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Die vorliegende Erfindung betrifft
den technischen Bereich der selbstisolierenden Verbindungseinrichtungen
zum Anschließen
von ummantelten elektrischen Leitern.
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Es ist bekannt, die Verbindung eines
ummantelten elektrischen Leiters mit beispielsweise einem zu einer
Reihenklemme gehörenden
Element mit Hilfe einer selbstisolierenden Verbindung zu realisieren.
Die diese selbstisolierende Verbindung erlaubende Einrichtung umfasst
eine elektrisch leitende Klemme mit einem Schlitz, dessen Breite
im Wesentlichen dem Durchmesser des elektrischen Leiters entspricht
und dessen scharfe Ränder
dafür bestimmt
sind, den Isoliermantel bei dem entlang der Schlitzachse erfolgenden
Einführen
des Leiters in den Bügel
einzuschneiden, um einen elektrischen Kontakt zwischen dem Leiter
und dem Bügel
zu ermöglichen.
Der Bügel
ist in einen Isolierträger
eingebaut, der selbst einen nach dem Bügelschlitz ausgerichteten Schlitz
umfasst, der das Durchführen
des Leiters mit Festklemmung seines Mantels gewährleistet. Wenn die Klemme
den Halt des Leiters gewährleistet,
werden der Halt und die mechanische Festigkeit durch Festklemmung
des Isoliermantels im Schlitz, der im Isolierträger vorgesehen ist, verbessert.
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Diese Ausführung verleiht dem Leiter entlang
seiner Achse eine sehr gute Schüttelund
Zugfestigkeit. Dennoch kann es bei Zug in Schlitzrichtung und bei
Kabeln mit einem besonderen Isoliermantel passieren, dass das Leiterkabel
herausgerissen wird.
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Die Patentanmeldung
EP 0 720 258 , die als nächstliegender
Stand der Technik angesehen wird, schlägt eine verbesserte Verbindungseinrichtung
vor, bei der der Klemmschlitz teilweise zumindest seitlich mit Bezug
auf den Isolierschlitz versetzt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
selbstisolierende Verbindungseinrichtung der vorgenannten Art für einen
ummantelten elektrischen Leiter zu schaffen, in welcher die Ausreißfestigkeit
des Leiters in Schlitzrichtung verbessert ist. Mit der Endung soll auch
das durch den Klemmschlitz gewährleistete
Fixieren des angeschlossenen Kabels verbessert werden.
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Zu diesem Zweck ist der selbstisolierende Anschlussblock
zur Verbindung mit wenigstens einem elektrischen Kabel, das eine
von einem Isoliermantel umgebene leitende Ader umfasst, der Folgendes
umfassenden Art:
ein Verbindungsteil, das mit wenigstens einer
Isolier- und Anschlussklemme versehen ist, die durch einen röhrenförmigen Körper gebildet
ist, der auf einer Seite einen Isolier und Festhalteschlitz aufweist,
um den Isoliermantel zum Verbinden und Festhalten der leitenden
Ader bis zur leitenden Ader des Kabels einzuschneiden,
und
ein Isolationsgehäuse,
das wenigstens einen Anschlussraum bildet, in dessen Innerem die
Isolierklemme angeordnet ist und der in einer dem Isolierschlitz
gegenüberliegenden
Wand einen Klemmschlitz aufweist, der teilweise wenigstens seitlich
mit Bezug auf den Isolierschlitz versetzt ist und zum Quetschen
des Kabelisoliermantels bestimmt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Klemmschlitz durch zwei Wandelemente des Gehäuses begrenzt ist,
wobei ein erstes als Unterstützungselement
bezeichnetes Element eine größere Dicke
als das zweite als Festklemmelement bezeichnete Element aufweist.
Vorzugsweise, aber nicht unbedingt notwendigerweise, bildet das
Unterstützungselement
denjenigen der zwei Ränder
des Klemmschlitzes, der einer axialen Symmetrieebene des Isolierschlitzes
am nächsten
liegt.
