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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen kompakten Abzweigverbinder
gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, der ermöglicht,
wenigstens ein Zweigkabel zu einem Hauptkabel zu verbinden.
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Abzweigverbinder
sind bekannt, welche ermöglichen,
Verbindungen eines Zweigkabels durch Perforation des Isoliermaterials
zu einer Hauptleitung, insbesondere zu elektrischen stromführenden Kabeln
herzustellen.
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Unabhängige Verbindungen
für jede
Phase werden benötigt,
was bedeutet, dass drei Verbindungen für Dreiphasenstrom oder vier
im Falle einer Dreiphasenleitung mit der Hinzufügung eines Massekabels erforderlich
sind.
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Das
Problem besteht in der Bildung kompakter Abzweigverbinder, indem
die Größe dieser
Verbinder reduziert wird, welche im Allgemeinen nacheinander in
einem Isolierharz innerhalb einer Klemme eingetaucht werden.
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Darüber hinaus
könnte
es, da Kabel bei den meisten Anwendungen stromführend sind, zweckmäßig sein,
Anordnungen zu schaffen, die verhindern, dass das Kabel für die Abzweigverbindung
abzuisolieren ist.
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Eine
andere durch Spezifikationen auferlegte Beschränkung ist es, eine sichere
Verbindung zu schaffen, was bedeutet, dass die Bedienperson während der
Installation sicher sein muss, dass der Verbinder richtig montiert
ist. Zu diesem Zweck müssen alle
Klemmvorgänge
mit Drehmomentmessern durchgeführt
werden.
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Aus
der Patentanmeldung FR-A-2 744 289 ist ein Abzweigverbinder für ein Erdkabel
bekannt, welcher zwei Teile, ein Oberteil und ein Unterteil, aufweist,
die durch eine mittlere Schraube aneinander befestigt sind, die
Mittel zur Steuerung des von dem Ober- und Unterteil gemeinsam ausgeübten Klemmmoments
aufweist.
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Diese
beiden Teile haben einerseits senkrecht zu der Klemmrichtung ein
Gehäuse,
das derart gestaltet ist, dass es das/die Ende(n) eines oder zweier
Zweigkabel(s) aufnimmt, wobei Verschlüsse sicherstellen, dass die
Gehäuse
geschlossen sind, wenn sie nicht benutzt werden, und andererseits
ein Gehäuse,
das von zwei Halbnuten des Ober- bzw. Unterteils gebildet wird.
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Zwei
querlaufende leitende Klingen, die auch von dem Ober- bzw. Unterteil
getragen werden, durchdringen und durchschneiden gleichzeitig die Isolierhülse des
Haupt- und Zweigkabels, um deren leitende Kerne zu kontaktieren.
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Ein
Verbinder gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus
US 5
041 012 bekannt.
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Die
Erfindung schlägt
einen Verbinder gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 vor und umfasst ferner die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Anspruchs 1. Andere Merkmale des Verbinders sind in den
Ansprüchen
2-21 genannt.
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Die
vorliegende Erfindung wird gemäß einer besonderen,
nicht beschränkenden
Ausführungsform
davon mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlicher
beschrieben, deren verschiedene Figuren zeigen:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht des Verbinders gemäß der Erfindung,
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2 eine
perspektivische Ansicht des Verbinders aus 1, von der
Seite des Mittels zum Aufnehmen der Zweigkabel betrachtet, in der
vormontierten Position vor dem Verlegen der Kabel,
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3 eine
perspektivische Ansicht des Verbinders aus 2 in derselben
Position, jedoch von der Seite des Mittels zum Aufnehmen des Hauptkabels
betrachtet,
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4A eine
Unteransicht des unteren Körpers,
der die elektrischen Verbindungsklingen aufnimmt, die in flexiblen
Isolierklemmen montiert sind,
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4B eine
Seitenansicht des wie in 4A gezeigten
unteren Körpers,
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5A eine
Unteransicht des oberen Körpers,
der die elektrischen Verbindungsklingen aufnimmt, die in den flexiblen
Isolierklemmen montiert sind,
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5B eine
Seitenansicht des wie in 5A gezeigten
oberen Körpers,
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5C eine
Seitenansicht des wie in 5B gezeigten
oberen Körpers
in einer 90° Ausrichtung,
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6A eine
Seitenlängsansicht
des Rohres zum Aufnehmen des(r) Zweigkabel(s),
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6B eine
Unteransicht des Rohres zum Aufnehmen des(r) Zweigkabel(s), und
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7 eine
schematische Ansicht des geklemmten Verbinders mit einer erheblichen
Durchmesserdifferenz zwischen dem Hauptkabel und dem Zweigkabel.
