DE60313190T2

DE60313190T2 - Anschlussklemme und Kabelanschlussverbinder

Info

Publication number: DE60313190T2
Application number: DE60313190T
Authority: DE
Inventors: Sami Kotilainen; Christian Ohler
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: EP1544945A1; CN100429827C; US20050136752A1; DE60313190D1; EP1544945B1; ES2285077T3; CN1655401A; US7150659B2; ATE359608T1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft das Gebiet elektrischer Niederspannungskabelverbindungen und Kabelverbinder und insbesondere Verbinderanschlüsse, Schneidklemmverbinder und Verbinderanschlußklemmenblöcke. Sie betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen gemäß dem einleitenden Abschnitt der Ansprüche. Solche Einrichtungen finden Anwendung zum Beispiel in Industrieschränken oder in Installationen zuhause.
Stand der Technik
Ein derartiger Niederspannungskabelverbinder, insbesondere ein Verbinderanschluß, ist aus der veröffentlichten Patentanmeldung DE 198 35 459 A1 bekannt. Dieser Verbinderanschluß ist ein Schneidklemmverbinder (IDC – insulation displacement connector), d. h. ein Verbinder, der keine Abisolierung eines Kabels vor dem Herstellen der Verbindung erfordert. Der IDC umfaßt ein isolierendes Gehäuse, in das ein Ende eines Kabels mit einem Innenleiter und einer Außenisolierung eingesetzt werden kann. Durch Einsetzen des Kabels wird ein Verriegelungsmechanismus geöffnet, der daraufhin eine Einsetzfeder freigibt. Die freigesetzte Feder drückt dann ein Führungsmittel derart, daß das Kabel von dem Führungsmittel in ein schneidendes kontaktierendes Element gedrückt wird, das die Kabelisolation durchschneidet und den Leiter des Kabels elektrisch kontaktiert. Auf diese Weise kann ein im wesentlichen bedienerunabhängiger Kontakt realisiert werden, d. h. der zu dem Kabelleiter hergestellte Kontakt hängt kaum von der den IDC betätigenden Person ab. Die Feder hält das Kabel fest.
Nachteiligerweise ist eine recht starke und deshalb große Feder erforderlich, damit der IDC standardmäßige Kabelisolationen durchschneiden kann. Dies führt zu einem unerwünscht großen IDC. Zudem besteht bei dem IDC die Gefahr nicht wohldefinierter und deshalb unsicherer Kontakte, weil die ordnungsgemäße Wahl der Feder sehr delikat ist und große Sicherheitsspielräume erfordert, insbesondere wenn unterschiedliche Arten von Kabeln und Kabel von unterschiedlichem Durchmesser bearbeitet werden sollen. Wenn die von der Feder auf das Kabel ausgeübte Kraft zu klein ist, wird die Kabelisolation möglicherweise nicht durchschnitten, so daß kein Kontakt hergestellt wird, wohingegen, wenn die von der Feder ausgeübte Kraft zu groß ist, der Kabelleiter möglicherweise beschädigt wird und sogar bricht.
In DE 196 04 615 C1 wird ein Kabelverbinder zum Klemmen und Kontaktieren eines Kabels offenbart. Während ein Keil gegen eine Federkraft einer Feder gedrückt wird, wird ein Druckteil gedrängt, sich senkrecht zu dem Keil zu bewegen. Die Bewegung des Druckteils drückt ein Kabel gegen eine gestützte Federklemme und einen Nadelkontakt. In dem Endzustand sticht die Nadel in das Kabel, wodurch ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Das Kabel kann in der Endkontaktierungsposition verriegelt werden, wenn ein Vorsprung des Keils in ein Loch des Gehäuses des Kabelverbinders einschnappt.
Kurze Darstellung der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht deshalb in der Herstellung eines elektrischen Kabelverbinders, der die oben erwähnten Nachteile nicht besitzt. Ein bedienerunabhängiger Verbinderanschluß und insbesondere ein Schneidklemmverbinder (IDC) soll bereitgestellt werden, der von geringer Abmessung sein kann und das sichere herstellen eines Kontakts mit Kabeln verschiedener Eigenschaften gestattet. Außerdem soll das jeweilige Verfahren zum Kontaktieren eines Kabels und eines Verbinderanschlußklemmenblocks bereitgestellt werden.
Das Problem wird durch Vorrichtungen mit den Eigenschaften der Ansprüche gelöst.