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Je nachdem wie groß der gewünschte Halt sein
soll, können
diese verschiedenen Ausbildungen entweder einzeln oder in den möglichen
verschiedenen Kombinationen angewendet werden.
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Gemäß einem Erfindungsmerkmal verläuft die
Achse des Klemmschlitzes parallel zur Achse der Isolierklemme und
ist mit Bezug auf jene seitlich versetzt. So folgt der Leiter zwischen
dem Inneren des Bügels
und dem Äußeren des
Isolierträgers
einem Verlauf, der keine Gerade ist, sondern die Form eines sehr
offenen S aufweist, wodurch der Halt des Kabels unterstützt und
die Zugfestigkeit des mit Hilfe des erfindungsgemäßen Blocks
durchgeführten
Anschlusses verstärkt
wird.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist
der Klemmschlitz geneigt, und diese Neigung ist derart, dass der
dem Durchführen
des Leiters dienende Bereich des Klemmschlitzes in der Verbindungsstellung
seitlich versetzt ist bezogen auf den den Leiter aufnehmenden Bereich
des Isolierschlitzes in derselben Verbindungsstellung. Auch hier
geht es darum, dem Leiter keine geradlinige Form zu geben, um seine
Ausreißfestigkeit
zu unterstützen.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal weist
der Klemmschlitz eine lokale Verengung auf, die vorzugsweise, aber
nicht notwendigerweise, in der Nähe
des der Einführung
des Leiters dienenden Schlitzendes liegt.
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Die lokale Verengung des Klemmschlitzes bildet
also ein Hindernis, das ein Herausreißen des angeschlossenen Kabels
in Schlitzrichtung verhindern soll.
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Vorteilhafterweise ist die Breite
des Klemmschlitzes im Verengungsbereich geringer als seine Breite
auf seiner restlichen Länge.
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Um die Ausreißfestigkeit in Schlitzrichtung noch
weiter zu verbessern, ist die Verengung des im Isolierträger vorgesehenen
Schlitzes mit Bezug auf die Schlitzachse auf seiner restlichen Länge seitlich versetzt,
um so eine Art Hindernis zu bilden.
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Gemäß einer ersten Möglichkeit
wird die lokale Verengung des im Isolierträger vorgesehenen Schlitzes
dadurch erzielt, dass die Formgebung des Isolierträgers während des
Formverfahrens erfolgt.
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Gemäß einer weiteren Möglichkeit
wird die lokale Verengung des im Isolierträger vorgesehenen Schlitzes
dadurch erzielt, dass auf dem Träger
ein von diesem unabhängig
hergestelltes Teil fixiert wird.
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Erfindungsgemäß ergibt sich der Positionshalt
des elektrischen Kabels einerseits durch Quetschen der leitenden
Ader im Bereich des Schlitzes der Isolierklemme und andererseits
durch einen auf den die leitende Kabelader umgebenden Isoliermantel
im Bereich des Klemmschlitzes des Isolationsgehäuses ausgeübten Druck. Diese zwei Effekte
des Quetschens und Klemmens werden noch dadurch verstärkt, dass
die Isolier- und Klemmschlitze zumindest teilweise versetzt angeordnet
sind.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten
Erfindungsmerkmal ist das Festklemmelement elastisch verformbar
und weist eine niedrigere Steifigkeit als das Unterstützungselement
auf. So drückt
das Festklemmelement das im Klemmschlitz eingeführte Kabel gegen das Unterstützungselement.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal wird
das Festklemmelement so ausgebildet, dass seine Steifigkeit mit
der Entfernung vom Einführungsende
des Klemmschlitzes zunimmt. Das Festklemmelement weist so eine maximale
Steifigkeit in einem Bereich auf, der auf der dem Einführungsende
des Klemmschlitzes entgegensetzten Seite liegt und das elektrische
Kabel in der Verbindungsstellung aufnimmt.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist
das Festklemmelement einstückig
mit einer Seitenwand des Isolationsgehäuses ausgebildet. Vorzugsweise,
aber nicht unbedingt notwendigerweise weist der das Festklemmelement
tragende Seitenwandteil eine konkave Außenseite auf, um die elastische
Verformung des Festklemmelements und der Wand, die es trägt, beim
Durchführen
des ummantelten Leiters zu unterstützen.