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Die
Erfindung wird nun mit grundlegendem und entsprechendem Bezug auf
die 1, 2 und 3 ausführlicher
beschrieben, wobei die einzelnen Figuren dieselben Bezugszeichen
verwenden.
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Der
Verbinder weist einen unteren Körper 10 und
einen oberen Körper 12,
die aus einem Isoliermaterial hergestellt und derart vorgesehen
sind, dass sie gegeneinander verklemmt werden können, eine untere Isolierklemme 14 und
eine obere Isolierklemme 16, die jeweils elektrische Verbindungsklingen 18 aufnehmen,
Mittel 20 und 22 zum Aufnehmen wenigstens eines
Zweigkabels 24 bzw. eines Hauptkabels 26, die
in einer sehr vereinfachten Weise in gestrichelten Linien umrissen
sind, sowie Richtungsklemmmittel 28 auf.
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Wie
in 4A gezeigt, weist der untere Körper 10 eine Y-förmige Unterseite
mit einer ersten Halbbasis 30 und zwei Schenkeln 32, 34 auf.
Ein Gewindegehäuse 36 ist
im Wesentlichen in der geometrischen Mitte dieses Körpers vorgesehen.
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Dieses
Gehäuse 36 steht
an der Ebene des Körpers
vor und ist senkrecht zu dieser, d.h. senkrecht zu der Längsachse
der Kabel ausgerichtet, wobei diese Richtung nachfolgend als Z bezeichnet
ist.
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An
den Enden jedes Schenkels 32 und 34 sind Führungszapfen 38 einstückig mit
dem unteren Körper
ausgebildet. Diese Zapfen weisen federnde Rückhaltehaken 42 auf.
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Der
untere Körper 10 weist
ein ebenfalls Y-förmiges
Gehäuse 44 auf,
das in Bezug auf den gesamten Körper
im Wesentlichen zentriert ist, wobei das Gehäuse vorgesehen ist, um die
untere Isolierklemme 14 mit einem zusammenpassenden Profil aufzunehmen.
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Wie
in 5A gezeigt, weist der obere Körper 1 ebenfalls eine
Y-förmige
Unterseite mit einer zweiten Halbbasis 46 auf, die zu der
ersten Basis 30 in Bezug auf die mittlere Kontaktebene
P symmetrisch ist, welche senkrecht zu der Klemmachse Z ist. Dieser
Körper
weist ebenfalls zwei Schenkel 48, 50 auf, die
zu den Schenkeln 32 und 34 in Bezug auf die Ebene
P symmetrisch sind. Eine Öffnung 52 mit
einer länglichen
Form, deren längere
Achse auf der Achse X liegt, die zwischen den Schenkeln der Y-Form
verläuft,
ist im Wesentlichen in der geometrischen Mitte dieses oberen Körpers 12 vorgesehen.
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In 5A bezeichnet
das Bezugszeichen 54 ein zu dem Gehäuse 44 des unteren
Körpers 10 äquivalentes
Y-förmiges
Gehäuse,
das vorgesehen ist, um die zusammenpassende obere Isolierklemme 16 aufzunehmen.
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In 5B sind
zwei Durchgangsöffnungen 56 gezeigt,
die parallel zu der Klemmachse Z verlaufen und derart angeordnet
sind, dass sie den von dem unteren Körper 10 getragenen
Führungszapfen 38 gegenüberliegen
und deren Durchgang ermöglichen.
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In
jeder dieser Öffnungen
stehen Sollbruchvoranschläge 58 für die Führungszapfen 38 nach
innen vor.
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5C zeigt
deutlicher die asymmetrische Haubenform des Bodens des oberen Körpers 12 in der
Querrichtung.
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Zwei
Paare von unabhängigen
elektrischen Verbindungsklingen 60, 62; 64, 66 sind
vorgesehen, welche aus einem leitenden Material hergestellt sind, das
eine ausreichende Steifigkeit hat, um sicherzustellen, dass die
Isoliermaterialien der Kabel perforiert werden. Jede Klinge ist
in dem Gehäuse
des entsprechenden Schenkels der Klemme aufgenommen, indem sie eingesetzt
oder gegossen ist, wobei das Material vorzugsweise ein flexibles
Polymer ist.
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Ebenso
sind in jedem des unteren und oberen Körpers zwei Klingen vorgesehen,
deren Enden an der Zweigkabelseite im Abstand voneinander und die
Enden an der Hauptkabelseite eng aneinander angeordnet sind.
