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AKTENZEICHEN Neuanmeldung
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Elektrische Kupplung Elektrische Kupplung Die Erfindung beschäftigt
sich mit einer elektrischen Kupplung, insbesondere von der Art, die üblicherweise
zur Verbindung von Telefon- u. dgl. Ubertragungsleitungen verwendet wird.
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Elektrische Kupplungen der genannten Art weisen ein elektrisches Verbindungsstück
aus Metall oder einem anderen Leiter auf, das in einem isolierenden Block etwa aus
dielektrischem Kunststoff eingebettet ist. Das elektrische Verbindungsstück ist
mit einer Einrichtung versehen, welche das Verbindungsstück in dem block verankert,
und weist nach außen vorstehende Abschnitte auf, in welche elektrische Leiter zu
deren Abschluß eingeführt werden können. Man möchte einen elektrischen Anschluß
und Isolatorblock so konstruieren, daß da Verbindungsstück in dem Block oder dessen
öffnung mittels Preßsitz oder mittels Widerlager zwischen dem Ahschlußstück und
den Innenflächen des Blockes gehalten wird. Somit können
elektrische
Leiter durchaus durch kraftanwendung an dem vorstehenden Teil des Verbindungsstückes
befestigt werden, ohne daß das Verbindungsstück beschädigt oder in seiner Verankerung
in dem Block qelockert wird. Natürlich muß die geometrische Gestaltung des inneren
Teils des Blockes sowie der zugehörigen Abschnitte des elektrischen Verbindungsstückes
so gestaltet sein, daß das Verbindungsstück während des Anschlusses der elektrischen
Leiter an dem einen oder anderen Ende des Verbindungsstückes sicher gehalten wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kupplung
bestehend aus einem Isolatorblock und einem elektrischen Verbindungsstück zu schaffen,
bei der das Verbindungsstück in dem Block gehalten wird und an das Verbindungsstück
wenigstens ein elektrischer Leiter anschließbar ist, wobei das Verbindungsstück
an seinem Anschlußende so gestaltet ist, daß es die Isolierung auf dem elektrischen
Leiter durchdringt und eine elektrisch ausreichende Verbindung zwischen Verbindungsstück
und Leiter dadurch herstellt, daß auf den Leiter eine Kraft ausgeübt wird, die ihn
in das Verbindungsstück drückt.
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Weiter soll bei der zu schaffenden elektrischen Kupplung das Verbindungsstück
in dem Block so gehalten werden können, daß diese Verankerung sich nicht lockert
bei den Kräften, die zur Einführung dell Leiters in das Verbindungsstück an beiden
Enden und Durchdrlhgung seiner Isolation auftreten.
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Ferner soll die zu schaffende elektriSche Kupplung so konstruiert
sein, daß die EinführUng deS Verbindungsstückes in den Block ohne Beschädigung oder
Deformation des Verbindungsstückes ausgeführt werden kann, wobei dennoch das Verbindungsstück
in der erforderlichen Weise in dem Block
so gehalten wird, daß die
beim Anschluß eines Leiters an das Verbindungsstück auftretenden Kräfte nicht zur
Lockerung oder Lösung der Verankerung führen.