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Gemäß einem bevorzugten Merkmal
ist der das Festklemmelement tragende Seitenwandteil so ausgebildet,
dass er sich bei der Einführung
des anzuschließenden
Kabels verformen kann, ohne dass die Nenndicke des Isolationsgehäuses während der Einführphase
zunimmt.
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Durch dieses vorteilhafte Erfindungsmerkmal
wird bei der Verwendung von mehreren erfindungsgemäßen nebeneinander
angeordneten Einrichtungen jegliche Unordnung in der Aneinanderreihung
beim Anbringen der anzuschließenden
Leiter verhindert. Insofern sich die Seitenwand beim Durchführen des
Leiters verformt und dabei innerhalb des Nennraumbedarfs des Gehäuses bleibt, übt sie keine Belastungen
auf das benachbarte Gehäuse
aus, dessen Positionierung somit nicht durch den Anschluss des elektrischen
Kabels gestört
wird.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal weist
das Unterstützungselement
zur Vermeidung eines ungewollten Herausziehens des angeschlossenen
Kabels im Bereich des Einführungsendes
des Klemmschlitzes ein vorspringendes Element auf, das eine lokale
Verengung des Klemmschlitzes bildet.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist
der Teil der Gehäusewand,
der das dem vorspringenden Element gegenüberliegende Festklemmelement
trägt,
spitz zulaufend, um das Einführen
des anzuschließenden
Kabels zu erleichtern.
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In demselben Sinne und gemäß einem
weiteren Erfindungsmerkmal weist die Innenseite der Gehäuseseitenwand,
die das Festklemmelement trägt,
einen konkaven Bereich auf, der dem vorspringenden Element gegenüberliegt.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal weist
das Festklemmelement eine Verstärkung
auf, die dem vorspringenden Element gegenüberliegt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal weist
der Klemmenkörper
einen im Wesentlichen „C"-förmigen Querschnitt
auf.
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Gemäß einem bevorzugten Erfindungsmerkmal
weist der Klemmenkörper
einen im Wesentlichen polygonalen Querschnitt auf, der einen Steg
umfasst, von dem aus sich zwei im Wesentlichen parallele Schenkel
erstrecken, die auf der dem Steg entgegengesetzten Seite jeweils
einen Arm aufweisen, dessen gegenüberliegende Enden die Ränder des
Isolierschlitzes bilden. Vorzugsweise laufen die Arme aufeinander
zu und entgegengesetzt zum Steg des Körpers der Isolierklemme. Dieses
Erfindungsmerkmal erlaubt es, die Effizienz der Isolierklemme zu
verstärken,
insbesondere ihre Funktion zum Halt und Festhalten des elektrischen
Kabels.
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Weitere verschiedene Erfindungsmerkmale gehen
aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen
hervor, die verschiedene nicht einschränkende Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
darstellen.
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Die 1 ist
ein Teilaufriss einer erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung.
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Die 2 ist
eine Vorderansicht von der Leitereinführungsseite.
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Die 3 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III der 1.
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Die 4 ist
eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung
zeigt.
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Wie aus den 1 und 2 ersichtlich,
umfasst eine erfindungsgemäße Verbindungs-
oder Anschlusseinrichtung, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet
ist, ein Verbindungsteil 2 aus elektrisch leitendem Material,
das in einem aus isolierendem Material bestehenden Gehäuse 3 angeordnet
ist.
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Das Verbindungsteil 2 ist
mit wenigstens einer Isolier- und Anschlussklemme 4 versehen.
Im dargestellten Beispiel muss berücksichtigt werden, dass das
Verbindungsteil 2 auf der der dargestellten Isolierklemme 4 entgegengesetzten
Seite eine zweite nicht dargestellte Isolierklemme aufweist.