Gemäß der Erfindung umfaßt der Kabelverbinder zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit einem Kabel mit einem Kabelleiter umfassend ein Führungsmittel zum Aufnehmen eines Endes des Kabels in einem Anfangszustand, ein Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren des Kabelleiters in einem Endzustand und ein Haltemittel zum Halten des Kabels in elektrischem Kontakt mit dem Kontaktelement in dem Endzustand wobei das Führungsmittel und das Kontaktelement relativ zueinander bewegt werden können, was Bewegungen zwischen dem Anfangszustand und dem Endzustand gestattet.
Er ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Federeinrichtung vorgesehen ist, die derart ausgelegt ist, daß sie eine Kraft gegen die Bewegung aus dem Anfangszustand zu dem Endzustand ausübt, und die das Kabel in Richtung des Anfangszustands bewegt, wenn sich das Kabel nicht in dem Endzustand befindet.
Dadurch kann ein bedienerunabhängiger Kontakt realisiert werden, d. h. die Qualität der Verbindung ist von einem Bediener unabhängig, wenn der Bediener unter Zeitdruck oder mit reduzierter Aufmerksamkeit arbeitet. In dem Endzustand wird das Kabel durch das Haltemittel in Kontakt mit dem Kontaktelement gehalten. Wenn der Endzustand nicht erreicht ist, wird das Kabel in Richtung des Anfangszustands bewegt. Dementsprechend können Wackelkontakte oder lose Kontakte verhindert werden. Unsichere Kontakte und Kontakte fraglicher Qualität werden vermieden, da entweder ein sicherer Kontakt existiert oder das Kabel von dem Kontaktelement weg bewegt ist. Außerdem kann ein den Kabelverbinder betätigender Bediener sehen, daß sich das Kabel nicht in dem Endzustand befindet, in welchem für einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen Kabelleiter und Kontaktelement gesorgt ist. Dementsprechend läßt es sich leicht detektieren, wenn der Kabelverbinder nicht ordnungsgemäß betätigt worden ist. Dies erspart Zeit und Aufwand, insbesondere wenn eine große Anzahl an Kabelverbindern bearbeitet wird, da es offensichtlich ist, welche Kabelverbinder neu bearbeitet werden müssen.
In dem geschlossenen Endzustand wird das Kabel von dem Haltemittel in Kontakt mit dem Kontaktelement gehalten, wohingegen, wenn der Endzustand nicht erreicht ist, die Federeinrichtung das Kabel in Richtung des offenen Anfangszustands bewegt, d. h. das Kabel wird zurückgewiesen. Die Bewegung zwischen Anfangs- und Endzustand betrifft insofern immer das Kabel, als es in Kontakt mit oder außer Kontakt mit dem Kontaktelement gebracht wird. Das Kabel kann im Raum oder relativ zu einem Gehäuse fixiert sein, oder es kann bewegt werden, während es zwischen Anfangs- und Endzustand wechselt. Es ist möglich, das Führungsmittel zu bewegen und/oder das Kontaktelement zu bewegen und zwischen Anfangs- und Endzustand zu wechseln.
Das Kabel kann ein isoliertes Kabel oder ein Kabel ohne eine Isolation sein. Der Kabelleiter kann massiv oder verseilt sein. Das Haltemittel kann zum Beispiel durch Klemmen funktionieren. Es kann das Kabel zum Beispiel durch Reibung oder durch Kraft halten.
Die Federeinrichtung kann zum Beispiel eine flache Feder oder eine Schraubenfeder umfassen. Da die Feder das Kabel zurückweist, wenn der Endzustand nicht erreicht ist, kann gesagt werden, daß die Federeinrichtung eine Zurückweisungsfeder umfaßt.
