EP0993689B1

EP0993689B1 - Anschlussvorrichtung für isolierte elektrische leiter ohne abisolierung

Info

Publication number: EP0993689B1
Application number: EP98936243A
Authority: EP
Inventors: Eberhard Schlegel; Rudolf Dolpp; Kurt Blank
Original assignee: Georg Schlegel GmbH and Co KG
Current assignee: Georg Schlegel GmbH and Co KG
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2004-04-07
Anticipated expiration: 2018-06-24
Also published as: EP0993689A1; DE59811152D1; WO1999001910A1; DE19727927A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlußvorrichtung für isolierte elektrische Leiter, welche die Leiterisolation durchdringt und dadurch einen Kontakt mit der Leiterseele herstellt.

Solche abisolierungsfreien Anschlußvorrichtungen haben den Vorteil, daß die anzuschließenden Leiter nur abgeschnitten und die Enden nicht weiter vorbereitet werden müssen. Andererseits sind solche Vorrichtungen vielfach kompliziert und teuer, wodurch im Endeffekt der Zeitgewinn bei der Arbeitsvorbereitung wieder zunichte gemacht wird.

Aus der französischen Offenlegungschrift FR 2 459 560 ist eine Anschlußvorrichtung für isolierte elektrische Leiter bekannt geworden, bei welcher die Leiterisolation durchdrungen wird, um einen Kontakt zu einer Leiterseele herzustellen. Die Anschlußvorrichtung umfaßt eine Schraubklemme, die aus einer Hülse oder Buchse und einer in diese eindrehbaren Schraube besteht. Durch die Schraube wird ein Einlegteil bewegt, das mehrere Spitzen umfaßt, die beim Anziehen der Schraube durch den Isolierwerkstoff hindurch zur Leiterseele vordringen. Dies stellt zwar eine vergleichsweise einfache Anschlußvorrichtung dar. Es kann jedoch nicht immer sichergestellt werden, daß der Leiter nach der Kontaktierung nicht so stark beschädigt wird, daß ein Bruch der Leiterseele eintritt.

FA-2 459 560 beschreibt eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfach herzustellende und zuverlässige Anschlußvorrichtung vorzuschlagen, bei welcher eine unerwünschte Beschädigung der Leiterseele nach oder während der Befestigung vermeidbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung geht von einer Anschlußvorrichtung für isolierte elektrische Leiter, welche die Leiterisolation durchdringt und dadurch einen Kontakt mit der Leiterseele herstellt, mit einer Schraubklemme, die aus einer Hülse oder Buchse und einer in diese eindrehbaren Schraube besteht aus, wobei die Hülse oder Buchse wenigstens eine Schneidkante oder Spitze umfaßt, die beim Anziehen der Schraube durch den Isolierwerkstoff hindurch zur Leiterseele vordringt. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, daß die Schraubklemme mit Hülse oder Buchse und wenigstens einer Schneidkante oder Spitze derart ausgestaltet ist, daß im Bereich einer beim Eindringen der Schneidkante oder Spitze in den Isolierwerkstoff des Leiters entstehenden Kerbstelle, die auf den von außen kommenden Leiterabschnitt folgt, die Leiterseele in befestigtem Zustand nicht auf Biegung beanspruchbar ist, wie es bei einer frei von außen beweglichen Leiterseele an der Kerbstelle regelmäßig der Fall ist. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß die Leiterseele aufgrund der Kerbstelle nicht anfällig gegen Bruch ist.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, daß der Leiter in befestigtem Zustand auf beiden Seiten einer Kerbstelle an einer die Schneidkante oder Spitze tragenden Platine sowie auf der der Kerbstelle gegenüberliegenden Seite an einem Schenkel eines Druckbügels zur Anlage kommt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, daß eine Buchse von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, deren senkrecht zu den Schmalwänden stehende Schraube mit einem Druckbügel aus einem federelastischen Werkstoff versehen ist, eine zur Schraube senkrechte Platine enthält, die an ihrer dem Druckbügel zugewandten Seite eine quer zur Buchsenachse verlaufende Schneidkante aufweist. Die Schneidkante ist insbesondere eine scharfe, vorzugsweise prismatische Rippe. Diese erstreckt sich tangential zum Leiter. Sie drückt den Isolierwerkstoff örtlich durch. Auf der gegenüberliegenden Seite liegt der Leiter jedoch mit seiner Isolierung am Druckbügel an. Da auf diese Weise die Schraubkraft mittels des Druckbügels aufgebracht wird und dieser federt, ist nicht zu befürchten, daß im Laufe der Zeit durch Schwinden oder Fließen des Isolierwerkstoffs der Kontaktdruck nachläßt.

