DE69804524T2

DE69804524T2 - Isolations-Perforierverbinder

Info

Publication number: DE69804524T2
Application number: DE69804524T
Authority: DE
Inventors: Christophe Grumel; Christophe Milliere
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2018-01-31
Also published as: FR2759499A1; EP0860899B1; ES2175639T3; EP0860899A1; DE69804524D1; DK0860899T3; ATE215749T1; FR2759499B1; NO980554D0; NO980554L; NO314739B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung mit Isolations-Durchstechung, die dazu dient, mindestens einen Leiter und ein Gerät wie eine Steckdose oder ein Stellglied elektrisch miteinander zu verbinden.
Vorrichtungen der genannten Art umfassen im allgemeinen mindestens ein auf einem Träger montiertes Durchstechmittel, das einerseits dazu dient, elektrisch mit einem Gerät verbunden und andererseits in Richtung eines der Leiter verschoben zu werden, so daß dessen Isolierung durchstochen und so eine elektrische Verbindung hergestellt wird. Ein Anschlußverbinder mit einer solchen Verbindungsvorrichtung ist in der Patentanmeldung EP 0 665 608 beschrieben. Bei der aus dieser Druckschrift bekannten Anordnung erfolgt die elektrische Verbindung mit einem Flachkabel durch einen Anschlußverbinder mit einem Oberteil und einem Unterteil, welche aufeinander befestigt sind und die Leiter zwischen sich einschließen. Die Einzelkontaktmittel werden in das Oberteil eingeschraubt, so daß sie die Isolierung des Flachkabels durchstechen und eine Kontaktgabe mit der Leiterdraht bewirken.
Einer der Nachteile dieser Art von Anschlußverbindern liegt darin, daß zur Herstellung der Anschlußverbindung so viele Schraubvorgänge erforderlich sind wie Einzelverbindungen durchgeführt werden müssen, so daß der Anschlußvorgang verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch nimmt. Darüber hinaus können Geräte nicht direkt an den Anschlußverbinder angeschlossen werden.
Die Patentanmeldungen WO 95/03615 und FR 2331167 offenbaren ebenfalls Vorrichtungen, in denen Schraub-Kontaktmittel zum Einsatz kommen.
Darüber hinaus ist aus der Druckschrift US 5 055 065 eine Verbindungsvorrichtung mit Kontaktspitze bekannt, die nicht zur Verbindung eines Leiters mit einem Gerät, sondern zur elektrischen Verbindung von zwei elektrischen Leitern untereinander durch Anstechen der Isolation dient.
Die Druckschrift EP 0 573 368 offenbart ein elektrisches Verteilersystem mit Schnellverbindung, das die elektrische Verbindung der Leiter eines Flachkabels mit einer Steckdose erlaubt. Diese Vorrichtung ist allerdings sehr voluminös und kompliziert aufgebaut.
Die Erfindung löst diese Nachteile und schlägt eine Verbindungsvorrichtung mit einfachem Aufbau vor, die durch Vermeidung von Schraubvorgängen eine schnellere Verbindung ermöglicht, wobei Geräte direkt am Anschlußverbinder angeschlossen werden können. Darüber hinaus erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung die Erzielung eines geringen Spannungsabfalls bei gleichzeitig kleiner Durchstechkraft.
Ziel der Erfindung ist ein Anschlußverbinder gemäß dem Patentanspruch 1. Die aufgeführten kennzeichnenden Merkmale erlauben die gleichzeitige Durchführung mehrerer Verbindungen und damit einen erheblichen Zeitgewinn beim Anschlußvorgang sowie einen Direktanschluß der Geräte auf dem Oberteil des Anschlußverbinders.
Weiterhin ist das Ziel der Erfindung ein Anschlußverbinder nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 20.
Zum besseren Verständnis ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen
- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Anschlußverbinders in Kombination mit einem Flachkabel;
- Fig. 2 eine zu Fig. 1 ähnliche Ansicht mit teilweise aufgebrochener Darstellung zur Veranschaulichung der Verbindungsblöcke gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung;
- Fig. 3 eine zu den vorausgehenden Figuren ähnliche Ansicht bei abgenommenem Deckel des Anschlußverbinders;
- Fig. 3a und 3b eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung mit Kontaktspitze bei Verwendung in Kombination mit einem Flachkabel, jeweils vor bzw. nach Herstellung der Verbindung;
- Fig. 4, 5, 6 perspektivische Ansichten von drei Verbindungsblöcken und
- Fig. 7 ebenfalls in perspektivischen Ansichten den Anschlußverbinder in Kombination mit mehreren Einzelleitern (rechts) bzw. den gleichen Anschlußverbinder in Kombination mit einem Flachkabel (links).
Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Anschlußverbinder C, der im wesentlichen aus einem Unterteil 1 bzw. Sockel und einem Oberteil 2 bzw. Deckel besteht, zwischen denen mehrere, ein Flachkabel 4 bildende Leiter 3 eingeklemmt sind. Der Sockel 1 bildet eine annähernd U-förmige Aufnahme, die zum Einlegen des genannten Flachkabels 4 dient, und weist an seinen Seitenwänden 1a Vorsprünge 5, 6 mit dreieckigem Querschnitt auf. An jeder Seitenwand 1a des Sockels 1 sind dabei zwei Vorsprünge 5, 6 ausgebildet. Der Deckel 2 besteht aus einer Platte 7, an deren zwei Längskanten 7a, 7b jeweils zwei Laschen 8, 9 angeformt sind (im Detail erkennbar in Fig. 7), welche um 90º zur Platte 7 verlaufen und Öffnungen 10 aufweisen, die dazu dienen, mit den genannten Schnappelementen 5, 6 zusammenzuwirken, um die Befestigung des Deckels 2 auf dem Sockel 1 zu gewährleisten. Der Deckel 2 umfaßt außerdem Mittel M zur Gewährleistung der elektrischen Verbindung zwischen den Leitern 3 des Flachkabels 4 und einem elektrischen Gerät (nicht dargestellt), wie einem Relais, einem Stromstoßschalter, einer Steckdose usw.
Insbesondere mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 wird deutlich, daß diese Verbindungsmittel M Verbindungsblöcke 11, 12, 13 umfassen, in der vorliegenden Ausgestaltung drei, die dazu dienen, mit im Deckel 2 ausgebildeten Rechtecköffnungen zur Durchführung von dem genannten Gerät zugeordneten Steckern o. ä. (nicht dargestellt) zusammenzuwirken.
Jeder Verbindungsblock 11, 12, 13 besteht aus einem länglich geformten Teil 17 mit U- förmigem Querschnitt, das einen Flachteil 18 und zwei, annähernd senkrecht zu diesem Flachteil 18 verlaufenden Schultern 19, 20 besteht. An einem Ende 18a der Blöcke 11, 12, 13 ist der Flachteil 18 durch zwei Bügel 21, 22 verlängert, die als erste Bügel bezeichnet werden und annähernd U-förmig zur Innenseite der Blöcke 11, 12, 13 hin gebogen sind.
Am gleichen Ende sind auch die beiden Schultern 19, 20 über die ersten Bügel 21, 22 hinaus durch zwei weitere Bügel 23, 24 verlängert, welche als zweite Bügel bezeichnet werden und U-förmig zur Innenseite der Blöcke 12, 12, 13 hin umbogen sind, wobei ihre beiden Enden 23a, 24a den gebogenen Mittelabschnitten 21a, 22a der ersten Bügel 21 bzw. 23 in geringem Abstand gegenüberliegen. Die Elastizität der Bügel ist so bemessen, daß auf die ersten Bügel 21, 22 die gleiche elastische Beanspruchung wirkt wie auf die zweiten Bügel 23, 24.
Der Flachteil 18 jedes Blocks 11, 12, 13 umfaßt darüber hinaus eine Öffnung 25 zur Befestigung des Blocks am Deckel 2 sowie eine Verbindungsvorrichtung 26 mit Kontaktspitze.
Die Befestigung des Blocks 11, 12, 13 am Deckel 2 erfolgt vorzugsweise durch Crimpen. Die Verbindungsvorrichtung 26 mit Kontaktspitze umfaßt eine Kontaktspitze 27, die aus einem zylindrischen Abschnitt 28 und einem Kegelabschnitt 29 mit spitzem Ende besteht. Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser D des zylindrischen Abschnitts 28 und dem Leiterdurchmesser d beträgt 0,78d < D < 1,56d, bei einem Leiterquerschnitt zwischen 0,75 und 6 mm² vorzugsweise 0,91d < D < 1,38d. Bei einem flexiblen Leiterdraht mit 2,5 mm² Querschnitt kann D beispielsweise zwischen 1,8 und 2,5 mm betragen.
Eine Vergrößerung des Durchmessers D bewirkt einerseits eine höhere Eindringkraft (beim Einstechen der Spitze in das Flachkabel) und andererseits zugleich einen geringeren Spannungsabfall (Widerstand an der Kontaktstelle zwischen Spitze und Leiterdraht). Je nach Anwendung und Art des Anschlußverbinders kann daher entweder einem geringen Spannungsabfall zu Lasten der Eindringkraft der Vorzug gegeben werden oder umgekehrt. Bei einem flexiblen Leiterdraht mit einem Querschnitt von 2,5 mm² beträgt der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts D vorzugsweise annähernd 2,1 mm. Dieser Wert erlaubt eine gleichzeitige Verringerung der Eindringkraft und des Spannungsabfalls.
So ergibt sich bei einem Durchmesser von 2,1 mm und einem flexiblen Leiterdraht mit einem Querschnitt von 2,5 mm² eine Verringerung der Einstechkraft von 3,9 (Newton) und eine Minderung des Spannungsabfalls an der Kontaktstelle zwischen Spitze und Leiterdraht von 0,27 (mV).