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Wie aus der 3 hervorgeht, ist die Isolierklemme durch
einen röhrenförmigen Körper 5 gebildet,
der auf einer Seite einen Isolier- und Festhalteschlitz 6 aufweist,
mit dem der Isoliermantel 7 eines elektrischen Kabels 8 zum
Verbinden und Festhalten der leitenden Ader 9 bis zur leitenden
Ader 9 des Kabels eingeschnitten wird.
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Vorzugsweise weist die Klemme 4 einen
polygonalen Querschnitt mit einem Steg 10 auf, von dem
aus sich zwei im Wesentlichen parallele Schenkel 11 erstrecken.
Jeder Schenkel 11 weist auf der dem Steg 10 entgegengesetzten
Seite einen Arm 12 auf, dessen freies Ende einen Rand 13 des
Isolier- und Festhalteschlitzes 6 bildet. Es ist festzuhalten, dass
die Ränder 13 beiderseits
einer axialen Symmetrieebene P1 des Körpers der Isolierklemme 4 liegen. Vorzugsweise,
aber nicht unbedingt notwendig zur Realisierung der Erfindung, laufen
die Arme 12 in einer dem Steg 10 entgegengesetzten
Richtung aufeinander zu. Dieses Erfindungsmerkmal ermöglicht es,
die Effizienz beim Festhalten des elektrischen Kabels 8 zu
verbessern, wenn es in den Isolier- und Festhalteschlitz 6 eingebracht
wird.
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Wie aus den 1 und 3 hervorgeht,
bildet das Isolationsgehäuse 3 einen
Anschlussraum 15, in dessen Innerem eine Isolierklemme 4 angeordnet
ist. Der Anschlussraum 15 weist also in einer dem Isolierschlitz 6 gegenüberliegenden
Wand einen Klemmschlitz 16 auf, durch den das elektrische
Kabel 8 bei seinem Anschluss an die Klemme 4 geführt wird.
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Es ist festzuhalten, dass das Isolationsgehäuse 3 im
Bereich eines Einführungsendes 17 des Klemmschlitzes 16 eine Öffnung 18 aufweist,
um das Kabel 8 senkrecht zu den Isolier- und Klemmschlitzen 6 bzw. 16 vor
dessen Einführen
in die zwei Isolier- und Klemmschlitze 6 bzw. 16 mit einer
zur Achse Δ des
Isolierschlitzes parallelen Translationsbewegung in Richtung des
Pfeils F1 einzusetzen.
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Gemäß der in den 1 bis 3 dargestellten bevorzugten
Ausführungsform
verläuft
die Achse Δ' des Klemmschlitzes 16 parallel
zur Achse Δ des
Isoliersschlitzes und ist, bezogen auf letztgenannten und bei der
Stirnansicht des Gehäuses,
seitlich versetzt, wie dies insbesondere aus der 2 hervorgeht. Diese besondere Anordnung
der Isolier- und Klemmschlitze 6 bzw. 16 zwingt
das angeschlossene elektrische Kabel in eine S-Form, durch die eine
gute Fixierung des elektrischen Kabels unterstützt wird.
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Im Übrigen wird gemäß der dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
der Klemmschlitz durch zwei Wandelemente 20, 21 des
Gehäuses 3 begrenzt,
die jeweils einen Rand des Klemmschlitzes bilden. Die zwei Elemente 20, 21 erfüllen jeweils
eine Funktion und weisen jeweils ein unterschiedliches Verhalten
auf, um eine bestmögliche
Fixierung des ummantelten elektrischen Kabels, das im Klemmschlitz 16 eingebracht
ist, zu erlauben.
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So wird der Klemmschlitz 16 von
einem ersten als „Unterstützungselement" bezeichneten Wandelement 20 begrenzt,
gegenüber
welchem ein zweites als „Festklemmelement" bezeichnetes Wandelement 21 angeordnet
ist.
