EP1032083B1 - Kabelklemme zum mechanischen Halten und elektrischen Anschliessen eines Kabels - Google Patents

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EP1032083B1
EP1032083B1 EP00103407A EP00103407A EP1032083B1 EP 1032083 B1 EP1032083 B1 EP 1032083B1 EP 00103407 A EP00103407 A EP 00103407A EP 00103407 A EP00103407 A EP 00103407A EP 1032083 B1 EP1032083 B1 EP 1032083B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cable
set forth
pair
cable terminal
housing
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00103407A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1032083A2 (de
EP1032083A3 (de
Inventor
Dietmar Harting
Jean Francois Bernat
Jean Merri De Vanssay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harting Electronics GmbH and Co KG
Original Assignee
Harting Electronics GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Harting Electronics GmbH and Co KG filed Critical Harting Electronics GmbH and Co KG
Publication of EP1032083A2 publication Critical patent/EP1032083A2/de
Publication of EP1032083A3 publication Critical patent/EP1032083A3/de
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Publication of EP1032083B1 publication Critical patent/EP1032083B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/58—Means for relieving strain on wire connection, e.g. cord grip, for avoiding loosening of connections between wires and terminals within a coupling device terminating a cable
    • H01R13/582—Means for relieving strain on wire connection, e.g. cord grip, for avoiding loosening of connections between wires and terminals within a coupling device terminating a cable the cable being clamped between assembled parts of the housing

Definitions

  • the invention relates to a cable clamp for mechanical holding and electrical connection of a cable according to the preamble of the claim 1.
  • Such a cable clamp can, for example, in a control cabinet to be appropriate.
  • Two concepts are known from the prior art, by means of which an attempt is made to secure the cable both mechanically and securely To ensure cable clamp as well as good electrical shielding.
  • One concept is to form a cable holder on which several Screws are provided, which are screwed into the jacket of the Attack the cable. If the cable is shielded, it can these are bent back by 180 ° onto the jacket of the cable and contacted there become.
  • Another concept provides for a retaining ring on the jacket of the To squeeze the cable. This ring is then in a corresponding receptacle of the housing and acts as a strain relief. If before Pressing on the retaining ring exposed a shield of the cable and on the sheath is bent back, the retaining ring can shield this contact and together with an electrically conductive holder serve to ensure good shielding of the cable clamp.
  • the object of the invention is a cable clamp of the beginning mentioned type in that a in the cable clamp cable to be inserted mechanically reliable with minimal effort can be determined, while at the same time there should be the possibility of a Shielding the cable to be inserted electrically without much effort to contact.
  • clamping direction is the Direction understood along which the two deformation elements of a pair one Apply clamping force to the inserted cable, this direction generally also applies the direction of the shortest connection between the two deformation elements together.
  • a cable clamp according to the invention is based on the Basic idea that the holding force to be provided for the purpose of strain relief of at least two pairs of deformation elements arranged one behind the other provided. These deformation elements are designed so that those of them caused deformation of the cable differs in the direction. If for example, the first and the second deformation element pair the cable with im Deform the initial state of the round cross-section into an oval cross-section from the longer main axis of the oval cross section in the area of the first Deformation elements pair predetermined direction from the direction from that longer main axis of the second oval cross-section is determined.
  • the evoked Deformation does not necessarily have to be oval or elliptical Cross section of the cable.
  • the deformation behavior of the cable can also be constricted, for example Cross section result. In any case, this results in the clamping direction in which the Opposing deformation elements, a reduction in the diameter of the Cross-section, while there is an enlargement approximately perpendicular to this clamping direction of the diameter of the cross section. Because of the different orientation the deformed cross sections of the cable pulls the cable out of the Cable clamp in addition to the frictional forces at the points of attack Deformation elements are generated on the cable, still a resistance to deformation opposite. If the cable were to be pulled out, every point of the Cable that is deformed in a first direction on a pair of deformation elements, deformed in another direction in the subsequent pair of deformation elements become. This multiple deformation of the cross section acts from the Material stiffness of the cable against the resulting resistance to deformation.
  • the from the first pair of deformation elements determined clamping direction by about 90 ° is rotated relative to the clamping direction by the second Deformation elements pair is determined.
  • the second deformation element pair between the third pair of deformation elements and the first Deformation elements pair is arranged and that of the third Deformation element pair determined clamping direction approximately with that of the first Deformation element pair certain clamping direction matches.
  • This Design creates three deformed cross sections of the cable, each of which is differ from the adjacent cross section. In this way the Strain relief effect improved.
  • a deformation element of a pair on the first part of the housing and the associated other deformation element on the second part of the housing is attached.
  • This design results in a minimal one Installation effort.
  • the cable only needs to be inserted into one of the housing parts.
  • the strain relief results automatically when the second housing part attached and connected to the first housing part.
  • a deformation element consists of a rib that is perpendicular in one plane extends to the longitudinal axis of the cable to be received in the cable clamp.
  • a rib as a deformation element offers several advantages. To the one can be easily manufactured, especially if the two housing parts as Injection molded parts are formed. Furthermore, by designing the Geometry of the rib, for example the edge engaging the cable and the width this edge, the deformation of the cable and the resulting resistance and Set holding forces freely.