Es ist möglich, einen sicheren Kontakt in dem Endzustand sicherzustellen, indem die Aktion des Haltemittels in dem Endzustand intensiviert wird. Dies ist eine Möglichkeit, um einen Kontaktsicherstellungsmechanismus zu implementieren. Bevorzugt jedoch wird ein Kontaktsicherstellungsmechanismus bereitgestellt, der im Endzustand die von der Federeinrichtung gegen die Bewegung aus dem Anfangszustand zu dem Endzustand ausgeübte Kraft reduziert. Dadurch wird ein sicherer Kontakt in dem Endzustand sichergestellt. Eine reduzierte Kraft der Feder, die das Kabel außer Kontakt mit dem Kontaktelement in dem Endzustand drückt oder zieht, verbessert die Fähigkeit des Haltemechanismus, das Kabel in dem Endzustand in Kontakt mit dem Kontaktelement zu halten, wodurch ein sicherer Kontakt sichergestellt wird. Der Kontaktsicherstellungsmechanismus lockert auch die Designanforderungen, wenn der Kabelverbinder eine große Vielzahl von Kabeln, insbesondere von verschiedenen Kabelleiterdurchmessern, handhaben soll.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform reduziert der Kontaktsicherstellungsmechanismus die von der Federeinrichtung gegen die Bewegung von dem Anfangszustand zu dem Endzustand ausgeübte Kraft auf null. Dies stellt einen sehr sicheren Kontakt sicher. Üblicherweise ist die Federeinrichtung die Quelle der einzigen Kraft oder zumindest der bei weitem größten Kraft, die in Richtung des Anfangszustands wirkt. Wenn diese Kraft von dem Kontaktsicherstellungsmechanismus blockiert wird, stellt somit der Haltemechanismus leicht einen sicheren Kontakt in dem Endzustand sicher. Der Kontaktsicherstellungsmechanismus kann bevorzugt ein Verriegelungsmechanismus für die Aktion der Feder sein, der im Endzustand in Kraft tritt oder sogar definiert, daß der Endzustand durch seine Aktivierung erreicht ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Öffnungsmechanismus vorgesehen zum Beenden der Reduktion der von der Federeinrichtung gegen die Bewegung von dem Anfangszustand zu dem Endzustand ausgeübten Kraft. Das heißt, der Öffnungsmechanismus macht die Aktion des Kontaktsicherstellungsmechanismus rückgängig. Dadurch ist es möglich, die Federeinrichtung wieder oder wieder stärker wirken zu lassen, um eine Freigabe des Kabels aus dem Kontaktelement zu unterstützen oder zu bewirken. Der Öffnungsmechanismus soll den Wechsel von dem End- zu dem Anfangszustand unterstützen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bewegt die Federeinrichtung das Kabel in den Anfangszustand, wenn sich das Kabel nicht in dem Endzustand befindet. Dies hat den Vorteil, daß eine sehr klare Anzeige für den Fall bereitgestellt wird, daß der Endzustand und deshalb ein sicherer Kontakt nicht erreicht worden ist. Das Kabel wird in diesem Fall in dem Anfangszustand gehalten, was es auch erleichtert, die Kabelverbindung neu zu bearbeiten.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das Haltemittel und das Kontaktelement in einem klemmenden kontaktierenden Element umfaßt. Klemmende Verbindungen können für beide sorgen, wodurch der Kontakt zu dem Kabelleiter hergestellt und dieser Kontakt auf effiziente Weise gehalten wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Federeinrichtung den Kontaktsicherstellungsmechanismus. Dadurch kann der Kabelverbinder kompakt ausgeführt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Federeinrichtung den Öffnungsmechanismus. Dadurch kann der Kabelverbinder kompakt ausgeführt werden. Besonders bevorzugt wird ein Kabelverbinder mit einem Federmechanismus, der den Öffnungsmechanismus und den Kontaktsicherstellungsmechanismus umfaßt.
Bevorzugt ist die Federeinrichtung eine aus nachgiebigem Material hergestellte Blattfeder. Solche Federeinrichtungen gestatten ausreichend hohe Kräfte und sind dabei von geringen Abmessungen.
Bei einer sehr bevorzugten Ausführungsform ist der Kabelverbinder ein Schneidklemmkontakt (IDC – insula tion displacement connector) zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einem Kabel mit einem Kabelleiter und einer Kabelisolation, umfassend ein schneidendes Element zum Durchschneiden der Kabelisolation. Eine Kabelabisolierung ist vor dem Kontaktieren des Kabels im Fall eines derartigen Kabelverbinders nicht. erforderlich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser sehr bevorzugten Ausführungsform ist ein schneidender klemmender Verbinder vorgesehen, der das Haltemittel, das schneidende Element und das Kontaktelement umfaßt. Dies gestattet einen sehr kompakten IDC.
Ein Verbinderanschlußklemmenblock gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen Kabelverbinder gemäß der Erfindung umfaßt. Die Vorteile des Verbinderanschlußklemmenblocks sind die entsprechenden Vorteile des Schneidklemmverbinders.
Bevorzugt umfaßt ein derartiger Verbinderanschlußklemmenblock ein elektrisch isolierendes Gehäuse, das den mindestens einen Kabelverbinder unterbringt und weiterhin umfassend ein elektrisch leitendes Zwischenverbindungselement zum elektrischen Verbinden mindestens eines Schneidklemmverbinders mit einer weiteren elektrischen Einrichtung. Jene andere elektrische Einrichtung wird oftmals ein weiterer Kabelverbinder sein, zum Beispiel ein IDC wie oben beschrieben.