Bei einer Einzelanschlußvorrichtung wird der Strom vorzugsweise über die Platine weitergeleitet. Diese kann auch mit der Hülse fest und mit geringem Übergangswiderstand verbunden oder an ihr angeformt sein.

Eine Weiterbildung dieser ersten Ausführungsform richtet sich auf eine spiegelsymmetrisch gestaltete Verbindungsbuchse mit zwei Schrauben, zwei Druckbügeln, zwei entgegengesetzten Aufnahmeöffnungen und mit einem Fenster in der Seitenwand, wobei die dementsprechend mit zwei Schneidkanten versehene Platine an ihrem Längsrand einen Vorsprung aufweist, der in das Fenster hineinragt.

Ein zweites grundsätzliches Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ein anderes Einlegeteil. Dieser Vorschlag geht von einer Hülse mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt und mit einer senkrecht zu den Schmalwänden stehenden Schraube aus. Das Einlegeteil ist hingegen ein Druckstück mit einer Schneidgabel, die zwei Zinken mit je zwei Schneidkanten und einer von der Schraube wegweisenden Spitze aufweist. Beim Anziehen der Schraube wird der Leiter zwischen die Zinken der Schneidgabel gedrückt. Dabei wird der Isolierwerkstoff an zwei gegenüberliegenden Seiten tangential aufgeschlitzt und auseinandergedrückt, so daß die Schneidkanten in den Leiterwerkstoff eindringen können. Um auch mit Leitern unterschiedlichen Querschnitts und mit Litzen einen guten Kontakt zu schaffen, ist vorgesehen, daß an der Schmalwand, die der Schraube gegenüberliegt, Fensteröffnungen angebracht sind, in welche beim Eindrehen der Schraube die Spitzen der Schneidgabelzinken eindringen, so daß sie schließlich aus der Hülse nach außen vorstehen.

Auch diese zweite grundsätzliche Ausführungsform der Erfindung eignet sich für einen spiegelsymmetrischen Leitungsverbinder, welcher zweckmäßigerweise derart ausgestaltet ist, daß das Druckstück die verbindende Stromschiene darstellt, mit zwei Schneidgabeln versehen und in einem Isoliergehäuse befestigt ist. Hierbei wirkt mit jeder Schneidgabel eine in dem Isoliergehäuse in Schraubrichtung verschiebbar geführte Hülse und eine Schraube zusammen.

Zweckmäßigerweise hat das aus Flachmaterial hergestellte Druckstück einen U-förmigen Querschnitt, wobei die Schneidgabelzinken aus Vorsprüngen der abgekanteten Schenkel geformt sind.

Die Schneidgabelzinken haben im wesentlichen einen dreieckförmigen Umriß und sind bezüglich der jeweiligen Schraubenachse gewölbt. Hierdurch ergeben sich je zwei von der Dreieckspitze weg nach innen, d. h. zur Mittelebene der Hülse hin, verlaufende Schneidkanten, zwischen welche der Leiter wie in einem Keilschlitz hineingedrückt wird.

Zur Fixierung des Druckstücks in einem Isolierkörper der Anschlußvorrichtung wird vorgeschlagen, daß die abgekanteten Schenkel des Druckstücks in Längsmitte Randausschnitte aufweisen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1: eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer an sich bekannten Klemmbuchse mit Schrauben und Druckbügeln und mit einer in die Buchse eingefügten Platine mit Querschneiden,
Fig. 2: die Draufsicht der Platine nach Fig. 1
Fig. 3: einen Querschnitt III-III der Buchse nach Fig. 1 und der Platine
Fig. 4: eine Seitenansicht eines Leitungsverbinders mit einem Druckstück, das zwei Schneidgabeln aufweist, die mit je einer verschiebbaren Hülse samt Schraube zusammenwirken,
Fig. 5: die Stirnansicht der rechten Hülse gemäß Fig. 4 mit eingelegtem Leiter,
Fig. 6: eine Draufsicht des Druckstücks gemäß Fig. 4 in Richtung des Pfeiles VI und
Fig. 7: die Ansicht der Hülse gemäß Fig. 5 von unten ohne Leiter und Druckstück.

Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Anschlußvorrichtung entspricht weitgehend einer altbekannten Schraubklemme, die, umgeben von einem flachen Isolierstoffgehäuse, eine gebräuchliche Reihenklemme darstellt. Auch die gezeichnete Ausführungsform soll als Reihenklemme für Schaltanlagen Verwendung finden. Sie ist in etwa vierfacher natürlicher Größe dargestellt.

Eine Buchse 1 mit rechteckigem Querschnitt ist aus Flachmaterial "gewickelt", so daß die obere Schmalwand, in welche die Gewindebohrungen für die Schrauben 2 eingebracht sind, aus zwei Schichten besteht. U-förmige Druckbügel 3 sind mit ihrem gabelförmig gespaltenen oberen Schenkel in einen Hals 4 der jeweiligen Schraube eingeklipst und damit locker verbunden. Der untere Schenkel des Druckbügels steht in die Buchse 1 hinein vor.

In die Buchse 1 ist eine Platine 5 eingelegt, die an ihrer Oberseite zwei prismatische Schneidrippen 6 aufweist, die mit ihrer scharfen Kante den Isolierwerkstoff eines Leiters 7 zu durchtrennen vermögen.

Zu ihrer Fixierung in dem nicht dargestellten Isolierstoffgehäuse weist die Buchse 1 an einer Seitenwand und an der unteren Schmalwand eine zusammenhängende Fensteröffnung 8 auf. In diese Fensteröffnung greift ein Vorsprung des Isolierstoffgehäuses passend ein. Um die Platine 5 andererseits in der Buchse 1 gegen Längsverschiebung zu sichern, hat die Platine einen seitlichen Vorsprung 9, der in die Fensteröffnung 8 eingreift. Wenn die Platine 5, wie gezeichnet, an der unteren Schmalwand der Buchse anliegt, ergibt sich eine lichte Fensteröffnung in der Buchsenseitenwand, deren Länge durch den Abstand zwischen der Platine 5 und der gedoppelten Schmalwand bestimmt ist. Der erwähnte Vorsprung des Isolierstoffgehäuses ist nach dem Querschnitt dieser reduzierten Seitenwandöffnung bemessen und bewirkt somit nicht nur die Fixierung der Buchse 1 im Isolierstoffgehäuse, sondern hält auch die Platine 5 an der unteren Schmalwand der Buchse in Anlage.

Der zuvor nicht abisolierte Leiter 7 wird bis zum Anstoßen an dem erwähnten Isolierstoffvorsprung in die Aufnahmeöffnung der Buchse eingeführt. Beim Anziehen der entsprechenden Schraube kommt der Druckbügel 3 mit seinem unteren Schenkel am Isolierwerkstoff des Leiters zur Anlage. Mit zunehmendem Schraubdruck verkürzt sich der Druckbügel, indem sich sein Steg nach außen wölbt. Es wird in diesem Zusammenhang ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der Druckbügel aus einem federelastischen Werkstoff besteht. Wenn schließlich infolge des Schraubdrucks die Schneidrippe 6 den Isolierwerkstoff an der gegenüberliegenden Seite durchtrennt hat und teilweise in das Kupfer eingedrungen ist, wirkt die Federkraft des Druckbügels, der sich am Kopf der Schraube abstützt, weiter, so daß auch bei einem Wegfließen des Isolierwerkstoffs im Bereich des aufliegenden Druckbügels der Kontaktdruck aufrechterhalten bleibt.

Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 bis 7 ist ebenfalls eine als Leitungsverbinder ausgestaltete Anschlußvorrichtung. Sie weist zwei getrennte Hülsen 10 und 11 auf, die im Zusammenwirken mit einem Druckstück 12 in einem nur angedeuteten Isolierstoffgehäuse parallel verschiebbar gelagert sind. In die verdickte obere Schmalwand der Hülsen ist jeweils eine Schraube 13 eingedreht.