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Dies
ist ein besonders bedeutungsvoller Vorteil, der ermöglicht,
mehrere Verbinder dieser Art jeweils an dem Kabel einer der Phasen
des Hauptkabelbaums aufzunehmen, was über eine kurze Länge eine
Anordnung der erforderlichen Kompaktheit schafft.
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In
einer geeigneten Weise haben die Enden der Kontaktklingen zunehmend
tiefe Zähne,
welche eine Krümmung
bilden, die an den Durchmesser der Kabel angepasst ist, oder welche
dieselbe Höhe
haben, jedoch radial ausgerichtet sind, wobei der durchschnittliche
Durchmesser der zu verlegenden Kabel ebenfalls berücksichtigt
ist, so dass eine gute Durchdringung erreicht werden kann.
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Die
Mittel 20, 22 zum Aufnehmen wenigstens eines Zweigkabels 24 und
eines Hauptkabels 26 weisen bezüglich des ersteren ein zylindrisches
Gehäuserohr 68 auf.
Dieses Rohr weist an seinen Enden zwei Eingänge 70, 72 auf,
die jeweils einen Einführungskegel
haben.
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Das
Rohr weist Mittel 74 für
dessen Befestigung an dem unteren Körper 10 auf. Genauer
sind in der bevorzugten Ausführungsform
diese Befestigungsmittel geteilte Ringe 76, die derart
gestaltet sind, dass sie an den Führungszapfen 38 gleiten,
und die senkrecht entlang eines Generators des Rohres montiert sind,
damit das letztere senkrecht zu der Klemmachse Z liegt, wenn es
in seiner richtigen Position ist.
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Das
wie in den 6A und 6B ausführlich gezeigte
Rohr weist zwei Paare von Öffnungen 78, 80; 82, 84 in
der Nähe
des ersten bzw. zweiten Eingangs 70 und 72 auf.
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Diese Öffnungen
sind derart ausgerichtet, dass sie in Bezug auf die Längsachse
der Zweigkabel und der Kabel allgemeiner schräggestellt sind, um den Durchgang
der Enden der Klemmen jeder von diesen vorstehenden Kontaktklinge
zu ermöglichen.
Aus diesem Grunde ist es so, dass die Öffnungen viel größer als
die Kontaktklingen sind. Somit stellen die Enden der Klemmen die
Kontinuität
der Isolation mit dem Rohr an der Außenseite der Öffnungen
sicher.
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Es
kann ferner angemerkt werden, dass die Kontaktklingen eine breitere
Kontaktfläche
haben, was ein Vorteil ist, da die Zweigkabel im Allgemeinen einen
kleineren Querschnitt im Vergleich zu dem Hauptkabel haben.
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Das
Rohr hat auch Schlitze 86, 88, 90, drei an
der Zahl, von denen der eine 88 in der Mitte vorgesehen
ist und die anderen beiden 86, 90 im Wesentlichen
neben dem Kegel jedes der Eingänge 70, 72 liegen.
Diese Schlitze sind offen und quer zu dem Rohr ausgerichtet. Vorstehende
Führungswände sind
in dem oberen Teil vorgesehen.
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Diese
Schlitze sind derart gestaltet, dass sie Klappenverschlüsse 92, 94, 96 aufnehmen.
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Diese
hindurchtretenden Verschlüsse
haben federnde Finger für
deren Verriegelung in der Einsetzposition.
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Der
mittlere Verschluss 94 teilt das Rohr 68 in zwei
innere Haltrohre. Die anderen beiden Verschlüsse 92, 96 stellen
sicher, dass die Eingänge 70, 72 geschlossen
sind, wenn sie nicht benutzt werden.
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Die
Mittel 22 zum Aufnehmen des Hauptkabels weisen einfach
zwei halbzylindrische Sitze 100, 102 auf, die
sowohl an dem unteren und oberen Körper als auch in den Klemmen 14 und 16 angeordnet sind.
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Eine
obere und untere Klinge sind gezeigt, welche an beiden Seiten des
Hauptkabels positioniert sind.
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Die
verschiedenen Klingen haben einen kleinen Spalt dazwischen, welcher
sich infolgedessen, dass sie an demselben Kabel sind, nicht auf
den elektrischen Wirkungsgrad auswirkt, und welcher einen bedeutenden
Vorteil im Hinblick auf die Kompaktheit schafft.
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In
der zurückliegenden
Ausführungsform weisen
die Richtungsklemmmittel 28 eine Schraube 104 auf,
deren Gewindeschaft durch eine längliche Öffnung 52 hindurchtritt,
die in dem oberen Körper 12 ausgebildet
ist, und mit dem Gewindegehäuse 36 des
unteren Körpers 10 zusammenwirkt,
indem er in dieses eingeschraubt wird. Eine Stützscheibe 106 ermöglicht es,
den Klemmdruck trotz des Vorhandenseins der Öffnung zu verteilen.