  • the rib on the cable has a straight edge attacks with respect to a tangent to the outer circumference of the cable to be inserted is slightly inclined.
  • the insertion of the cable is facilitated; the risk of damage to the cable during insertion is also reduced.
  • the two edges preferably lie in a clamping direction opposite, which is approximately perpendicular to the direction in which the housing is closed.
  • the protrusion has an apex that is on the cable attacks.
  • the radius of curvature of this vertex Art and how the cable is deformed by the protrusion. If for example, the radius of curvature at the apex is smaller than the radius of the The outer circumference of the cable to be inserted results from sufficient deformability of the cable a deformed cross section, which corresponds approximately to an ellipse, which in the area its short semiaxes is severely constricted, namely in the area in which the Crest apex attacks. If, on the other hand, the cable is only a small one Has deformability, the vertices acting on the cable lead to the fact that there is an oval cross section.
  • the two projections in one another Clamping direction opposite, which corresponds approximately to the direction in which the Housing is closed.
  • At least one is U-shaped Holding section provided, the distance between the two legs of the Holding section is smaller than the outer diameter of the cable to be inserted.
  • This Holding section is used to fix the cable in one housing part before the other Housing part is attached.
  • the holding section is preferably opposite the deformation element pairs offset laterally so that the cable to be inserted is deflected by a central axis.
  • the lateral deflection of the cable increases the strain relief resistance provided.
  • the Deformation elements pairs are electrically conductive and on a shield of the attack the inserted cable in an electrically conductive manner.
  • the housing is also electrically conductive, so that the im Housing trained electrical connection of the cable is also shielded.
  • the electrical contact between the shield of the cable and the electrically conductive Deformation element pairs can be achieved in two ways: Firstly the pairs of deformation elements can be designed as cutting edges, the one Penetrate the sheathing of the cable and attack the shielding of the cable, so that it is electrically conductively contacted.
  • the shielding of the Before inserting the cable into the cable clamp expose it to the jacket of the Cable folded back so that it lies on the outer circumference of the cable.
  • the Deformation element pairs then automatically attack the shield, whereby at the same time the mechanical hold of the cable is achieved in the cable clamp.
  • a cable clamp 10 can be seen in FIG. It serves an electrical cable 12 mechanically record and connect electrically.
  • the cable clamp 10 has a first housing part 20 and a second housing part 50
  • the second housing part 50 can be attached to the first housing part 20 in the manner of a cover attached and fastened to it with three screws 14.
  • the two Housing parts can consist of plastic and be made in one piece, be hinged to each other, for example, by a plastic film hinge.
  • the housing 10 is generally designated by the reference numeral 16 Strain relief provided, which consists of a first pair of deformation elements 22, 52, a second pair of deformation elements 24, 54 and a third pair of Deformation elements 26, 56 there.
  • the strain relief 16 is as follows described in more detail with reference to Figures 2 to 5.
  • Figure 2a is a schematic section through the strain relief 16 along the plane X-Y (see Figure 1) shown.
  • Figures 2b to 2g cross sections are perpendicular to Axis X shown in the area of the strain relief 16, the respective plane in FIG 2a is designated.
  • the strain relief 16 has one on the outside of the cable clamp 10 Input cross section that is larger than the cross section of the cable 12 to be received is. As can be seen in Figure 3b, the cable 12 runs freely through the input cross-section therethrough.
  • the input cross-section is followed by a U-shaped in plane c Stop section. This is provided by two on the first housing part 20 Legs 28, 30 formed.
  • the legs 28, 30 lie at such a distance from one another opposite that there was a slight deformation of the originally circular Cross section of the cable 12 comes to an oval cross section. This is too in Figure 3c see; the original cross-section is indicated by a solid line, and the deformed cross section is indicated by the double hatching.
  • the two legs 28, 30 are opposite a central axis M which is aligned with the X axis of the cable coincides, offset laterally so that the cable 12 is deflected to the side.
  • the deformation elements are designed as ribs, wherein the rib 22 is provided on the first housing part 20, while the rib 52 on second housing part 52 is provided.
  • the ribs have two straight edges 23, 53 on, which are intended to attack the cable 12 (see Figure 3d)
  • the two Edges 23, 53 face each other in a clamping direction, in the direction corresponds in which a clamping effect is exerted on the cable 12 Edges 23, 53 with respect to the direction in which the two housing parts 20, 50 are joined together and which is symbolized by the arrow P in FIG. 2d, slightly arranged at an angle, so that when the two are put together Housing parts 20, 50 results in an increasing wedge effect.
  • edges 23, 53 run to the free ends of the ribs 22, 52 in insertion bevels from the automatic positioning and centering of the cable in the Pair of clamping elements 22, 52 guaranteed. Furthermore, in the area of the free ends Ribs 22, 52 recordings in the corresponding opposite housing part provided so that the spreading forces occurring during the deformation of the cable safely are reliably received and do not lead to any deformation of the housing can.
  • a section with the one in FIG. 2b is connected to the deformation elements 22, 52 shown cross-section, in which the cable returns to its undeformed has circular cross section.
  • plane e is a second pair of deformation elements 24, 54 arranged.