Eine Person, die einen Kabelverbinder gemäß der Erfindung betätigen kann, soll in der Lage sein, wahrzunehmen, wann der Endzustand erreicht ist. Dies kann zum Beispiel durch die Federeinrichtung oder durch einen zusätzlichen Indikator realisiert werden. Das Wahrnehmen kann bevorzugt taktil, optisch und/oder akustisch sein.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und den Figuren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Unten ist die Erfindung mit Hilfe bevorzugter Ausführungsformen, die in den aufgenommenen Zeichnungen gezeigt sind, ausführlicher dargestellt. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines Schneidklemmverbinders (IDC) gemäß der Erfindung in einem Anfangszustand;
2 eine Perspektivansicht eines teilweise zerlegten Verbinderanschlußklemmenblocks, teilweise schematisch;
3a–3e eine Perspektivansicht einer Federeinrichtung, die einen Verriegelungsmechanismus und einen Öffnungsmechanismus umfaßt, in verschiedenen Zuständen gezeigt,
4 eine Seitenansicht eine Verbinderanschlußklemmenblocks mit zwei IDCs, eine ohne Federeinrichtung gezeigt, teilweise schematisch.
Die in den Figuren verwendeten Referenzsymbole und ihre Bedeutung sind in der Liste der Referenzsymbole zusammengefaßt. Allgemein weisen gleiche oder gleich funktionierende Teile die gleichen Referenzsymbole auf. Die beschriebenen Ausführungsformen sind als Beispiele gedacht und sollen die Erfindung nicht beschränken.
Wege zum Implementieren der Erfindung
1 zeigt schematisch einen Schneidklemmverbinder (IDC) gemäß der Erfindung in einem Anfangszustand O. Die Aufgabe dieses Verbinderanschlusses ist, ein Kabel 1, das einen Kabelleiter 2 und eine Kabelisolation 3 aufweist, elektrisch zu kontaktieren. Der IDC umfaßt ein Führungsmittel 4 zum Aufnehmen eines Endes 1a des Kabels 1 und zum Bewegen des Endes 1a des Kabels 1 in ein schneidendes Element 5 und ein klemmendes kontaktierendes Element 19. Das klemmende kontaktierende Element 19 enthält die Funktionen eines Kontaktelements 6, das den Kabelleiter 2 elektrisch kontaktieren soll, und eines Haltemittels 18, das den Kabelleiter 2 in elektrischem Kontakt mit dem Kontaktelement 6 halten soll, in diesem Fall durch Klemmen. Das schneidende Element 5 durchschneidet die Kabelisolation 3 mit Hilfe seiner Scheidkante 5a, so daß das Kontaktelement 6 den Kabelleiter 2 elektrisch kontaktieren kann. Das Kontaktelement 6 steht in elektrischem Kontakt mit einem elektrisch leitenden Zwischenverbindungselement 13, um eine elektrische Verbindung zu einer weiteren elektrischen Einrichtung, zum Beispiel einem anderen IDC, bereitzustellen.
Ein Bediener liefert die Kraft, die erforderlich ist, um das Führungselement 4 mit dem Kabelende 1a zu bewegen und um die Isolation 3 zu schneiden und um den Kabelleiter 2 zu kontaktieren. Ein Werkzeug 14, zum Beispiel ein Standardwerkzeug wie etwa ein Schraubendreher, kann von dem Bediener verwendet werden, um das Führungsmittel 4, bevorzugt in Hebelwirkung, wie in 1 angedeutet zu bewegen. Deshalb weist das Führungsmittel 4 als ein kraftaufnehmendes Mittel 11 eine Öffnung 11 für das Werkzeug 14 auf. Ein Drehpunkt 15 für die Hebelwirkung ist in 1 durch ein Gehäuse 10 des IDC gebildet. Der Pfeil zeigt, wie das Werkzeug 14 bewegt wird, wenn der IDC betätigt wird. Das Werkzeug 14 könnte beispielsweise auch seitlich bewegt werden und gleiten anstatt in einer Hebelwirkung zum Bewegen des Führungsmittels 4.