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Eine
Sollbruchklemmvorrichtung, wie zum Beispiel eine Schraubkappe 108,
ist an dem Schraubenkopf 104 gegossen, wobei die Kappe
Einstelllaschen 110 aufweist. Die Einstelllaschen 110 sind über erste
Sollbruchdrehverbindungsmittel mit der Kappe verbunden, und die
Schraubkappe ist mit zweiten Sollbruchdrehmitteln für deren
Verbindung mit dem Schraubenkopf 104 versehen.
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Die
Montage des Verbinders wird nun ausführlich beschrieben.
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Die
Bedienperson muss zuerst die Kabel der verschiedenen Phasen von
dem Hauptkabelbaum trennen, so dass ein Verbinder gemäß der vorliegenden
Erfindung daran montiert werden kann. Wie ersichtlich ist, muss
das Isoliermaterial, welches den Kabelbaum umhüllt, dank der geringen Größe der verwendeten Verbinder
nur über
eine kurze Länge zurückgezogen
werden. Kein Kabel muss abisoliert werden.
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Im
Falle eines einzigen zu verbindenden Zweigkabels wird das letztere
nach dem Entfernen des ersten Verschlusses 92 und des mittleren
Verschlusses 94 durch den Eingang 70 hindurch
in das Rohr 68 eingesetzt. Dann wird das Kabel über die
gesamte Länge
des Rohres eingesetzt, bis es an dem letzten Verschluss 96 anliegt.
Für ersichtliche
Zwecke einer zusätzlichen
visuellen Kontrolle werden Vorteile dadurch erreicht, dass das Rohr
aus einem transparenten Material hergestellt wird.
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So
kann das Zweigkabel von der Bedienperson sicher gehalten werden,
selbst wenn es stromführend
ist.
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Der
obere Körper
wird durch die Voranschläge 58 in
einem Abstand von dem unteren Körper
gehalten, was verhindert, dass die Führungszapfen 38 in
den Öffnungen 56 gleiten.
Es ist auch ersichtlich, dass der obere Körper nicht von dem unteren
Körper getrennt
werden kann, da die federnden Haken 42 die Verbindung zwischen
ihnen sicherstellen.
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Auf
diese Weise sind die Klingen 18 in ihren Isolierklemmen 14 und 16 im
Abstand voneinander angeordnet und ermöglichen, dass das Zweigkabel das
Rohr durchdringt.
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Gleichermaßen kann
die Bedienperson das Kabel, das einer bestimmten Phase des Hauptkabelbaums
entspricht, wie eine Klemmbacke zusammendrücken, wobei das Kabel in den
beiden halbzylindrischen Sitzen 100, 102 positioniert
ist, die sowohl in dem unteren und oberen Körper als auch in den Klemmen 14 und 16 vorgesehen
sind.
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Sobald
die beiden Kabel im Wesentlichen parallel zueinander positioniert
sind, kann die Bedienperson das Klemmen beginnen. Zu diesem Zweck steuert
die Bedienperson die Laschen 110 der Schraubkappe 108 und
bewirkt, dass sich diese Kappe dreht und den Schraubenkopf 104 mitnimmt,
welcher mit dem Gewinde des Gehäuses 36 des
unteren Körpers
zusammenwirkt. Dieser Vorgang bewegt die beiden Körper enger
aneinander und ermöglicht, dass
der Verbinder an den Hauptleiter geklemmt wird. Das Klemmen wird
manuell durchgeführt,
bis das erste Sollbruchdrehverbindungsmittel zwischen den Laschen
und der Klemmkappe abgerissen wird, ohne dass eine Potentialdifferenz
erzeugt wird.
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Ferner
wird der Klemmvorgang mittels eines Schraubenschlüssels fortgeführt, der
den hexagonalen Kopf der Schraubkappe 108 antreibt. Dieser Klemmvorgang
bewirkt, dass die Sollbruchvoranschlagelemente 58 weggebrochen
werden.
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Gleichzeitig
durchdringen, da die beiden Körper 1 enger
aneinander bewegt werden, die Klingen 18 mittels ihrer
Zähne den
Leiterkern des Haupt- und Zweigkabels, nachdem sie durch die Klemmen und
die Isoliermaterialien des Haupt- und Zweigkabels hindurchtreten.