Das Druckstück 12, das die beiden Hülsen auf ganzer Länge durchsetzt, hat einen U-förmigen Querschnitt, wobei die abgekanteten Schenkel sehr kurz sind. Das Druckstück weist zwei Schneidgabeln 14 auf, die so angeordnet sind, daß sie in Längsmitte der Hülsen 10 und 11 zu liegen kommen. Die Schneidgabeln bestehen aus je zwei Zinken 15, die an den abgekanteten Schenkelstreifen des Druckstücks 12 ansitzen. Die Schneidgabeln 14 erinnern an die Form einer Bischofsmütze (Mitra). Die im Umriß etwa dreieckförmigen Zinken 15 sind nach außen gewölbt (siehe Fig. 6), so als ob die beiden sich gegenüberstehenden Zinken aus einem gemeinsamen Zylinderrohr herausgeschnitten worden wären. An ihren Spitzen 16 haben die Zinken 15 den größten gegenseitigen Abstand. Die an den Spitzen beginnenden inneren, d. h. der zugehörigen anderen Zinke zugewandten Schneidkanten 17 nähern sich in ihrem Verlauf zum Druckstückgrundkörper hin gegenseitig an und bilden so eine Gabelkeilform, in welche der Leiter durch die Schraubwirkung hineingedrückt wird.

Wichtig ist, daß dieser Druck, bzw. die Relativbewegung zwischen dem Leiter 18 und der Schneidgabel 14 nicht dadurch endet, daß die Spitzen 16 an der unteren Schmalwand der Hülse aufstehen. Vielmehr haben die Hülsen 10, 11 im Bereich der Schneidgabeln 14 an der unteren Schmalwand Fensteröffnungen 19, welche den Durchtritt der Gabelspitzen ermöglichen. Die Hülse 10 ist gemäß Fig. 4 aufgeschnitten und in ihrer geöffneten Stellung dargestellt, während bei der linken Hülse 11 die Schraube soweit eingedreht ist, daß die Spitzen 16 aus der Hülse nach unten herausstehen.

Die Figuren 4 und 6 lassen auch erkennen, wie das Druckstück 12 in dem schraffiert angedeuteten Isolierstoffkörper befestigt ist. Die abgekanteten Schenkel des Druckstücks haben in Längsmitte je eine Randaussparung 20, die bis zum Steg des Druckstücks reicht. Mit der Oberseite dieses Steges liegt das Druckstück an einem blockartigen Vorsprung 21 des Isolierstoffkörpers an. Andererseits greift ein leistenartiger Vorsprung 22 in die Aussparungen 20 ein. Da die offene Seite des Isolierstoffkörpers in der eingebauten Lage durch eine benachbarten Reihenklemme oder eine Abschlußplatte abgedeckt ist, kann sich das Druckstück nach keiner Seite bewegen.

Da durch die hohe Schraubkraft und die Gabelkeilwirkung ein hoher Kontaktdruck beidseitig auf die Kupferseele des Leiters 18 wirkt, ist ein Nachlassen des Kontaktdrucks durch Fließen des Isolierwerkstoffs nicht zu erwarten.

Weitere aus den beiden beschriebenen Beispielen heraus entwickelte vorteilhafte Ausführungsvarianten seien noch wie folgt angedeutet.

Die Schneidrippen 6 der Platine nach dem ersten Beispiel könnten auch an der Innenseite der unteren Schmalwand der Buchse 1 nach Fig. 1 auf andere Weise befestigt oder angeformt sein. Dadurch könnte sich die Vorrichtung in der Massenherstellung verbilligen.

Statt der Platine 5 könnte in der Buchse 1 nach Fig. 1 das Druckstück 12 des zweiten Beispiels mit den Spitzen der Schneidgabeln nach oben gerichtet eingelegt sein. Das hätte den Vorteil, daß wie im ersten Beispiel die Federkraft der Druckbügel 3 den Leiter auch bei einem Nachlassen der Stabilität des Isolierwerkstoffs in der Schneidgabel halten würde.

Schließlich ist daran zu denken, daß die Zinken der Schneidgabel an der Buchse 1 nach Fig. 1 seitlich angeformt sein könnten. Aus der Seitenwand könnten teilweise gestanzte Zungen nach innen greifen, welche etwa die Form der Zinken 15 hätten.