Wenn der IDC betrieben werden soll, wird das Kabel 1 in eine kabelaufnehmende Öffnung 16 des Führungsmittels 4 eingelegt, und das Werkzeug 14 wird in das kraftaufnehmende Mittel 11 eingeführt. Wenn dann das Führungsmittel 4 bewegt wird, muß zusätzliche Kraft ausgeübt werden, um gegen eine Federeinrichtung 7 zu wirken, die in 1 als eine Spulenfeder 7 dargestellt ist, die zwischen zwei Federhalterungen 7a, 7b gehalten wird. Die Federhalterung 7a ist in das Führungsmittel 4 integriert, und die Federhalterung 7b ist an dem Gehäuse fixiert (in 1 nicht gezeigt). Nachdem das Führungsmittel 4 über eine bestimmte Länge bewegt worden ist und der Kabelleiter 2 das Kontaktelement 6 kontaktiert, beendet ein Verriegelungsmechanismus 8 die Wirkung der Federeinrichtung 7. In 1 wird der Verriegelungsmechanismus 8 durch das Führungsmittel 4 zusammen mit einer elastisch gehaltenen Spitze 8 bereitgestellt. Wenn der Verriegelungsmechanismus 8 aktiviert wird, befindet sich das Kabel 1 wegen des Haltemittels 18 in sicherem Kontakt mit dem Kontaktelement 6.
In dem in 1 nicht gezeigten kontaktierenden Endzustand ist die von der Feder 7 auf das Führungsmittel 4 und das Kabel 1 ausgeübte Kraft null oder zumindest stark reduziert. Der Bediener fühlt und hört (möglicherweise) die Aktivierung des Verriegelungsmechanismus 8. Wenn der Bediener seine Aktion vor der Aktivierung des Verriegelungsmechanismus 8 beenden sollte, würde die Feder 7 dahingehend wirken, das Führungsmittel 4 und das Kabel 1 zurück in Richtung auf oder bevorzugt in den Anfangszustand zu drücken. Eine Situation, in der kein Kontakt zwischen dem Kabelleiter 2 und dem Kontaktelement 6 vorliegt, ist somit leicht sichtbar, und schlechte Kontakte können somit nicht erhalten werden und lassen sich deshalb erfolgreich vermeiden, wenn die Federeinrichtung und der Verriegelungsmechanismus geeignet ausgelegt und angeordnet sind.
2 zeigt eine Perspektivansicht eines Verbinderanschlußklemmenblocks, der für zwei IDCs bestimmt ist und einen IDC gemäß der Erfindung umfaßt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die linke Seite des Verbinderanschlußklemmenblocks in einem nicht mit einem IDC ausge statteten Zustand dargestellt. Ein Gehäuse 12 des Verbinderanschlußklemmenblocks umfaßt die Werkzeugeinsetzöffnung 17, die auch für den Drehpunkt 15 für eine Hebelwirkung eines eingesetzten Werkzeugs sorgt. Das Gehäuse 12 umfaßt außerdem die Kabeleinsetzöffnung 16. Die Federeinrichtung 7 ist eine bevorzugt aus Federstahl hergestellte Blattfeder, die den Verriegelungsmechanismus und zusätzlich einen Öffnungsmechanismus umfaßt. Weitere Details über solche Federeinrichtungen 7 sind in 3a–3e gezeigt; siehe auch die Erörterung in Verbindung mit 3a–3e.
Bei dem in 2 gezeigten IDC wird das Führungsmittel 4 und das Ende 1a des Kabels bezüglich des Gehäuses 12 bewegt. Das Führungsmittel 4 kann in einem einzelnen Stück aus einem Polymermaterial hergestellt sein. Der IDC umfaßt einen schneidenden klemmenden Verbinder 20, der die Funktion des schneidenden Elements 5 und des Kontaktelements 6 und eines Haltemittels vereinigt. Der schneidende klemmende Verbinder kann aus einem Metallstück ausgebildet sein. Am Ende des schneidenden klemmenden Verbinders gegenüber der Schneidkante 5a ist der schneidende klemmende Verbinder elektrisch mit dem elektrisch leitenden Zwischenverbindungselement 13 verbunden, das bevorzugt ein Blechstück ist. Wenn beide Seiten des schneidenden klemmenden Verbinders mit IDCs ausgestattet sind, kann ein einzelnes Metallstück als das elektrisch leitende Zwischenverbindungselement 13 zum Verbinden der beiden IDCs miteinander verwendet werden.
3a bis 3e zeigen eine Federeinrichtung 7 ähnlich der in 2 gezeigten in verschiedenen Zuständen. Diese Art von Federeinrichtung kann auch bei anderen Anwendungen verwendet werden, nicht nur bei elektrischen Einrichtungen und nicht nur bei Verbinderanschlüssen. Die in 3a bis 3e gezeigte Federeinrichtung 7 kombiniert eine Federfunktion, einen Verriegelungsmechanismus 8 und einen Öffnungsmechanis mus 9 in einer Einrichtung, die einteilig ausgebildet sein kann. Sie kann aus einem nachgiebigen Material hergestellt sein, zum Beispiel aus einem Metall, wie Federstahl, oder, wenn weniger Kraft ausreicht, aus Polymermaterial.