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Wenn
das zweite Sollbruchmittel, das zwischen dem Schraubenkopf und der
Schraubkappe angeordnet ist, abgerissen ist, hat das Klemmmoment
einen ausreichenden Wert erreicht, um die Haltbarkeit der elektrischen
Kontakte sicherzustellen, während
ein Überspannen
verhindert wird.
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Die
Klemmen liegen an dem Isoliermaterial der Kabel an, wodurch die
Kontinuität
der Isolierung sichergestellt wird und irgendein Zugang zu einem leitenden
Teil der Klingen selbst nach dem Klemmen verhindert wird.
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Die
Kontaktfläche
für das
Zweigkabel wird verbessert, da die untere und obere Kontaktklinge
einen Kontaktwinkel in Bezug auf die Kabelachse bilden. In dieser
Ausführungsform
hat der elektrische Kontakt eine besonders gute Qualität, da die
beiden Paare von Klingen dasselbe Zweigkabel durchdringen.
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Es
kann auch angemerkt werden, dass dieser Verbinder einen breiten
Anwendungsbereich bezüglich
der Durchmesser des Hauptkabels hat, mit welchem er verbunden werden
kann.
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Tatsächlich schwenkt,
wenn eine ausreichend beträchtliche
Durchmesserdifferenz zwischen dem Hauptkabel und dem Zweigkabel
besteht, der obere Körper
während
des Klemmvorgangs dank der länglichen Öffnung in
Bezug auf die Schraube 104 und richtet sich selbst aus,
um eine angemessene Klemmspannung sicherzustellen, die auf alle
Kabel verteilt wird, wie in 9 gezeigt
ist.
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Die
Verbinder sind mit einer Trapezform gezeigt, was ermöglicht,
dass die Bedienperson einen ersten Verbinder an einem ersten Kabel
des Hauptkabelbaums und einen zweiten Verbinder an einem zweiten
Kabel des Kabelbaums montieren kann, wobei die beiden Verbinder
im Wesentlichen Kopf an Fuß positioniert
sind, was einen beachtlichen Raumgewinn ermöglicht. Dann scheint insbesondere
bei einem Kabelbaum mit vier Kabeln die Kompaktheit der montierten
Verbinder gemäß der Erfindung
von Bedeutung zu sein.
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Wo
die Bedienperson zwei Zweigkabel zu demselben Kabel eines Hauptkabelbaums
verbinden muss, ist der zu verfolgende Ablauf in den Hauptschritten
derselbe wie der oben beschriebene, mit ein wenig Varianten. Zuerst
wird der mittlere Klappenverschluss 94 in seiner Position
gehalten, während
die Verschlüsse 92 und 96 entfernt
werden. Dann wird das erste Zweigkabel durch den ersten Eingang 70 hindurch
eingesetzt, bis es an dem mittleren Verschluss 94 anliegt,
und das zweite Zweigkabel wird ebenfalls in das Rohr durch den Eingang 72 hindurch eingesetzt,
bis es ebenfalls an dem mittleren Verschluss 94 anliegt.
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Auf
diese Weise werden die Kabel in Bezug auf die Kontaktklingen ganz
sicher positioniert. Ohne diese Anordnung könnte eines der Kabel durch
eines der Paare von Klingen und teilweise durch das andere perforiert
werden, während
das andere Kabel herausrutschen oder von den Klingen schlecht durchdrungen
werden könnte,
was keine zuverlässige
Verbindung schaffen würde.
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Dann
beginnt die Bedienperson das Klemmen, nachdem das Hauptkabel zusammengedrückt ist.
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Die
obigen Vorteile sind in dieser Variante auch zu finden.
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Ein
sehr besonderer Vorteil der Y-Form ist ersichtlich, d.h. dass diese
selbst im Falle von zwei Zweigkabeln ermöglicht, den Sicherheitsabstand zwischen
dem Ende des Zweigkabels und der Perforationsstelle zu erhöhen.
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Der
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
beschriebene Verbinder zeigt, dass er an die zuvor genannten Probleme
anpassbar ist. Dank dieses Verbinders können die Bedienpersonen, die
an stromführenden
Leitungen arbeiten müssen,
die Verwendung von speziellen Dichtungen vermeiden, da es keinen
Kontakt mit den Leitern gibt, was eine erhebliche Erleichterung
ihrer Arbeit ist und die Notwendigkeit vermeidet, den Stromkreis
zu unterbrechen, was eine Belästigung
für die
Benutzer ist.
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Die
Anordnung der isolierenden Teile kann durch Gießen hergestellt werden, was
aus einem industriellen Gesichtspunkt bedeutungsvoll ist, da dies ermöglicht,
Polymere in Abhängigkeit
von den herzustellenden Teilen auszuwählen.