Die Kontaktspitze 27 und/oder die Litzen der Leiter 3 sind vorzugsweise verzinnt. Bei einem Leiter mit unverzinnten Kupferlitzen kann durch Versilbern oder Verzinnen der Kontaktspitzen 27 ein konstanterer Spannungsabfall über die Zeit erzielt werden. Bei Leitern mit verzinnten Litzen läßt sich durch Verwendung einer beschichteten Kontaktspitze eine Verringerung des Spannungsabfalls von bis zu 25% erreichen, wobei die besten Ergebnisse eher mit einer verzinnten als mit einer versilberten Kontaktspitze erzielt werden. Der Spitzenwinkel (α) (siehe Fig. 3) der Kegelspitze 29 beträgt zwischen 40 und 60º, vorzugsweise 40º. Bei Verwendung eines Flachkabels mit Zweifachisolierung 4 ist die Länge der Kontaktspitze 27 vorzugsweise so bemessen, daß das Ende 29a des Kegelabschnitts 29 in der Verbindungsstellung bis an die Unterseite des Leiters 3 gelangt oder darüber hinaus ragt (siehe Fig. 3b).
Vorzugsweise beträgt die Verdrillungslänge zwischen 19 und 44 mm, vorzugsweise etwa 19 mm, und der Isoliermantel besteht bei einem Flachkabel 4 aus PVC.
Aus Fig. 3 bis 6 geht hervor, daß zwei verschiedene Typen von Verbindungsblöcken 11, 13 und 12 verwendet werden. Die Blöcke 11, 12 gehören zum ersten Typ, bei dem die Befestigungsöffnung 25 annähernd in der Mitte des Flachteils 18 und die Kontaktspitze 27 am freien Ende 18a des Flachteils 18, d. h. an dem Ende angeordnet ist, das dem Ende gegenüberliegt, an dem die ersten und zweiten Bügel 22 bis 24 ausgebildet sind.
Die Blöcke 13 gehört zum zweiten Typ, bei dem die Kontaktspitze 27 annähernd in der Mittel des Flachteils 18 und die Befestigungsöffnung 25 an dessen freiem Ende 18a angeordnet sind.
Durch Verwendung von zwei Blöcken 11, 12 des ersten Typs in jeweils entgegengesetzter Einbaulage sowie eines Blocks 13 vom zweiten Typ können drei nebeneinander liegende Leiter angezapft werden. Es können auch Blöcke für 5 Positionen hergestellt werden, um eine Anschlußverbindung bei dreiphasigen Leitersystemen zu ermöglichen.
Die Montage des Anschlußverbinders C wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben.
Zunächst werden die Einzelleiter 30 (Darstellung rechts) bzw. das Flachkabel 4 (Darstellung links) in den Sockel eingelegt. Anschließend wird das Oberteil 2 bzw. der Deckel des Anschlußverbinders C, an dem zuvor die Verbindungsblöcke 11, 12, 13 befestigt wurden, auf die aus dem Sockel 1 und den Kabeln 3, 30 bestehende Anordnung aufgesteckt. Dabei wird der Deckel 2 durch Aufschnappen auf dem Sockel 1 befestigt, indem die Vorsprünge 5, 6 in die hierfür vorgesehenen, im Deckel 2 ausgebildeten Öffnungen 10 eingreifen. Während dieses Vorgangs durchstechen die Kontaktspitzen 27 der Verbindungsblöcke 11 bis 13 die Isolierung 31 der Leiter 3, 30 bis zur Berührung der Leiterdrähte. Der Anschluß der Geräte an die Leiter kann anschließend erfolgen, indem die steckerförmigen Anschlußmittel durch die in der Platte 7 des Deckels 2 ausgebildeten Rechtecköffnungen 14 bis 16 und anschließend zwischen die ersten und zweiten elastischen Bügel 21, 22 bzw. 23, 24 des jeweiligen Verbindungsblocks hindurchgeführt werden, wobei die Bügel 21 bis 24 die Stecker in den Blöcken 11, 12, 13 fixierende Haltemittel darstellen.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Elastizität der Bügel 21 bis 24 so bemessen ist, daß ihre Elastizitätsgrenzen beim Halten der Stecker nicht überschritten werden, so daß eine Wiederverwendung der Anschlußverbinder und damit wiederholte Verbindungsvorgänge möglich sind.
Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, daß die Anschlußverbinder mit Hilfe von, am vorderen und am hinteren Ende der Sockel 1 der Anschlußverbinder C ausgebildeten Fügemitteln 32 längs aneinandergereiht werden können, so daß ein konstanter Abstand zwischen den einzelnen Anschlußverbindern und damit zwischen den Geräten gewährleistet wird.
So kann durch die Erfindung eine Verbindungsvorrichtung geschaffen werden, die durch Vermeidung der bei herkömmlichen Systemen erforderlichen Schraubvorgänge eine schnellere Durchführung der Anschlußverbindungen erlaubt. Darüber hinaus kann der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts je nach Anwendung und Betriebsanforderungen im Hinblick auf den Spannungsabfall bzw. die Eindringkraft der Kontaktspitze variiert werden.
Der erfindungsgemäße Anschlußverbinder erlaubt zum einen die gleichzeitige Durchführung mehrerer Anschlußverbindungen in einem Arbeitsschritt und damit einen erheblichen Zeitgewinn beim Anschlußvorgang und zum anderen einen Direktanschluß der Geräte auf dem Oberteil des Verbinders.
Aufgrund seines Aufbaus ist der Anschlußverbinder besonders kompakt und erlaubt die Herstellung eines Leistungsverteilers auf kleinstem Raum.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beispielhaft beschriebenen und dargestellten Ausgestaltungen beschränkt.