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Gemäß dem dargestellten Beispiel
und vorzugsweise bildet das Unterstützungselement 20 den Rand
des Klemmschlitzes 16, der einer axialen Symmetrieebene
P1 der Isolierklemme 4 am nächsten liegt. Im dargestellten
Beispiel weist das Unterstützungselement 20 eine
größere Dicke
als das Festklemmelement 21 auf. Dieser Dickenunterschied
ist vorzugsweise mit unterschiedlichem Verhalten des Unterstützungselements 20 und
des Festklemmelements 21 beim Einbringen des anzuschließenden elektrischen
Kabels verbunden. Das Festklemmelement 21 ist also so ausgebildet,
dass es sich bei der Einführung
des anzuschließenden
elektrischen Kabels 8 elastisch verformt, während das
Unterstützungselement 20 so
ausgebildet ist, dass es dem elektrischen Kabel 8 eine
im Wesentlichen steife Unterstützung
bietet, so dass es dann vom Festklemmelement 21 gegen das
Unterstützungselement 20 gedrückt wird.
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Um in der Anschlussposition eine
gute Fixierung des elektrischen Kabels 8 zu gewährleisten, ohne
dabei dessen Einführen
in den Klemmschlitz zu behindern, ist das Festklemmelement 21 vorzugsweise
so ausgebildet, dass es eine Steifigkeit aufweist, die mit der Entfernung
vom Einführungsende 17 zunimmt.
Vorzugsweise ist die Steifigkeit also in dem Bereich des Klemmschlitzes 16 am
größten, der auf
der dem Einführungsende 17 entgegengesetzten Seite
liegt.
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Im dargestellten Beispiel wird das
Festklemmelement 21 von einer Rippe gebildet, die mit einer Seitenwand 23 des
Isolationsgehäuses 3 einstückig ausgebildet
ist.
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Um dem Festklemmelement 21 eine
Verformungsfähigkeit
zu verleihen, weist die Seitenwand 23 im Bereich ihrer
Außenseite
einen konkaven Bereich 24 auf. Das Zentrum des konkaven
Bereichs 24 befindet sich vorzugsweise in der Nähe des Einführungsendes 17,
um so dem Festklemmelement 21 eine zunehmende Steifigkeit
zu verleihen. Der konkave Teil 24 verleiht der Seitenwand 23 somit
eine Dicke, die mit der Entfernung vom Einführungsende 17 zunimmt.
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Gemäß einem vorteilhaften Endungsmerkmal
wird die Konkavität 24 der
Seitenwand 23 so dimensioniert, dass sich beim Einführen eines
Kabels in den Klemmschlitz
17 das Festklemmelement 21 und
die Seitenwand 23 verformen, ohne die Nenndicke des Isolationsgehäuses 3 zu
vergrößern.
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So bleibt also beim Einbringen eines
Kabels in den erfindungsgemäßen Verbindungsblock,
je weiter das Kabel in die Isolier- und Klemmschlitze 6 bzw. 16 eindringt,
das Unterstützungselement 20 unbeweglich,
während
das Festklemmelement zunächst zurückweicht,
um dann den Kabelmantel gegen das Unterstützungselement zu pressen. Dieses
vom Festklemmelement ausgeübte
Pressen bewirkt so eine Verformung des Mantels, der sich insbesondere beiderseits
des Unterstützungselements
anschmiegt, das eine Art Einschnürung
bildet, durch die eine effektive Fixierung und gute Widerstandsfähigkeit
gegen Zug beim in der erfindungsgemäßen Einrichtung durchgeführten Anschluss
gewährleistet
wird.
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Um ein ungewolltes Herauslösen des
angeschlossenen Kabels aus den Isolier- und Klemmschlitzen 6 bzw.
16 zu vermeiden, weist der Isolierschlitz vorzugsweise, aber nicht
ausschließlich,
in der Nähe
seines Einführungsendes
eine lokale Verengung 25 auf.