Die 3a bis 3d zeigen, wie sich die Federeinrichtung 7 verformt, wenn sie in eine Kabelverbindungseinrichtung wie der von 2 integriert wird, während sich das Kabel aus dem Anfangszustand in den gewünschten Endzustand bewegt.
Der Umrißpfeil zeigt einen bevorzugten Einsatzpunkt und eine bevorzugte Einsatzrichtung einer auf die Feder 7 ausgeübten Kraft. Der Verriegelungsmechanismus 8 umfaßt einen Vorsprung 8a und eine Öffnung 8b, die zusammenarbeiten werden und die Federeinrichtung 7 wie in 3d gezeigt, verriegeln werden, zum Beispiel, wenn der Endzustand erreicht ist.
3e veranschaulicht die Funktion des Öffnungsmechanismus 9, der in die Federeinrichtung 7 integriert ist. Drücken entlang der Richtung des Umrißpfeils auf den Vorsprung 9a, der sich zur besseren Zugänglichkeit in einer Öffnung 9b befindet, wird den Verriegelungsmechanismus 8 deaktivieren (öffnen). Das Drücken wird den Arm 7c der Federeinrichtung 7 absenken, so daß der Vorsprung 8a die Öffnung 8b verlassen kann, und die Federeinrichtung 7 wird in den in 3a gezeigten Anfangszustand zurückkehren.
Zur Erzielung höherer Kräfte mit einer Federeinrichtung 7 wie in 3a–3e gezeigt kann der Raum, der von den Armen (Seiten) der Federeinrichtung 7 umgeben ist, mit einem nachgiebigen Material, zum Beispiel einem Polymerschaum, gefüllt sein.
4 zeigt eine Seitenansicht eines Verbinderanschlußklemmenblocks ähnlich dem in 2 gezeigten. Hauptsächlich ist das Gehäuse 12 verschieden, und jede der Hälften des Verbinderanschlußklemmenblocks ist mit einem IDC gemäß der Erfindung ausgestattet. Die rechte Hälfte zeigt den IDC in dem Anfangszustand O (offen), in dem das isolierte Kabel 1 eingelegt wird. Die linke Hälfte zeigt den IDC in dem gewünschten Endzustand C (geschlossen), in dem ein sichererer Kontakt zwischen Kabelleiter und Kontaktelement 6 hergestellt ist. Der IDC auf der linken Seite ist ohne Federeinrichtung gezeigt.
Der schneidende klemmende Verbinder 20 und die Federeinrichtung 7 sind derart bemessen und ausgelegt, daß die von der Federeinrichtung 7 auf das Führungsmittel 4, das das Kabel 1 trägt, ausgeübte Kraft größer ist als eine von dem schneidenden klemmenden Verbinder 20 zu einem beliebigen Zeitpunkt vor Erreichen des Endzustands C auf das Kabel 1 ausgeübte Halte- oder Klemmkraft. Dementsprechend wird das Kabel 1 in Richtung auf, bevorzugt in, den Anfangszustand O bewegt, wenn ein Bediener das Bewegen des Kabels zwischen dem Anfangs- und Endzustand stoppt, bevor der Endzustand C erreicht ist. Wenn das Führungsmittel 4 ausreichend weit bewegt worden ist, um den Endzustand C zu erreichen, und der Bediener dann die Bewegung beendet, wird die Federeinrichtung 7 von dem Verriegelungsmechanismus 8 in dem Endzustand C fixiert, so daß das Kabel sicher in dem schneidenden klemmenden Verbinder 20 in dem Endzustand fixiert ist, wobei von der Federeinrichtung 7 keine Kraft auf das Kabel 1 ausgeübt wird.
Der Verriegelungsmechanismus 8 ist eine spezielle Ausführungsform eines Kontaktsicherstellungsmechanismus 8. Ein Kontaktsicherstellungsmechanismus 8 reduziert die von der Federeinrichtung 7 gegen die Bewegung von dem Anfangszustand O zu dem Endzustand C ausgeübte Kraft, aber nicht notwendigerweise auf null. Wenn der IDC nicht mit einem Kontaktsicherstellungsmechanismus 8 ausgestattet ist, soll sichergestellt werden, daß das Haltemittel (in 4 in den schneidenden klemmenden Verbinder 20 integriert) das Kabel 1 in dem Endzustand C derart hält, daß das Federmittel 7 das Kabel nicht aus dem Endzustand C entfernen kann.