1: Buchse
2: Schraube
3: Druckbügel
4: Schraubenhals
5: Platine
6: Schneidrippe
7: Leiter
8: Fensteröffnung
9: Vorsprung
10: Hülse
11: Hülse
12: Druckstück
13: Schraube
14: Schneidgabel
15: Zinken
16: Spitze
17: Schneidkante
18: Leiter
19: Fensteröffnung
20: Randausschnitt
21: Vorsprung
22: Vorsprung

Claims

Anschlußvorrichtung für isolierte elektrische Leiter, welche die Leiterisolation durchdringt und dadurch einen Kontakt mit der Leiterseele herstellt, mit einer Schraubklemme, die aus einer Hülse oder Buchse und einer in diese eindrehbaren Schraube besteht, wobei die Hülse oder Buchse wenigstens eine Schneidkante oder Spitze umfaßt, die beim Anziehen der Schraube durch den Isolierwerkstoff hindurch zur Leiterseele vordringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubklemme mit Hülse (1) oder Buchse und wenigstens einer Schneidkante oder Spitze (6, 14) derart ausgestaltet ist, daß im Bereich einer beim Eindringen der Schneidkante oder Spitze (6, 14) in den Isolierwerkstoff des Leiters (7, 18) entstehenden Kerbstelle, die auf den von außen kommenden Leiterabschnitt folgt, die Leiterseele bzw der Leiter durch ein Druckstück im befestigten Zustand nicht auf Biegung beanspruchbar ist, wie es bei einer frei beweglichen Leiterseele an einer Kerbstelle der Fall ist.
Anschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter im befestigten Zustand auf beiden Seiten einer Kerbstelle an einer die Schneidkante oder Spitze tragenden Platine sowie auf der der kerbstelle gegenüberliegenden Seite zur Anlage kommt.
Anschlußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Buchse (1) von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, deren senkrecht zu den Schmalwänden stehende Schraube (2) mit einem Druckbügel (3) aus federelastischem Werkstoff versehen ist, eine zur Schraube senkrechte Platine (5) enthält, die an ihrer dem Druckbügel (3) zugewandten Seite eine quer zur Buchsenachse verlaufende Schneidkante (6) aufweist.
Anschlußvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine spiegelsymmetrisch gestaltete Verbindungsbuchse mit zwei Schrauben und zwei Druckbügeln, zwei entgegengesetzten Aufnahmeöffnungen und einem Fenster (8) in der Seitenwand, wobei die dementsprechend mit zwei Schneidkanten versehene Platine an ihrem Längsrand einen Vorsprung (9) aufweist, der in das Fenster (8) hineinragt.
Anschlußvorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (10) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt mit einer senkrecht zu den Schmalwänden stehenden Schraube versehen ist und daß ein Einlegeteil als Druckstück (12) mit einer Schneidgabel (14) vorgesehen ist, die zwei Zinken (15) hat, die je zwei Schneidkanten (17) und eine von der Schraube wegweisende Spitze (16) aufweisen, und daß an der Schmalwand, die der Schraube (13) gegenüberliegt, Fensteröffnungen (19) angebracht sind, in welche beim Eindrehen der Schraube die Spitzen eindringen.
Anschlußvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese als spiegelsymmetrischer Leitungsverbinder ausgestaltet ist, derart, daß das Druckstück (12), die verbindende Stromschiene darstellt, mit zwei Schneidgabeln (14) versehen ist und in einem Isolierstoffgehäuse befestigt ist und daß mit jeder Schneidgabel (14) eine in dem Isolierstoffgehäuse in Schraubrichtung verschiebbar geführte Hülse (10, 11) und Schraube (13) zusammenwirkt.
Anschlußvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Flachmaterial hergestellte Druckstück (12) einen U-förmigen Querschnitt hat und die Schneidgabelzinken (15) aus Vorsprüngen der abgekanteten Schenkel geformt sind.
Anschlußvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidgabelzinken (15) dreieckförmig und bezüglich der jeweiligen Schraubenachse gewölbt sind, so daß sich je zwei von der Dreieckspitze (16) weg nach innen verlaufende Schneidkanten (17) ergeben.
Anschlußvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abgekanteten Schenkel des Druckstücks zu dessen Fixierung in Längsmitte Randausschnitte (20) aufweisen.