Claims

1. Anschlußverbinder, der gattungsgemäß ein Unterteil bzw. einen Sockel (1) zur Aufnahme mindestens eines Leiters (3) sowie ein Oberteil bzw. einen Deckel (2) umfaßt, der dazu dient, auf dem Unterteil (1) befestigt zu werden, und mindestens ein Verbindungsmittel (M) zur elektrischen Verbindung des/der genannten Leiters/Leiter mit einem elektrischen Gerät wie z. B. einer Steckdose umfaßt, wobei jedes der genannten Verbindungsmittel (M) ein Durchstechmittel umfaßt, das in Richtung eines der Leiter (3) verschiebbar ist und dessen Isolierung (31) zur Herstellung der genannten elektrischen Verbindung durchstechen kann, und jedes Verbindungsmittel (M) einen Verbindungsblock (11, 12, 13) umfaßt, welcher Block eine Verbindungsvorrichtung (26) mit Kontaktspitze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbindungsblock (11, 12, 13) ein länglich geformtes Teil (17) mit annähernd U-förmigem Querschnitt aufweist, das einen Flachteil (18) und zwei Schultern (19, 20) umfaßt, wobei der genannte Flachteil (18) einerseits Befestigungsmittel (25) zur Befestigung des Blocks (11, 12, 13) an der Unterseite des Deckels (2) und andererseits eine Kontaktspitze (27) aufweist, die an der Innenseite des Flachteils befestigt ist und annähernd parallel zu den genannten Schultern (19, 20) verläuft, und der genannte Block darüber hinaus Haltemittel (21 bis 24) umfaßt, die mit einer im Deckel (2) ausgebildeten Öffnung (14 bis 16) zusammenwirken, um die elektrische Verbindung zwischen dem Block (11, 12, 13) und einem Stecker o. ä. des Gerätes zu bewirken, wenn der Deckel (2) auf dem Sockel (1) befestigt wird und die Kontaktspitzen (27) dabei die Isolierung (31) der Leiter (3) durchstechen.

2. Anschlußverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Block (11, 12, 13) an einem seiner Enden einerseits zwei, in der Verlängerung des Flachteils (18) ausgebildete erste Bügel (21, 22) und andererseits zwei, in der Verlängerung der beiden Schultern (19, 20) ausgebildete zweite Bügel (23, 24) aufweist, wobei die ersten (21, 22) und zweiten Bügel (23, 24) annähernd U-förmig zur Innenseite des Blocks (11, 12, 13) hin umbogen sind.

3. Anschlußverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (23a, 24a) der zweiten Bügel (23, 24) jeweils den gebogenen Mittelabschnitten (21a, 22a) der ersten Bügel (21, 22) gegenüberliegen.

4. Anschlußverbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die ersten Bügel (21, 22) wirkende elastische Beanspruchung annähernd genauso groß ist wie die auf die zweiten Bügel (23, 24) wirkende elastische Beanspruchung.

5. Anschlußverbinder nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Kontaktspitze/n (27) am Block/an den Blöcken (11, 12, 13) und/oder die Befestigung des Blocks/der Blöcke (11, 12, 13) am Deckel (2) durch Crimpen erfolgt.

6. Anschlußverbinder nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Typen von Verbindungsblöcken (11, 12, 13) verwendet werden, und zwar Blöcke eines ersten Typs mit einer an ihrem freien Ende (18a) angeordneten Kontaktspitze (27) und einem zwischen den Haltemitteln (22 bis 24) und der genannten Kontaktspitze (27) angeordneten Befestigungsmitteln (25), sowie Blöcke eines zweiten Typs mit einem an ihrem freien Ende (18a) angeordneten Befestigungsmittel (25) und einer zwischen diesem Befestigungsmittel (25) und dem freien Ende (18a) angeordneten Kontaktspitze (27).

7. Anschlußverbinder nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er Schnappmittel (5, 6, 10) umfaßt, die zum Teil am Deckel (2) und zum Teil am Sockel (1) ausgebildet sind.

8. Anschlußverbinder nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er Fügemittel (32) zur Verbindung von zwei Sockeln (2) miteinander umfaßt.

9. Anschlußverbinder nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Durchstechmittel eine Kontaktspitze (27) umfaßt, die aus einem zylindrischen Abschnitt (28) und einem Kegelabschnitt (29) mit spitzem Ende besteht, wobei für einen flexiblen Leiter mit einem Querschnitt von 0,75 bis 6 mm² das Verhältnis zwischen dem Durchmesser D des zylindrischen Abschnitts (28) und dem Durchmesser d der Leiter 0,78d < D < 1,56d beträgt.

10. Anschlußverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser D des zylindrischen Abschnitts und dem Durchmesser d der Leiter 0,91d < D < 1,38d beträgt.

11. Anschlußverbinder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem flexiblen Leiterdraht mit einem Querschnitt von etwa 1,5 oder 2,5 mm² der Durchmesser D des zylindrischen Abschnitts zwischen 1,8 und 2,5 mm beträgt.

12. Anschlußverbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser D des zylindrischen Abschnitts (28) etwa 2,1 mm beträgt.

13. Anschlußverbinder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei flexiblen Leitern mit einem Querschnitt von 4 bzw. 6 mm² der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts (28) etwa 4 mm beträgt.

14. Anschlußverbinder nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der/die genannten Leiter (3) und/oder der Kegelabschnitt (29) der Kontaktspitze (27) mit einer Oxydations-Schutzschicht, beispielsweise einer Zinnschicht überzogen ist (sind), die einen guten Kontaktwiderstand gewährleistet.

15. Anschlußverbinder nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel (α) des Kegelabschnitts (29) zwischen 40 und 60º beträgt.

16. Anschlußverbinder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel (α) des Kegelabschnitts (29) etwa 40º beträgt.

17. Anschlußverbinder nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kontaktspitze (27) so bemessen ist, daß das Ende des Kegelabschnitts (29) in der Verbindungsstellung bis an die Unterseite des Leiters (3) gelangt oder darüber hinaus ragt.

18. Anschlußverbinder nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrillungslänge der Leiter (3) etwa 19 mm beträgt.

19. Anschlußverbinder nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (3) zu einem Flachkabel mit Zweifachisolierung (4) gehören.

20. Anschlußverbinder nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliermantel (31) des Kabels (4) aus PVC besteht.