Es gibt verschiedene Wege, um dem Bediener anzuzeigen, daß er seine Aktion beenden kann, weil der Endzustand C erreicht worden ist. In 4 beispielsweise berührt das Führungsmittel 4 das Gehäuse 12, wenn der Bediener das Führungsmittel 4 und das Kabel weit genug bewegt hat. Dementsprechend gibt es einen schnellen Anstieg beim Widerstand gegen die Aktion des Bedieners, was anzeigt, daß er weit genug gedrückt hat. Außerdem tritt eine Änderung beim Widerstand an der Aktion des Bedieners auf, sobald der Vorsprung 8a den Arm 7c der Federeinrichtung 7 berührt (siehe 3c) und auf diesem Arm 7c gleitet. Dies kann dem Bediener anzeigen, daß er das Führungsmittel 4 und das Kabel 1 bald weit genug bewegt haben wird. Ein Ton und eine Änderung beim Widerstand gegenüber der Aktion des Bedieners tritt ein, sobald der Vorsprung 8a in die Öffnung 8b eintritt (siehe 3c–3d). Dies kann als ein Indikator verwendet werden, daß die Aktion des Bedieners gerade ausreicht, um den Endzustand C zu erreichen. Verschiedene andere Indikatoren sind möglich und aus der Literatur bekannt.
Es ist jedoch wichtiger, daß zu sehen ist, wenn sich ein Kabel nicht in dem gewünschten Endzustand C befindet, da die Federeinrichtung 7 das Kabel 1 in Richtung des Anfangszustands O bewegt, wenn sich das Kabel nicht in dem Endzustand C befindet; und zwar selbst ohne einen Kontaktsicherstellungsmechanismus 8. Zudem kann kein unvollständiger Kontakt auftreten.
Die schneidenden klemmenden Verbinder 20 in 2 und 4 sind als "U-förmig" bekannt. Gewiß können auch sogenannte "V-förmige" Verbinder verwendet werden. Letztere sind in der Regel im wesentlichen ein flaches Metallstück mit einem etwa dreieckigen Schlitz. V-förmige Einrichtungen können natürlich ebenfalls als schneidende Elemente 5 und als klemmende Kontaktelemente 6 verwendet werden. Zudem braucht das schneidende Element 5 nicht symmetrisch zu sein.
Bei den meisten Anwendungen für die Kabelverbinder gemäß der Erfindung wird es Herausziehanforderungen geben, die sicherstellen sollen, daß das Kabel in dem Kabelverbinder bleibt. Diese Anforderungen können durch das Haltemittel erfüllt werden. Es kann aber auch ein zusätzliches Mittel für diesen Zweck bereitgestellt werden.
Das Führungsmittel 4 kann auch für einen Kontaktsicherstellungsmechanismus 8 sorgen, anstelle der Federeinrichtung 7 (2 und 4). Außerdem kann der (IDC-) Kontakt selbst oder die kombinierte Anordnung aus dem Kontakt und der Zurückweisungsfeder für einen Kontaktsicherstellungsmechanismus sorgen.
Das Führungsmittel 4 kann auch Teil eines Gehäuses 10 oder 12 sein, wobei sich dann das Kontaktelement 5 relativ zu dem Gehäuse 10 oder 12 bewegen muß, um zwischen Anfangs- und Endzustand zu wechseln.
Wie in US 6 183 288 gezeigt, ist es auch möglich, ein Element in dem Kabelverbinder zu haben, das die Funktionen einer Federeinrichtung 7 mit den Funktionen eines schneidenden klemmenden Verbinders vereint.
Kraftaufnehmende Mittel 11 können zum Beispiel Öffnungen, Schlitze oder Knöpfe sein. Sie können in dem Führungsmittel 4 vorgesehen sein, wenn dies bewegt werden soll, oder in Kontaktelement 6, wenn das in Richtung des Führungsmittels 4 und des Kabels 1 (und relativ zum Gehäuse) bewegt werden soll.
Ein Öffnungsmechanismus kann derart ausgelegt sein, daß er manuell aktiviert wird, oder daß ein Werkzeug verwendet wird, um ihn zu aktivieren. Die Einrichtungen in 2 und 4 erfordern ein Werkzeug, wie etwa einen Stab oder einen Schraubendreher, um den Öffnungsmechanismus zu aktivieren.
Die Einrichtungen gemäß der Erfindung stellen sicher, daß, wenn der Bediener die Einsetzbewegung vorzeitig beendet, das Kabel 1 zurückgewiesen wird, was der Bediener leicht bemerkt. Es wird keine Verbindungen von fraglicher Qualität geben, da es dem Bediener offensichtlich ist, welche Kabelverbinder überarbeitet werden müssen, da das jeweilige Kabel von der Federeinrichtung 7 zurückgewiesen wird. Ein Öffnungsmechanismus (Freisetzungsmechanismus) kann vorgesehen sein, der einen Verriegelungsmechanismus 8 entriegelt (oder die Aktion eines Kontaktsicherstellungsmechanismus 8 rückgängig macht) und das Kabel teilweise in Richtung des Anfangszustands entfernt oder das Kabel auswirft.