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Dazu wird eine elektrische Kupplung geschaffen, die einen dielektrischen
Kunststoffblock aufweist, in dessen offnung ein elektrisch leitendes Verbindungsstück
aufgenommen werden kann. Das Verbindungsstück weist an beiden Enden nach außen aus
der Öffnung des Blockes vorstehende Abschnitte auf, wobei die vorstehenden Abschnitte
zum Anschluß elektrischer Leiter ausgebildet sind. Der innerhalb des Blockes befindliche
Teil des Verbindungsstückes weist gegenüberliegende Seitenflächen sowie eine Rückhaltevorrichtung
für das Verbindungsstück in dem Block auf, welche wenigstens zwei gegenüberliegende
Nasen umfaßt, die seitlich aus den gegenüberliegenden Seitenflächen vorstehen und
in dem Kunststoff des Blockes innerhalb dessen Öffnung eingebettet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Kupplung sind
vier Nasen vorgesehen, die seitlich aus gegenüberliegenden Seitenflächen des in
dem Block befindlichen Abschnittes des Verbindungsstückes vorstehen. Die vier Nasen
sind in Paaren auf jeder der gegenüberliegenden Seitenflächen des Verbindungsstückes
so angeordnet, daß sie im wesentlichen die Ecken eines Rechtecks definieren, wobei
das Nasenpaar auf jeder Seitenfläche auf, einer Rechtecksdiagonalen liegt. Die Öffnung
in dem Block, in welcher das Verbindungsstück auffenommen ist, weist einen ersten
sich von der Blockstirnfläche nach innen erstreckenden Abschnitt auf, der wesentlich
breiter ist als die Stärke des Verbindungsstückes an den Nasen, und weist einen
zweiten im wesentlichen um die Mitte der Öffnung angeordneten Abschnitt auf, det
weiter ist als die Stärke des Verbindungsstückes ohne die Nasen, jedoch schmaler
als
die Stärke des Verbindungsstückes an den Nasen. Die Öffnung des Blockes kann ferner
mit einem Anschlag, etwa in der Form einer Schulter am mittleren Abschnitt versehen
sein, gegen die die Kanten des mittleren Teils des Verbindungsstückes anliegen,
wodurch die Entfernung des Verbindungsstückes aus dem Block durch die Öffnung verhindert
wird. In weiter bevorzugter Ausführungsform können die Nasen mit einer Stirnfläche
versehen sein, die nach der benachbarten Seitenfläche, aus welche die Nase vorsteht,
geneigt ist, wobei dann die einander diagonal gegenüberstehenden Nasen in jeweils
entgegengesetzte Richtungen abgeschrägt sind. Ferner weist die Anschlußvorrichtung
für einen elektrischen Leiter an dem Verbindungsstück in einer bevorzugten Ausführungsform
gegenüberliegende Kragarme auf, welche einen Ausschnitt zur Aufnahme eines isolierten
Leiters und einen Schlitz zur Aufnahme der Leiterseele aufweisen. Diese Anordnung
schafft eine Einrichtung zur Aufnahme und Haltung des Leiters und zum Durchdringen
oder Abstreifen der Isolation von diesen, indem eine Kraft auf den Leiter und das
Verbindungsstück in Richtung auf den Block zu ausgeübt wird.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung einer Ausführungsform hervor, bei der auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen wird. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine teilweise qeschnittene Seitenansicht
einer elektrischen Kupplung, die mit den Merkmalen det erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 2 eine seitenansicht, teilweise im Schnitt, längs der Linie 2-2 aue Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kupplung gemäß Fig. 2; Fig. 4 eine perspektivische
barstellung des mittleren Abschnitts des Verbindungsstückes mit den aufgesetzten
Nasen, die einen Teil der Erfindung bilden;
Fig. 5 einen vergrößerten
Ausschnitt aus Fig. 1; Fig. 6 und 7 grafische Darstellungen der Einschub-und Haltekräfte
eines elektrischen Verbindungsstückes in einem Isolatorblock, die beide die erfindungsgemäße
elektrische Kupplung bilden; und Fig. 8 einen fragmentarischen Seitenschnitt einer
zweiten Ausführungsform einer elektrischen Kupplung, die ebenfalls mit den Merkmalen
der Erfindung ausgerüstet ist.
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Wie man im einzelnen aus den Zeichnungen entnimmt, weist die elektrische
Kupplung einen Kupplungsblock 22 aus einem dielektrischen Kunststoff, etwa einem
thermoplastischen oder in der Wärme abbindenden Harz, glasfaserverstärkten Harz
o. dgl., und ein Verbindungsstück 24 aus elektrisch leitfähigem Material auf. Gemäß
Fig. 1 und 2 sind in dem Block 22 gegenüberliegende Stirnflächen 26, 28 ausgebildet,
zwischen denen sich eine Öffnung 30 erstreckt, welche in einem mittleren Abschnitt
zur Tasche 31 ausgebildet ist.