  • Deviating from the first pair of deformation elements are here rib-shaped projections used with their apices 25, 55 on the attack cable 12 to be picked up.
  • the radius of curvature r at the apex of the Deformation elements 24, 54 (see also Figure 4) is smaller than the radius of the Outer periphery of the cable 12.
  • the first deformation element 24 is formed on the first housing part 20, and that second deformation element 54 is formed on the second housing part 50. Furthermore, on second housing part 50 a receptacle for the deformation cross section e laterally delimiting rib extending from the first housing part 20 intended. In this way, the clamping force between the apexes 25, 55 automatically caused when the two housing parts 20, 50 are joined, whereby the receptacle for the rib extending from the first housing part 20 for a precise positioning of the two housing parts relative to each other ensures.
  • the second pair of deformation elements is followed by a section like it is shown in Figure 2b.
  • the cable to be picked up has one circular cross section.
  • a holding section is then arranged in the plane g, as it basically consists of level c is known.
  • the two legs 32, 34 determine a cross section that is offset in the opposite direction with respect to the central axis M as in the plane c.
  • a cross-section is arranged towards the inside of the housing, as it is from level b is known.
  • the cable therefore has a circular cross section.
  • This sequence of pairs of deformation elements results in the negative X direction the cable considers a sequence of different cable cross-sections:
  • the cable When entering the cable clamp 10, the cable has a round cross section.
  • the cable is then deformed into an oval cross section, the longer one Semi-axes are aligned in the Z direction, since the clamping direction is roughly along the Y axis is aligned.
  • the cable is tied into one elliptical cross section deformed, with the longer semiaxes of the ellipse in the Y direction are aligned because the clamping direction is aligned along the Z axis is.
  • the cable is reshaped into an elliptical cross-section, whose longer semi-axes are aligned in the Z direction.
  • the deformation elements in the plane e together with those from level d and / or level f can be used to shield the To contact the cable electrically. Because this way, the shielding in total at least four points are contacted, which are at an angular distance of 90 ° to each other are arranged with a slight offset in the X direction, which corresponds to Contacting the shielding is qualitatively close to such contacting obtained, for example, by a clamp surrounding the shield by 360 ° becomes.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Installation Of Indoor Wiring (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Kabelklemme zum mechanischen Halten und elektrischen Anschließen eines Kabels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Kabelklemme kann beispielsweise in einem Schaltschrank angebracht sein. Es werden verschiedene Anforderungen an eine solche Kabelklemme gestellt. Zum einen muß sie das zuverlässige elektrische Anschließen des Kabels ermöglichen. Gleichzeitig muß eine Zugentlastung vorgesehen sein, mittels der das Kabel derart in der Kabelklemme gehalten ist, daß auf das Kabel aufgebrachte Zugbelastungen nicht bis zum elektrischen Anschluß übertragen werden, sondern vorher ins Gehäuse abgeleitet werden. Schließlich kann eine solche Kabelklemme dazu verwendet werden, eine elektrische Abschirmung im Bereich der Verbindung des Kabels mit dem elektrischen Anschluß bereitzustellen.
Aus dem Stand der Technik sind zwei Konzepte bekannt, mittels denen versucht wird, sowohl einen sicheren mechanischen Halt des Kabels in der Kabelklemme als auch eine gute elektrische Abschirmung zu gewährleisten. Ein Konzept sieht vor, eine Kabelaufnahme auszubilden, an der mehrere Schrauben vorgesehen sind, die im eingeschraubten Zustand am Mantel des Kabels angreifen. Falls das Kabel mit einer Abschirmung versehen ist, kann diese um 180° auf den Mantel des Kabels zurückgebogen und dort kontaktiert werden. Ein anderes Konzept sieht vor, einen Haltering auf den Mantel des Kabels aufzupressen. Dieser Ring wird dann in eine entsprechende Aufnahme des Gehäuses eingelegt und wirkt als Zugentlastung. Wenn vor dem Aufpressen des Halteringes eine Abschirmung des Kabels freigelegt und auf den Mantel zurückgebogen wird, kann der Haltering diese Abschirmung kontaktieren und zusammen mit einer elektrisch leitenden Aufnahme dazu dienen, eine gute Abschirmung der Kabelklemme zu gewährleisten.
Nachteilig bei diesen Konzepten ist der insgesamt sehr hohe Aufwand beim Einlegen und Befestigen des Kabels.
Aus der US-A-3,784,961 ist eine Kabelklemme bekannt, bei der kreuzweise angeordnete Rippenpaare verwendet werden. Eine erste Rippe jedes Paares ist in einem Widerlager angeordnet, und die zweite Rippe ist an einem gegenüberliegenden Druckstück angeordnet.
Aus der US-A-3,856,376 die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird ist eine Kabelklemme gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die beiden Paare von Verformungselementen drücken das zu haltende Kabel an zwei voneinander beabstandeten Stellen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kabelklemme der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ein in die Kabelklemme einzulegendes Kabel mit minimalem Aufwand mechanisch zuverlässig festgelegt werden kann, wobei gleichzeitig die Möglichkeit bestehen soll, eine Abschirmung des einzulegenden Kabels ohne großen Aufwand elektrisch zu kontaktieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Kabelklemme der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Unter dem Begriff "Klemmrichtung" wird dabei die Richtung verstanden, entlang der die beiden Verformungselemente eines Paares eine Klemmkraft auf das eingelegte Kabel ausüben, diese Richtung fällt im allgemeinen mit der Richtung der kürzesten Verbindung zwischen den beiden Verformungselementen zusammen.