1: Kabel
1a: Ende des Kabels
2: Kabelleiter
3: Kabelisolation
4: Führungsmittel
5: schneidendes Element
5a: Schneidkante
6: Kontaktelement
7: Federeinrichtung, Feder
7a, 7b: Federhalterung
7c: Arm der Feder
8: Kontaktsicherstellungsmechanismus, Verriegelungsmechanismus
8a: Vorsprung
8b: Öffnung
9: Öffnungsmechanismus
9a: Vorsprung
9b: Öffnung
10: Gehäuse (des Kabelverbinders), isolierendes Gehäuse
11: kraftaufnehmendes Mittel, Öffnung
12: Gehäuse (des Verbinderanschlußklemmenblocks)
13: elektrisch leitendes Zwischenverbindungselement (Stromschiene)
14: Werkzeug
15: Drehpunkt
16: Kabeleinsetzöffnung
17: Werkzeugeinsetzöffnung
18: Haltemittel
19: klemmendes kontaktierendes Element
20: schneidender klemmender Verbinder
O: Anfangszustand, offen
C: Endzustand, geschlossen

Claims

Kabelverbinder zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einem Kabel (1) mit einem Kabelleiter (2), umfassend ein Führungsmittel (4) zum Aufnehmen eines Endes (1a) des Kabels (1) in einem Anfangszustand (O), ein Kontaktelement (6) zum elektrischen Kontaktieren des Kabelleiters (2) in einem Endzustand (C) und ein Haltemittel (18) zum Halten des Kabels (1) in elektrischem Kontakt mit dem Kontaktelement (6) in dem Endzustand (C) wobei das Führungsmittel (4) und das Kontaktelement (6) relativ zueinander bewegt werden können, was Bewegungen zwischen dem Anfangszustand (O) und dem Endzustand (C) gestattet, wobei eine Federeinrichtung (7) vorgesehen ist, – die derart ausgelegt ist, daß sie eine Kraft gegen die Bewegung aus dem Anfangszustand (O) zu dem Endzustand (C) ausübt, und – die das Kabel (1) in Richtung des Anfangszustands (O) bewegt, wenn sich das Kabel nicht in dem Endzustand (C) befindet, und wobei ein Kontaktsicherstellungsmechanismus (8) vorgesehen ist, der im Endzustand (C), die von der Federeinrichtung (7) gegen die Bewegung aus dem Anfangszustand (O) zu dem Endzustand (C) ausgeübte Kraft reduziert, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (7) den Kontaktsicherstellungsmechanismus (8) umfaßt.
Kabelverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktsicherstellungsmechanismus (8) die von der Federeinrichtung gegen die Bewegung aus dem Anfangszustand (O) zu dem Endzustand (C) ausgeübte Kraft auf null reduziert.
Kabelverbinder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Öffnungsmechanismus (9) vorgesehen ist zum Beenden der Reduktion der von der Federeinrichtung (7) gegen die Bewegung aus dem Anfangszustand (O) zu dem Endzustand (C) ausgeübten Kraft.
Kabelverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (7) das Kabel (1) in den Anfangszustand (O) bewegt, wenn sich das Kabel nicht in dem Endzustand (C) befindet.
Kabelverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (18) und das Kontaktelement (6) in einem klemmenden kontaktierenden Element (19) umfaßt sind.
Kabelverbinder nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (7) den Öffnungsmechanismus (9) umfaßt.
Kabelverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einem Kabel (1) mit einem Kabelleiter (2) und einer Kabelisolation (3), umfassend ein schneidendes Element (5) zum Durchschneiden der Kabelisolation (3).
Kabelverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein schneidender klemmender Verbinder (20) vorgesehen ist, der das Haltemittel (18), das schneidende Element (5) und das Kontaktelement (6) umfaßt.
Verbinderanschlußklemmenblock, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einen Kabelverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfaßt.
Verbinderanschlußklemmenblock nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß er ein elektrisch isolierendes Gehäuse (12) umfaßt, das den mindestens einen Kabelverbinder beherbergt, und weiterhin ein elektrisch leitendes Zwischenverbindungselement (13) zum elektrischen Verbinden mindestens eines Schneidklemmverbinders mit einer anderen elektrischen Einrichtung umfaßt.