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In der Öffnung 30 des Blockes 22 ist das Verbindungsstück 24 befestigt,
welches die Form eines ebenen, leitfähigen Werkstücks, etwa aus Phosphorbronze,
besitzt. Das Verbindungsstück 24 weist Endabschnitte 32 und 34 auf, die aus den
Stirnflächen 26 und 28 des Blockes 22 nach außen vorstehen und so ausgebildet sind,
daß sie einen Leiterdraht 36 aufnehmen oder abschließen und dabei die Isolation
entfernen oder wenigstens durchdringen. Wie man aus Fig. 2 erkennt, ist jeder Endabschnitt
des Verbindungsstücks 24 mit einem Paar elastischer Kragarme 38, 40 versehen, die
den Leiter 36 aufnehmen. Die Atme 38, 40 definieren einen Ausschnitt 42 und einen
anschließenden Schlitz 44 sowie eine langgestreckte Öffnung 46* die sich vom Schlitz
44 in den mittleren Abschnitt 48 des Vetbindungsstücks 24 erstreckt. Der Ausschnitt
42 ist breiter als der Leiter 36 einschließlich Isolation. Die Breite des Schlitzes
44 ist
wesentlich kleiner als die Breite des Leiters 36, was durch
eine Kantenbildung oder Stanzung 50 unmittelbar neben der Öffnung 46 bestimmt ist.
Das innere Ende der Aussparung 42 weist scharfe Kanten auf, mit denen die Isolation
von einem Leiter 36 abgetrennt wird oder aufgeschlitzt wird, indem Kraft in Richtung
auf den Block auf den Leiter 36 gemäß Darstellung in Fig. 1 ausgeübt wird.
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Ferner ist eine Rückhaltevorrichtung vorgesehen, die das Verbindungsstück
24 in der Öffnung 30 hält. Wenigstens zwei gegenüberliegende Nasen 60a-60d stehen
seitlich aus gegenüberliegenden Seitenflächen am mittleren Abschnitt 48 des Verbindungsstückes
24 vor, wie man am besten aus Fig. 4 erkennt. In der bevorzugten Ausführungsform
sind vier Nasen vorgesehen und in Paaren auf gegenüberliegenden Seitenflächen des
mittleren Abschnitts 48 des Verbindungsstücks 24 so verteilt, daß sie im wesentlichen
die Ecken eines Rechtecks definieren und die zu einem Paar gehörenden Nasen auf
einer Seitenfläche auf einer Rechtecksdiagonalen angeordnet sind. Die Nasen haben
im wesentlichen zylindrische Form und sind unter einem Winkel bezüglich der Seitenfläche
des Verbindungsstückes geneigt ausgebildet, so daß die Stirnflächen der Nasen sich
auf diejenige SeitenfläcHe zu neigen, von welcher sie vorstehen. Die Nasen 60a dnd
60b neigen sich zur Stirnfläche 28 und die Nasen 60c und 60d neigen sich zur Stirnfläche
26 des Isolierblockes Der mittlere Abschnitt 48 des Verbindungsstücks 24 iSt ferner
mit vorstehenden Kanten 62 versehen, so daß siCh insgesamt vier Ecken ergeben, die
dem mittleren Abschnitt 4B eine im wesentlichen rechtwinklige Form qeben. Das Verbindungsstück
24 kann dann in einer Rückhaltetasche 31 in den Block 22 im Preßsitz oder Paßsitz
eingesetzt werden. Wenn der mittlere Abschnitt 48 des Verbindungsstücks 24 den mittleren
Abschnitt oder die Rückhaltetasdhe 31 der öffnung 30
erreicht,
deformiert sich der Kunststoff in den Seiten der Tasche 31 geringfügig und läßt
den etwas breiteren mittleren Abschnitt 48 des Verbindungsstückes passieren, wie
man am besten aus Fig. 2 erkennt. Die Nasen laufen durch einen relativ weiten Außenabschnitt
der Öffnung 30 ungehindert. Die Rückhaltetasche 31 ist jedoch schmaler als die Stärke
des Verbindungsstückes 24 mit Nasen 60a-60d und daher werden die Nasen 60a-60d in
den Kunststoff hineingedrückt und deformieren etwas das Innere der Tasche 31.