Allgemein ausgedrückt beruht eine erfindungsgemäße Kabelklemme auf dem Grundgedanken, daß die zum Zwecke der Zugentlastung bereitzustellende Haltekraft von mindestens zwei hintereinander angeordneten Paaren von Verformungselementen bereitgestellt wird. Diese Verformungselemente sind so ausgestaltet, daß die von ihnen hervorgerufene Verformung des Kabels sich in der Richtung unterscheidet. Wenn beispielsweise das erste und das zweite Verformungselementepaar das Kabel mit im Ausgangszustand rundem Querschnitt in einen ovalen Querschnitt verformen, weicht die von der längeren Hauptachse des ovalen Querschnittes im Bereich des ersten Verformungselementepaares vorgegebene Richtung von der Richtung ab, die von der längeren Hauptachse des zweiten ovalen Querschnittes bestimmt ist. Die hervorgerufene Verformung muß jedoch nicht notwendigerweise zu einem ovalen oder elliptischen Querschnitt des Kabels führen. Je nach Ausgestaltung der Verformungselemente sowie dem Verformungsverhalten des Kabels kann sich auch beispielsweise ein eingeschnürter Querschnitt ergeben. In jedem Falle ergibt sich in der Klemmrichtung, in der sich die Verformungselemente gegenüberliegen, eine Verringerung des Durchmessers des Querschnittes, während sich etwa senkrecht zu dieser Klemmrichtung eine Vergrößerung des Durchmessers des Querschnittes ergibt. Aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtung der verformten Querschnitte des Kabels wirkt einem Herausziehen des Kabels aus der Kabelklemme zusätzlich zu den Reibungskräften, die an den Angriffsstellen der Verformungselemente am Kabel erzeugt werden, noch ein Formänderungswiderstand entgegen. Würde nämlich das Kabel herausgezogen werden, müßte jede Stelle des Kabels, die an einem Verformungselementepaar in einer ersten Richtung verformt ist, beim darauffolgenden Verformungselementepaar in einer anderen Richtung verformt werden. Dieser mehrfachen Verformung des Querschnitts wirkt der aus der Materialsteifigkeit des Kabels resultierende Formänderungswiderstand entgegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die von dem ersten Verformungselementepaar bestimmte Klemmrichtung um etwa 90° gegenüber der Klemmrichtung verdreht ist, die von dem zweiten Verformungselementepaar bestimmt ist. Bei dieser Gestaltung ergibt sich ein Maximum an Widerstandskraft, falls Zugkräfte auf das Kabel einwirken.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin ein drittes Verformungselementepaar vorgesehen, wobei das zweite Verformungselementepaar zwischen dem dritten Verformungselementepaar und dem ersten Verformungselementepaar angeordnet ist und die von dem dritten Verformungselementepaar bestimmte Klemmrichtung etwa mit der von dem ersten Verformungselementepaar bestimmte Klemmrichtung übereinstimmt. Bei dieser Gestaltung werden drei verformte Querschnitte des Kabels erzeugt, die sich jeweils vom benachbarten Querschnitt unterscheiden. Auf diese Weise wird die Zugentlastungswirkung verbessert.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß ein Verformungselement eines Paares an dem ersten Teil des Gehäuses und das zugehörige andere Verformungselement an dem zweiten Teil des Gehäuses angebracht ist. Bei dieser Gestaltung ergibt sich ein minimaler Montageaufwand. Das Kabel braucht nur in eines der Gehäuseteile eingelegt zu werden. Die Zugentlastung ergibt sich dann automatisch, wenn das zweite Gehäuseteil aufgesetzt und mit dem ersten Gehäuseteil verbunden wird.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß ein Verformungselement aus einer Rippe besteht, die sich in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des in der Kabelklemme aufzunehmenden Kabels erstreckt. Die Verwendung einer Rippe als Verformungselement bietet verschiedene Vorteile. Zum einen läßt sie sich leicht herstellen, insbesondere wenn die beiden Gehäuseteile als Spritzgußteile ausgebildet sind. Weiterhin lassen sich durch die Gestaltung der Geometrie der Rippe, beispielsweise der am Kabel angreifenden Kante und der Breite dieser Kante, die Verformung des Kabels sowie die dabei auftretenden Widerstands- und Haltekräfte frei einstellen.
Es ist beispielsweise möglich, daß die Rippe an dem Kabel mit einer geraden Kante angreift, die bezüglich einer Tangente an den Außenumfang des einzulegenden Kabels geringfügig geneigt ist. Bei dieser Gestaltung wird das Einführen des Kabels erleichtert; außerdem wird die Gefahr eine Beschädigung des Kabels beim Einführen vermindert.