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Im dargestellten Beispiel wird die
Verengung 25 durch ein vorspringendes Element 26 gebildet, das
im Unterstützungselement 20 integriert
ist und sich im Bereich des Einführungsendes 17 befindet. Das
vorspringende Element 26 bildet somit die Verengung 25,
in deren Bereich der Klemmschlitz 16 eine Breite aufweist,
die geringer ist als seine Breite im Bereich 27, der sich
auf der dem Einführungsende 17 entgegengesetzten
Seite befindet und in welchem sich das Kabel 8 in der Anschlussposition
befindet.
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Im dargestellten Beispiel läuft die
das Festklemmelement 21 tragende Wand 23 in dem
Bereich, der dem Element 26 gegenüberliegt, spitz zu, um das Einführen des
elektrischen Kabels in den Klemmschlitz trotz des Vorhandenseins
des vorspringenden Elements 26 zu erleichtern. Zu diesem
Zweck weist die Innenseite der Wand 23 einen konkaven Bereich 28 auf,
der dem vorspringenden Element 26 gegenüberliegt.
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Im Übrigen weist das Festklemmelement 21 vorzugsweise,
aber nicht unbedingt notwendigerweise, ein Verstärkungselement 30 auf,
das dem vorspringenden Element 26 gegenüberliegt. Das Verstärkungselement 30 soll,
in Verbindung mit dem vorspringenden Element 26, ein ungewolltes
Herausziehen von letzterem aus dem Klemmschlitz 16 verhindern.
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Im Übrigen ist festzuhalten, dass
das vorspringende Element 26 und das Verstärkungselement 30 sowie
die Unterstützungs-
und Festklemmelemente 20 bzw. 21 alle so ausgebildet
sind, dass sie ein Einführen
des elektrischen Kabels in das Gehäuse und in den Isolierschlitz
nicht behindern und dabei gleichzeitig, etwa in der Art einer Rücklaufsperre,
ein Festhalten des Kabels gewährleisten,
wenn dieses einmal vollständig
angeschlossen ist. Um diesen Rücklaufsperr-Effekt
zu verstärken,
ist die Verengung 25 in Bezug auf die Achse Δ' des Klemmschlitzes 16 seitlich
versetzt, so dass letztgenannter ein Hindernis bildet, wie in der 2 zu sehen ist.
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Die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung weist
daher eine sehr gute Widerstandsfähigkeit gegen Gefahren der
ungewollten Verbindungsunterbrechung des angeschlossenen Kabels
auf, beispielsweise bei durch quer oder parallel zu den Isolier-
und Klemmschlitzen 6 bzw. 16 ausgeübten Vibrationen oder Zug.
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Gemäß dem vorstehend dargestellten
Beispiel erfolgt der Versatz des Festhaltebereichs des Klemmschlitzes,
in welchem sich das elektrische Kabel in der angeschlossenen Position
befindet, dadurch, dass die Achse des Klemmschlitzes 16 in
Bezug auf die Achse des Isolierschlitzes 6 vollständig seitlich
versetzt ist. Doch kann erfindungsgemäß die Versetzung des Festhaltebereichs 26 auch
auf ganz andere Weise erfolgen.
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So zeigt die 4 eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei
der die Achse Δ' des Klemmschlitzes 16 in
Bezug auf die Achse Δ des
Isolier- und Festhalteschlitzes 6 geneigt ist.
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Gemäß dieser Ausbildung ist also
der Teil 27 des Klemmschlitzes 16, in welchem
sich das elektrische Kabel in der Anschlussposition befindet, in
Bezug auf den Isolierschlitz 6 seitlich versetzt.
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Selbstverständlich beschränkt sich
die Erfindung nicht einzig auf die oben beispielhaft beschriebenen
Ausführungsformen,
sondern umfasst im Gegenteil alle Varianten. Insbesondere können die
verschiedenen vorstehend beschriebenen Merkmale einzeln oder im
Rahmen verschiedener Kombinationen verwendet werden, ohne über den
Rahmen der Erfindung hinauszugehen.