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Nach einer gewissen Zeitspanne erholt sich der Kunststoff hinter den
Nasen, wodurch die Rückhaltekraft für das Verbindungsstück 24 erhöht wird. Man sieht,
daß beim Einsetzen des Verbindungsstückes, beispielsweise von der Stirnfläche 26
der Öffnung 30 her, die Neigung des unteren Nasenpaares 60a und 60b das Abschaben
der Rückhaltetasche 31 bei dem Einschub sehr klein hält, wie man am besten aus Fig.
1 erkennt. Gemäß Fig. 5 ermöglicht die Neigung der unteren Nasen 60a und 60b, daß
genügend Stützmasse über ihnen bleibt, nachdem sie durch den Kunststoff vorgedrungen
sind und sich der Kunststoff erholt hat, so daß einer beachtlichen Kraft, die etwa
in Richtung des Pfeiles 66 aus Fig. 5 wirkt, widerstanden werden kann, etwa wenn
ein Leiterdraht 36a (Fig. 1) in den unteren Abschnitt 34 des Verbindungsstückes
24 eingefügt wird.
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Das obere Nasenpaar 60c und 60d gemäß Fig. 1 findet aufgrund der beschriebenen
diagonalen Anordnung der Nasen 60a-60d auf gegenüberliegenden Seitenflächen des
Verbindungsstücks 24 ungestörtes Material unter sich vor. Daher werden diese oberen
Nasen 60c und 60d einer wesentlichen Belastung widerstehen können, die durch eine
abwärts gerichtete Kraft auf das Verbindungsstück 24 ausgeübt wird, wenn der Leiterdraht
36 in den oberen Abschnitt 32 des Verbindungsstücks 24 eingedrückt wird. Die Geometrie
der Öffnung schafft gemäß Fig. 1 - 3 genügend Breite, damit die zum Einführen und
in der Rückhaltetasche 31
in Sitzstellung bringen des Verbindungsstücks
24 erforderlichen Kräfte möglichst klein bleiben, ist jedoch auch hinreichend schmal,
um das einmal einqeführte Verbindungsstück sicher zu halten. Der H-förmige Querschnitt
der Tasche ist am besten aus Fig. 3 zu erkennen und weist geeignete Abmessungen
auf, die es ermöglichen, daß das die Tasche bildende Werkzeug den Drücken des um
das Werkzeug herumfließenden Kunststoffs während des Spritzens oder Formens des
Blockes widerstehen kann. Die diagonal gegenüberliegende Anordnung auf gegenüberliegenden
Seiten der Nasen 60a-60d trägt ferner dazu bei, die auf das Verbindungsstück 24
während seines Einfügens wirkenden Kräfte auszugleichen, die an sich das Verbindungsstück
verdrehen oder biegen wollen. Daher wird das Verbindungsstück 24 einer geringeren
Schadensgefahr oder Deformationsgefahr während des Einfügens in die Rückhaltetasche
31 ausgesetzt.
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Fig. 8 zeigt eine alternative Ausführungsform der Kupplung, die eine
Öffnung 30' und eine Rückhaltetasche 31' in dem Block 22' aufweist. In dieser Konfiguration
besitzt die Öffnung 30' hinreichend Breite, so daß das obere Paar Nasen 60' des
Verbindunasstücks 24' am oberen Ende der Rückhaltetasche 31' auf Schultern 33' zu
liegen kommt, wobei sie unter sich ein ungestörtes Material vorfinden und damit
einer wesentlichen Kraft widerstehen können, die auf das obere Ende des Verbindungsstücks
24' ausgeübt werden kann.