Vorzugsweise liegen die beiden Kanten einander in einer Klemmrichtung gegenüber, die etwa senkrecht zu der Richtung ist, in der das Gehäuse geschlossen wird. Bei dieser Gestaltung werden die zum Einklemmen des Kabels erforderlichen Schiebekräfte beim Schließen des Gehäuses aufgebracht. Da aufgrund der Keilwirkung keine besonders hohen Kräfte zum Schließen des Gehäuses erforderlich sind, reichen bereits wenige Schrauben aus, um das Gehäuse zuverlässig zu schließen. Außerdem sind keine besonderen Vorkehrungen gegen Verformungen des Gehäuses zu treffen.
Alternativ ist vorgesehen, daß die Rippe an dem Kabel mit einem Vorsprung angreift. Diese Gestaltung führt zu einer genau definierten Kontaktzone zwischen Rippe und Kabel, so daß auch bei vergleichsweise geringen Druckkräften eine hohe Flächenpressung und somit eine hohe Reibung erzielt werden kann.
Vorzugsweise weist der Vorsprung einen Scheitelpunkt auf, der an dem Kabel angreift. Durch die Auswahl des Krümmungsradius dieses Scheitelpunktes kann die Art und Weise beeinflußt werden, mit der das Kabel vom Vorsprung verformt wird. Wenn beispielsweise der Krümmungsradius im Scheitelpunkt kleiner ist als der Radius des Außenumfangs des einzulegenden Kabels, ergibt sich bei ausreichender Verformbarkeit des Kabels ein verformter Querschnitt, der etwa einer Ellipse entspricht, die im Bereich ihrer kurzen Halbachsen stark eingeschnürt ist, nämlich in dem Bereich, in dem der Scheitelpunkt der Rippe angreift. Falls dagegegen das Kabel nur eine geringe Verformbarkeit aufweist, führen die am Kabel angreifenden Scheitelpunkte dazu, daß sich ein ovaler Querschnitt ergibt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die beiden Vorsprünge einander in einer Klemmrichtung gegenüberliegen, die etwa mit der Richtung übereinstimmt, in der das Gehäuse geschlossen wird. Bei dieser Gestaltung wird die Klemmwirkung von den Rippen automtisch beim Schließen des Gehäuses erzielt, ohne daß zusätzliche Schritte erforderlich sind.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein U- förmiger Halteabschnitt vorgesehen, wobei der Abstand zwischen den beiden Schenkeln des Halteabschnitts kleiner ist als der Außendurchmesser des einzulegenden Kabels. Dieser Halteabschnitt dient zur Fixierung des Kabels in einem Gehäuseteil, bevor das andere Gehäuseteil angebracht wird.
Vorzugsweise ist der Halteabschnitt gegenüber den Verformungselementepaaren seitlich versetzt, so daß das einzulegende Kabel von einer Mittelachse ausgelenkt wird. Die herbeigeführte seitliche Auslenkung des Kabels erhöht die von der Zugentlastung bereitgestellte Widerstandskraft.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verformungselementepaare elektrisch leitend sind und an einer Abschirmung des eingelegten Kabels elektrisch leitend angreifen. Somit kann ohne einen zusätzlichen Arbeitsschritt eine elektrische Abschirmung des Kabels mit einem Masseanschluß verbunden werden. Vorzugsweise ist auch das Gehäuse elektrisch leitend, so daß der im Gehäuse ausgebildete elektrische Anschluß des Kabels gleichfalls abgeschirmt ist. Der elektrische Kontakt zwischen der Abschirmung des Kabels und den elektrisch leitenden Verformungselementepaaren kann auf zweierlei Wegen erzielt werden: Zum einen können die Verformungselementepaare als Schneiden ausgebildet sein, die eine Ummantelung des Kabels durchdringen und an der Abschirmung des Kabels angreifen, so daß diese elektrisch leitend kontaktiert ist. Zum anderen kann die Abschirmung des Kabels vor dem Einlegen in die Kabelklemme freigelegt und um 180° auf den Mantel des Kabels zurückgefaltet werden, so daß sie auf dem Außenumfang des Kabels liegt. Die Verformungselementepaare greifen dann automatisch an der Abschirmung an, wobei gleichzeitig der mechanische Halt des Kabels in der Kabelklemme erzielt wird .
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
  • Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kabelklemme und eines in diese einzulegenden Kabels;
  • die Figuren 2a bis 2g Querschnitte der erfindungsgemäßen Kabelklemme in unterschiedlichen Ebenen;
  • die Figuren 3a bis 3g die Querschnitte von Figur 2 mit eingelegtem Kabel;
  • Figur 4 in vergrößertem Maßstab den Querschnitt von Figur 2e; und
  • Figur 5 in vergrößertem Maßstab den Querschnitt von Figur 2f.
In Figur 1 ist eine Kabelklemme 10 zu sehen. Sie dient dazu, ein elektrisches Kabel 12 mechanisch aufzunehmen und elektrisch anzuschließen.
Die Kabelklemme 10 weist ein erstes Gehäuseteil 20 und ein zweites Gehäuseteil 50 auf Das zweite Gehäuseteil 50 kann nach Art eines Deckels auf das erste Gehäuseteil 20 aufgesetzt und mit drei Schrauben 14 an diesem befestigt werden. Die beiden Gehäuseteile können aus Kunststoff bestehen und einteilig ausgebildet sein, beispielsweise durch ein Kunststoff-Filmscharnier klappbar aneinander befestigt sein.
