zwischen dem Außengewindebereich und dem Innengewindebereich weitestgehend reduziert werden, so dass das erforderliche Betätigungsmoment zum weiteren Einschrauben des Klemmelements, um die Klemmstellung zu erreichen, ebenfalls stark reduziert ist.
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Des Weiteren wird die Aufgabe durch eine Axialanschlussklemme gelöst, die ein Isolierstoffgehäuse mit mindestens einer Axialanschlussvorrichtung mit den zuvor beschriebenen Merkmalen umfasst. Die damit verbundenen Vorteile sind oben bereits ausführlich erläutert worden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die entsprechend Passagen verwiesen.
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Weitere bevorzugte und/oder zweckmäßige Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Axialanschlussvorrichtung in Seitenansicht,
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2 die in 1 gezeigte Axialanschlussvorrichtung in Frontansicht mit Blickrichtung auf die Leitereinführöffnung, jeweils ohne eingeführten elektrischen Leiter (mit Schnittlinie A-A) sowie mit eingeführtem Leiter (mit Schnittlinie B-B),
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3 eine Schnittdarstellung gemäß der in 2 gezeigten Schnittlinie A-A, und
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4 eine Schnittdarstellung gemäß der in 2 gezeigten Schnittlinie B-B.
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In den 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Axialanschlussvorrichtung in den vorgenannten Ansichten schematisch dargestellt. Die 3 und 4 zeigen die erfindungsgemäße Axialanschlussvorrichtung jeweils im Schnitt.
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Die gezeigte Axialanschlussklemme ist zum Anschluss eines elektrischen Leiters 10 in Form eines flexiblen Litzenleiters ausgebildet und eingerichtet. Die Axialanschlussklemme umfasst eine Klemmhülse 11, die zu einer Achse 12 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Die Klemmhülse 11 weist eine Leitereinführöffnung 13 durch die ein Leiterende 14 des elektrischen Leiters 10 eingeführt werden kann. Der in der Zeichnung gezeigte elektrische Leiter 10 ist mit einer Isolierung 15 ummantelt. Das eingeführte Leiterende 14 ist jedoch isolierungsfrei.
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An die Leitereinführöffnung schließt ein Aufnahmeraum 16 an. Der Aufnahmeraum 16 ist eingerichtet, den elektrischen Leiter 10 mit dem Leiterende 14 aufzunehmen. Weiter ist der Aufnahmeraum 16 angepasst, eine lösbare elektrische und mechanische Klemmverbindung mit dem eingeführten elektrischen Leiter 10 herzustellen. In der Klemmhülse 11 ist ein Klemmelement 17 gelagert. Das Klemmelement 17 ist konisch und zur Leitereinführöffnung 13 hin sich verjüngend ausgebildet. Zur Lagerung des Klemmelements 17 in der Klemmhülse 11 umfasst das Klemmelement 17 ein Außengewindebereich 18. Die Klemmhülse 11 weist einen sich an den Aufnahmeraum 16 anschließenden Innengewindebereich 19 auf. Über den Außengewindebereich 18 und den Innengewindebereich 19 ist das Klemmelement 17 in der Klemmhülse 11 gelagert. Diese Gewindeverbindung bewirkt, dass das Klemmelement 17 relativ zu der Klemmhülse 11 durch Drehen um die Achse 12 in Achslängsrichtung bewegbar eingerichtet ist. So ist das Klemmelement 17 aus der in 3 gezeigten Offenstellung der erfindungsgemäßen Axialanschlussvorrichtung durch Drehen des Klemmelements 17 um die Achse 12 in die in 4 gezeigte Klemmstellung und umgekehrt bewegbar ausgebildet und eingerichtet.
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Um die Position des Klemmelements 17 in Richtung der Achse 12 von der Offenstellung in die Klemmstellung und umgekehrt zu verändern, weist die Klemmhülse eine Werkzeugeinführungsöffnung 20 auf. Diese ist eingerichtet, ein – in der Zeichnung nicht gezeigtes – Betätigungswerkzeug, beispielsweise einen Inbusschlüssel, in eine Werkzeugaufnahme 21 des Klemmelements 17 einzuführen.
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Die Klemmhülse 11 weist zwischen der Leitereinführöffnung 13 und dem Aufnahmeraum 16 in einem Zwischenbereich 22 zumindest einen gegenüber der Leitereinführöffnung 13 reduzierten Innendurchmesser auf. Die Klemmhülse 11 weist so im Übergang vom Aufnahmeraum zum Zwischenbereich 22 eine Klemmbereich 23 auf, der als Gegenlage für den elektrischen Leiter 10 in der Klemmstellung eingerichtet ist. Weiter ist die Klemmhülse 11 zumindest in einem Teilabschnitt 24 im Bereich des Aufnahmeraums 16 elastisch ausgebildet.