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In den Fig. 6 und 7 sind die Kräfte für das Einsetzen und das Rückhalten
bzw. das Herausziehen des Verbindungsstücks 24 in dem Block 22 und der Rückhaltetasche
31 grafisch dargestellt. Graph 70 aus Fiq. 6 erläutert den Kraftgradienten beim
Einfügen des Verbindungsstücks (Verbinderclips) 24 von der Stirnseite 26 der Öffnung
30 her in seine eingesetzte Stellung in der Tasche 31. Der Graph 72
stellt
den Kraftgradienten bzw. die Kraft dar, die in Richtung Herausziehen des Verbindungsstücks
24 aus seiner in die Tasche 31 eingesetzten Stellung durch die Stirnfläche 28 der
öffnung 30 dar. Die Linie 74 stellt die maximale Installationskraft für 20 AWG-Leiter
am Endabschnitt 32 des Verbindungsstücks 24, also beispielsweise für den Leiter
36 aus Fig. 1, dar. Man sieht, daß die Kraft, die zum Beginn des Herausziehens des
Verbindunqsstücks aus der Stirnfläche 28 heraus erforderlich ist, an der Spitze
76 des Graphen 72 weit größer ist als die Installationskraft 74 des Leiters, die
das Verbindungsstück in der gleichen Richtung schieben möchte.
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Daher wird das Verbindungsstück oder der Anschlußclip 24 sehr leicht
in dem Block 30 zurückqehalten, während der Leiter am Endabschnitt 32 des Verbindungsstückes
installiert wird. Natürlich ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, daß der vom
Endabschnitt 32 des Verbindungsstücks 24 her installierte Leiter 36 ein 20 AWG-Leiter
oder kleiner ist, die Erfindung ist indes auf diesen Leiter nicht beschränkt, da
deutlich ist, daß selbst größere Leiter ohne Schwierigkeit angeschlossen werden
können, ohne daß das Verbindungsstück gelockert wird.
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In Fig. 7 bedeutet der Graph 70a die Einschubkraft für das Verbindungsstück
24 von der Stirnseite 26 der Öffnung 30 her, um das Verbindungsstück in der Tasche
31 in die Sitzstellung zu bringen. Dies ist die gleiche Kurve wie die Kurve 70 aus
Fig. 6. Der Graph 76 stellt die Kraft für das Herausziehen des Verbinduntsstticks
24 aus seiner eingebauten Stellung in der Tasche 31 durch die Stirnfläche 26 dar,
durch die das Verbinduhgsstück eingesetzt wurde. Die Linie 80 repräsentiett die
Installationskraft eines 26 AWG-Leiters, wenn dieser am Endabschnitt 34 des Verbindungsstücks
24, also beispielsweise der Leiter 36a aus Fig. 1, angeschlossen wird. Man entnimmt
dem Graphen 76,
daß diejenige Kraft, die zum Herausziehen des Verbindungsstücks
24 aus der Tasche 31 am Maximum 82 erforderlich wäre, weit größer ist als die Installationskraft
80, so daß das Verbindungsstück beim Anschluß eines 26 AWG-Leiters am Ende 34 sich
nicht bewegen wird, wobei diese Installationskraft in diejenige Richtung wirkt,
die einer Bewegung des Verbindungsstücks 24 zur Stirnfläche 26 des Blockes entspricht.
Ein 26 AWG-Leiter ist diejenige Leitergröße, die üblicherweise am Endabschnitt 34
des Verbindungsstücks 24 installiert wird. Man sieht jedoch, daß ein größerer Leiter,
beispielsweise ein 20 AWG-Leiter, ebenfalls angeschlossen werden könnte, dessen
Installationskraft durch Linie 74a dargestellt ist, ohne daß das Verbindungsstück
in Richtung der Stirnfläche 26 des Blockes bewegt oder gar gelockert würde.
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Insgesamt wird eine elektrische Kupplung beschrieben, welche aus einem
mit einer Durchgangsöffnung versehenen Kupplungsblock und einem elektrisch leitfähigen
Verbindungsstück besteht, das mit einem Abschnitt an der Öffnung aus dem Block nach
außen vorsteht. Das elektrische Verbindungsstück ist an seinem nach außen vorstehenden
Teil mit einer Einrichtung zum Anschluß eines elektrischen Leiters versehen. Der
innerhalb des Blockes befindliche Teil des Verbindungsstückes weist gegenüberlietende
Seitenflächen auf, welche wenigstens zwei gegenüberliegende Nasen tragen, die ein
Rückhalten und Sichern des Verbindungsstückes in dem Block erlauben.