Das Gehäuse 10 ist mit einer allgemeinen mit dem Bezugszeichen 16 bezeichneten Zugentlastung versehen, die aus einem ersten Paar von Verformungselementen 22, 52, einem zweiten Paar von Verformungselementen 24, 54 sowie einem dritten Paar von Verformungselementen 26, 56 besteht. Die Zugentlastung 16 wird nachfolgend ausführlicher anhand der Figuren 2 bis 5 beschrieben.
In Figur 2a ist schematisch ein Schnitt durch die Zugentlastung 16 entlang der Ebene X-Y (siehe Figur 1) gezeigt. In den Figuren 2b bis 2g sind Querschnitte senkrecht zur Achse X im Bereich der Zugentlastung 16 gezeigt, wobei die jeweilige Ebene in Figur 2a bezeichnet ist. Beispielsweise findet sich die Darstellung des in Figur 2a mit dem Buchstaben c bezeichneten Querschnitts in Figur 2c.
Die Zugentlastung 16 weist auf der Außenseite der Kabelklemme 10 einen Eingangsquerschnitt auf, der größer als der Querschnitt des aufzunehmenden Kabels 12 ist. Wie in Figur 3b zu sehen ist, läuft das Kabel 12 frei durch den Eingangsquerschnitt hindurch.
An den Eingangsquerschnitt schließt sich in der Ebene c ein U- förmiger Halteabschnitt an. Dieser ist durch zwei am ersten Gehäuseteil 20 vorgesehene Schenkel 28, 30 gebildet. Die Schenkel 28, 30 liegen einander in einem solchen Abstand gegenüber, daß es zu einer leichten Verformung des ursprünglich kreisförmigen Querschnittes des Kabels 12 zu einem ovalen Querschnitt kommt. Dies ist in Figur 3c zu sehen; der ursprüngliche Querschnitt ist durch eine durchgehende Linie angedeutet, und der verformte Querschnitt ist durch die Doppelschraffur angedeutet. Die beiden Schenkel 28, 30 sind gegenüber einer Mittelachse M, die mit der X-Achse des Kabels zusammenfällt, seitlich versetzt, so daß das Kabel 12 zur Seite ausgelenkt wird.
An den in der Ebene c angeordneten Halteabschnitt schließen sich in der Ebene d zwei Verformungselemente 22, 52 an. Die Verformungselemente sind als Rippen ausgebildet, wobei die Rippe 22 am ersten Gehäuseteil 20 vorgesehen ist, während die Rippe 52 am zweiten Gehäuseteil 52 vorgesehen ist Die Rippen weisen zwei gerade Kanten 23, 53 auf, die dazu vorgesehen sind, am Kabel 12 (siehe Figur 3d) anzugreifen Die beiden Kanten 23, 53 liegen einander in einer Klemmrichtung gegenüber, in der Richtung entspricht, in der eine Klemmwirkung auf das Kabel 12 ausgeübt wird Ferner sind die Kanten 23, 53 bezüglich der Richtung, in der die beiden Gehäuseteile 20, 50 zusammengefügt werden und die in Figur 2d durch den Pfeil P symbolisiert ist, geringfügig schräg angeordnet, so daß sich beim Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile 20, 50 eine zunehmende Keilwirkung ergibt. Diese Keilwirkung führt dazu, daß trotz vergleichsweise geringer Kräfte, die beim Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile 20, 50 erforderlich sind, eine vergleichsweise hohe Klemmwirkung auf das Kabel 12 in der Ebene d ausgeübt werden kann. Somit wird das Kabel 12 ausgehend von seinem ursprünglich kreisförmigen Querschnitt in den in Figur 3d gezeigten, stark elliptischen Querschnitt verformt; die Klemmrichtung verläuft also etwa waagrecht.
Die Kanten 23, 53 laufen zu den freien Enden der Rippen 22, 52 in Einführschrägen aus, die die automatische Positionierung und Zentrierung des Kabels in dem Klemmelementepaar 22, 52 gewährleistet. Ferner sind im Bereich der freien Enden der Rippen 22, 52 Aufnahmen im entsprechenden gegenüberliegenden Gehäuseteil vorgesehen, so daß die bei der Verformung des Kabels auftretenden Spreizkräfte sicher und zuverlässig aufgenommen sind und zu keiner Verformung des Gehäuses führen können.
An die Verformungselemente 22, 52 schließt sich ein Abschnitt mit dem in Figur 2b gezeigten Querschnitt an, in welchem das Kabel wieder seinen unverformten, kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Anschließend ist in der Ebene e ein zweites Paar von Verformungselementen 24, 54 angeordnet. Abweichend vom ersten Verformungselementepaar werden hier rippenförmige Vorsprünge verwendet, die mit ihren Scheiteln 25, 55 an dem aufzunehmenden Kabel 12 angreifen. Der Krümmungsradius r am Scheitel der Verformungselemente 24, 54 (siehe auch Figur 4) ist kleiner als der Radius des Außenumfangs des Kabels 12. Dies führt dazu, daß bei den üblichen Kabeln, die in der Kabelklemme 10 aufgenommen werden, der ursprünglich kreisförmige Querschnitt in den in Figur 3e gezeigten Querschnitt verformt wird, der allgemein einer Ellipse mit einer starken Einschnürung im Bereich der kurzen Halbachsen entspricht In Abhängigkeit von den jeweiligen Eigenschaften des aufzunehmenden Kabels, insbesondere Verformbarkeit des Mantels des Kabels sowie Außendurchmesser, können sich aber auch andere verformte Querschnitte ergeben, beispielsweise ein elliptischer Querschnitt ohne Einschnürung.