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Vorzugsweise weist die Klemmhülse 11 in dem Teilabschnitt 24 einen Außenabschnitt 25 mit einer radial umlaufenden Umfangsausnehmung 26 auf. Auf diese Weise ist die Wandstärke der Klemmhülse 11 im Bereich des Außenabschnitts entsprechend gegenüber den weiteren Bereichen der Klemmhülse 11 reduziert. Weiter bevorzugt ist die Umfangsausnehmung 26 als umlaufende Nut derart ausgebildet, dass die Wandstärke der Klemmhülse 11 jeweils zu dem Zwischenbereich 22 hin sich verjüngend eingerichtet ist. Anders ausgedrückt nimmt die Wandstärke jeweils zum Zwischenbereich 22 hin ab, so dass die Wandstärke in dem Zwischenbereich 22 im Vergleich zu den Wandstärken der Klemmhülse im Bereich des Aufnahmeraumes 16 sowie der Leitereinführöffnung 13 am geringsten ist.
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Bevorzugt ist die umlaufende Nut durch eine erste Außenumfangsfläche 27 und eine zweite Außenumfangsfläche 28 gebildet ist, wobei die erste Außenumfangsfläche 27 und die zweite Außenumfangsfläche 28 jeweils zu dem Zwischenbereich 22 hin in Richtung der Achse 12 geneigt angeordnet sind. Die erste Außenumfangsfläche 27 und die zweite Außenumfangsfläche 28 sind also jeweils in Richtung der Achse 12 geneigt, so dass diese eine Art Einschnürung der Klemmhülse 12 in dem Zwischenbereich 22 bilden.
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Innenseitig umfasst die Klemmhülse 11 den eingangs genannten Klemmbereich 23. Der Klemmbereich 23 wird mittels einer zu dem Zwischenbereich 22 hin in Richtung der Achse 12 geneigten Innenumfangsfläche 29 gebildet. Diese den Klemmbereich 23 bildende Innenumfangsfläche 29 ist als Gegenlage für die Litzen des elektrischen Leiters 10 eingerichtet, so dass diese in der in 4 gezeigten Klemmstellung zwischen dem Klemmelement 17 und der Innenumfangsfläche 29 mechanisch geklemmt und elektrisch kontaktiert werden.
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Vorzugsweise sind die Innenumfangsfläche 29 und die zweite Außenumfangsfläche 28 in einem Winkelbereich von 3° bis zu 8° zueinander geneigt angeordnet. Mittels dieser Schrägstellung der Innenumfangsfläche 29 gegenüber der zweiten Außenumfangsfläche 28 ist die Wandstärke zu dem Zwischenbereich 22 hin reduziert eingerichtet. Weiter bevorzugt sind der Außengewindebereich 18 des Klemmelements 17 und der Innengewindebereich 19 der Klemmhülse 11 jeweils als Sägezahngewinde ausgebildet.
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Die Klemmhülse 11 ist vorzugsweise elektrisch leitend ausgebildet und mit weiteren – in der Zeichnung nicht gezeigten – Kontaktelementen elektrisch leitend verbunden, über die eine elektrisch leitende Verbindung zu weiteren Baugruppen, Leiterplatten, weiteren Anschlussvorrichtungen oder Anschlussklemmen hergestellt wird.
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Die Elastizität des Teilabschnitts 24 ist bevorzugt so gewählt, dass einerseits die erforderliche mechanische Stabilität der Klemmhülse 11 gegeben ist, um Axial- und Radialkräfte des Klemmelements 17 sicher aufzunehmen und andererseits eine entsprechend hohe Federkraft ausüben zu können, um eine dauerhafte elektrotechnische Gasdichtigkeit der Klemmverbindung sicherzustellen.
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Die vorliegende Erfindung umfasst des Weiteren eine – in der Zeichnung nicht gezeigte – Axialanschlussklemme, umfassend ein Isolierstoffgehäuse mit mindestens einer der erfindungsgemäßen und zuvor beschriebenen Axialanschlussvorrichtungen. Die Axialanschlussklemme ist entweder als Einzelklemme ausgeführt, umfasst also eine der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtungen in einem Isolierstoffgehäuse, oder aber als Mehrfach- bzw. Reihenklemme, die mehrere der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtungen in einem Isolierstoffgehäuse umfasst.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektrischer Leiter
- 11
- Klemmhülse
- 12
- Achse
- 13
- Leitereinführöffnung
- 14
- Leiterende
- 15
- Isolierung
- 16
- Aufnahmeraum
- 17
- Klemmelement
- 18
- Außengewindebereich
- 19
- Innengewindebereich
- 20
- Werkzeugeinführungsöffnung
- 21
- Werkzeugaufnahme
- 22
- Zwischenbereich
- 23
- Klemmbereich
- 24
- Teilabschnitt
- 25
- Außenabschnitt
- 26
- Umfangsausnehmung
- 27
- erste Außenumfangsfläche
- 28
- zweite Außenumfangsfläche
- 29
- Innenumfangsfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202008013956 U1 [0003]