Das erste Verformungselement 24 ist am ersten Gehäuseteil 20 ausgebildet, und das zweite Verformungselement 54 ist am zweiten Gehäuseteil 50 ausgebildet. Ferner ist am zweiten Gehäuseteil 50 ein Aufnahme für eine den Verformungsquerschnitt e seitlich begrenzende, sich ausgehend vom ersten Gehäuseteil 20 erstreckende Rippe vorgesehen. Auf diese Weise wird die Klemmkraft zwischen den Scheiteln 25, 55 automatisch beim Zusammenfügen der beiden Gehauseteile 20, 50 hervorgerufen, wobei die Aufnahme für die sich ausgehend vom ersten Gehäuseteil 20 erstreckende Rippe für eine präzise Positionierung der beiden Gehäuseteile relativ zueinander sorgt.
An das zweite Verformungselementepaar schließt sich wieder ein Abschnitt an, wie er in Figur 2b gezeigt ist. In diesem Abschnitt weist das aufzunehmende Kabel einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Anschließend befindet sich in der Ebene f ein drittes Paar von Verformungselementen, wobei die hier vorgesehenen Rippen 26, 56 den aus der Ebene d bekannten Rippen 22, 52 entsprechen. Allerdings sind hier die Rippen umgekehrt angeordnet: Die bezüglich Figur 2 auf der linken Seite des Kabels angreifende Rippe 26 ist nun einteilig mit dem ersten Gehäuseteil 20 ausgebildet, während die auf der rechten Seite des Kabels angreifende Rippe 56 am zweiten Gehäuseteil 50 ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die auf das zweite Gehäuseteil einwirkende Gesamtkraft entlang der Achse Y=0, da die auf die Rippe 52 ausgeübte Druckkraft etwa gleich der auf die Rippe 56 ausgeübten Druckkraft ist. In Figur 5 ist zu sehen, daß das freie Ende der Rippe 26 am zweiten Gehäuseteil 50 aufgenommen ist und daß das freie Ende der Rippe 56 in einer Aufnahme am ersten Gehäuseteil 20 aufgenommen ist.
Anschließend ist in der Ebene g ein Halteabschnitt angeordnet, wie er grundsätzlich aus der Ebene c bekannt ist. Die beiden Schenkel 32, 34 bestimmen einen Querschnitt, der bezüglich der Mittelachse M in entgegengesetzter Richtung versetzt ist wie in der Ebene c.
Zum Inneren des Gehäuses hin ist noch ein Querschnitt angeordnet, wie er aus Ebene b bekannt ist. Das Kabel weist also seinen kreisförmigen Querschnitt auf.
Aufgrund dieser Abfolge von Verformungselementepaaren ergibt sich in negativer X-Richtung des Kabels betrachtet eine Abfolge von unterschiedlichen Kabelquerschnitten: Beim Eintritt in die Kabelklemme 10 weist das Kabel einen runden Querschnitt auf. Anschließend wird das Kabel in einen ovalen Querschnitt verformt, dessen längere Halbachsen in der Z-Richtung ausgerichtet sind, da die Klemmrichtung etwa entlang der Y-Achse ausgerichtet ist. Daran anschließend wird das Kabel in einen eingeschnürt elliptischen Querschnitt verformt, wobei die längeren Halbachsen der Ellipse in der Y-Richtung ausgerichtet sind, da die Klemmrichtung entlang der Z-Achse ausgerichtet ist. Anschließend wird das Kabel wieder in einen elliptischen Querschnitt umgeformt, dessen längere Halbachsen in der Z-Richtung ausgerichtet sind. Schließlich hat das Kabel im Inneren der Kabelklemme wieder einen kreisförmigen Querschnitt. Zusätzlich wird das Kabel im Bereich der Halteabschnitte, die sich in den Ebenen c und g befinden, von der Mittelachse M ausgelenkt. Aufgrund dieser Gestaltung ergibt sich bei vergleichsweise geringen Druckkräften, die beim Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile 20, 50 aufgebracht werden müssen, eine sehr große Haltekraft. Da nur sehr geringe Druckkräfte aufgebracht werden müssen, sind nur vergleichsweise wenige Schrauben oder vergleichbare Elemente erforderlich, um die beiden Gehäuseteile miteinander zu verbinden. Außerdem muß das Gehäuse nicht aufwendig versteift oder besonders massiv ausgeführt werden, da nur geringe Klemmkräfte von den Schrauben aufgebracht und zu den entsprechenden Stellen des Gehäuses geleitet werden müssen. In Abhängigkeit von den jeweiligen Abmessungen und dem aufgenommenen Kabel können Haltekräfte bis über 100 N erzielt werden. Aufgrund der relativ geringen Druckkräfte, die auf das Kabel ausgeübt werden müssen, um die gewünschten Haltekräfte zu erzielen, spielen Setzungserscheinungen des Kabels, insbesondere des Mantels, eine sehr viel geringere Rolle aus bei Kabelklemmen aus dem Stand der Technik, die mit sehr viel größeren Druckkräften arbeiten müssen.
Wenn eine abgeschirmte Kabelklemme zusammen mit einem abgeschirmten Kabel verwendet wird, können die Verformungselemente in der Ebene e zusammen mit denen aus der Ebene d und/oder der Ebene f dazu verwendet werden, die Abschirmung des Kabels elektrisch zu kontaktieren. Da auf diese Weise die Abschirmung an insgesamt mindestens vier Stellen kontaktiert wird, die im Winkelabstand von 90° zueinander mit einem geringfügigen Versatz in der X-Richtung angeordnet sind, entspricht die Kontaktierung der Abschirmung qualitativ annähernd einer solchen Kontaktierung, die beispielsweise durch eine die Abschirmung um 360° umschließende Schelle erhalten wird.

Claims (16)

  1. Kabelklemme (10) zum mechanischen Halten und elektrischen Anschließen eines Kabels (12), mit einem zweiteiligen Gehäuse (20, 50) und einer Klemmvorrichtung (16) für ein in das Gehäuse (20, 50) einzulegendes Kabel (12), wobei mindestens zwei Paare von einander gegenüberliegenden Verformungselementen (22, 52; 24, 54) vorgesehen sind, die bei geschlossenem Gehäuse (20, 50) und eingelegtem Kabel an diesem angreifen und es verformen, und wobei die beiden Paare, entlang der Längsachse (M) des in die Kabelklemme einzulegenden Kabels betrachtet, hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungselemente (22, 52) des ersten Paares einander in einer Klemmrichtung gegenüberliegen, die von der Klemmrichtung abweicht, in der sich die Verformungselemente (24, 54) des zweiten Paares gegenüberliegen.
  2. Kabelklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem ersten Verformungselementepaar (22, 52) bestimmte Klemmrichtung um etwa 90° gegenüber der Klemmrichtung verdreht ist, die von dem zweiten Verformungselementepaar (24, 54) bestimmt ist.
  3. Kabelklemme nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Verformungselementepaar (26, 56) vorgesehen ist, das so angeordnet ist, daß das zweite Verformungselementepaar (24, 54) zwischen dem dritten Vorformungselementepaar (26, 56) und dem ersten Verformungselementepaar (22, 52) angeordnet ist, wobei die von dem dritten Verformungselementepaar (26, 56) bestimmte Klemmrichtung etwa mit der von dem ersten Verformungselementepaar (22, 52) bestimmten Klemmrichtung übereinstimmt.
  4. Kabelklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verformungselement (22, 24, 26) eines Paares an dem ersten Teil (20) des Gehäuses und das zugehörige andere Verformungselement (52, 54, 56) an dem zweiten Teil (50) des Gehäuses angebracht ist.
  5. Kabelklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verformungselement (22, 24, 26, 52, 54, 56) aus einer Rippe besteht, die sich in einer Ebene senkrecht zur Längsachse (M) des in der Kabelklemme aufzunehmenden Kabels (12) erstreckt.
  6. Kabelklemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (22, 26; 52, 56) an dem Kabel mit einer geraden Kante (23, 27; 53, 57) angreift, die bezüglich einer Tangente an den Außenumfang des einzulegenden Kabels (12) geringfügig geneigt ist.
  7. Kabelklemme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade Kante (23, 27; 53, 57) an einem Ende mit einer Einführschräge versehen ist.
  8. Kabelklemme nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanten (23, 27; 53, 57) einander in einer Klemmrichtung gegenüberliegen, die etwa senkrecht zu der Richtung (P) ist, in der das Gehäuse (20, 50) geschlossen wird.
  9. Kabelklemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (24, 54) an dem Kabel (12) mit einem Vorsprung angreift.
  10. Kabelklemme nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung einen Scheitelpunkt (25, 55) aufweist, der an dem Kabel (12) angreift.
  11. Kabelklemme nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (r) im Scheitelpunkt (25, 55) kleiner ist als der Radius des Außenumfangs des einzulegenden Kabels (12).
  12. Kabelklemme nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorsprünge einander in einer Klemmrichtung gegenüberliegen, die etwa mit der Richtung (P) übereinstimmt, in der das Gehäuse (20, 50) geschlossen wird.
  13. Kabelklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein U-förmiger Halteabschnitt vorgesehen ist, wobei der Abstand zwischen den beiden Schenkeln (28, 30; 32, 34) des Halteabschnitts kleiner ist als der Außendurchmesser des einzulegenden Kabels (12).
  14. Kabelklemme nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteabschnitt gegenüber den Verformungselementepaaren seitlich versetzt ist, so daß das einzulegende Kabel (12) von einer Mittelachse (M) ausgelenkt wird.
  15. Kabelklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungselementepaare elektrisch leitend sind und an einer Abschirmung des eingelegten Kabels (12) elektrisch leitend angreifen.
  16. Kabelklemme nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (20, 50) elektrisch leitend sind.
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