EP3066720B1

EP3066720B1 - Elektrischer verbinder mit einer mantelklemme

Info

Publication number: EP3066720B1
Application number: EP14792836.0A
Authority: EP
Inventors: Joachim Bury; Thomas Salomon
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-11-03
Also published as: CN105745791B; WO2015063305A1; US20160268705A1; EP3066720A1; US9812793B2; WO2015063305A9; CN105745791A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder zum elektrischen Kontaktieren eines elektrischen Leiters mit einer Mantelklemme zum Einlegen des elektrischen Leiters.
Aus der Druckschrift DE 683 862 A ist eine als Mantelklemme ausgebildete Klemme bekannt. Die Mantelklemme weist einen als Überwurfmutter ausgebildeten Mantel auf. Das mit dem Mantel drehbar verbundene Druckstück wird gegenüber einem Fußstück durch eine Schraubensicherung verriegelt. Mit der Mantelklemme können zwei abisolierte Leitungsenden in antiparalleler Ausrichtung fixiert werden. Jedoch lässt diese Form der Leiterzuführung einen Anschluss eines weiteren Leiters in senkrechter Richtung bei geringem Bauraumbedarf nicht zu.
In der US 7,559,810 B1 ist eine Basis mit Anschlussausnehmungen offenbart, wobei in die Anschlussausnehmungen Halter eingeführt sind, welche jeweils eine Plattform mit einer Öffnung und einen Anschlussstift aufweisen.
In der Druckschrift DE 20 2011 103 484 U1 ist ein Kontaktelement mit einem länglichen, hohlzylinderartigen Aufnahmeabschnitt und einer Klemmfeder offenbart, welche jeweils an einem Anschlussabschnitt befestigt sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Verbinder zum elektrischen Kontaktieren von elektrischen Leitern bereitzustellen, der einen geringen Bauraum in Anspruch nimmt und weitere Anschlüsse zulässt.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch einen elektrischen Verbinder zum elektrischen Kontaktieren eines elektrischen Leiters mit einer Mantelklemme zum Einlegen des elektrischen Leiters, einem Steckkontaktstift zum Aufstecken einer Buchse und einer Kontaktbrücke gelöst, auf der die Mantelklemme und der Steckkontaktstift befestigt sind, wobei die Mantelklemme ein Mantelklemmenunterteil und ein aufschraubbares Mantelklemmenoberteil umfasst, wobei das Mantelklemmenoberteil eine Aufnahme für ein Drehwerkzeug, insbesondere einen Schlitz, eine Nut, einen Sechskantkopf oder ein Sechskantloch zum Einsetzen eines Drehwerkzeugs umfasst, wobei die Mantelklemme eine u-förmige Aussparung zum Einlegen des elektrischen Leiters umfasst, wobei die Kontaktbrücke eine Mantelklemmenöffnung zum elektrischen Verbinden mit der Mantelklemme umfasst, und wobei die Kontaktbrücke eine Stiftöffnung zum Einsetzen des Steckkontaktstifts umfasst. Durch die Kombination einer Mantelklemme mit einem Stift-Buchse-Kontakt mit einer Stromschiene als Kontaktbrücke wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Anschluss- und Verteilerfunktionen der Mantelklemme für die parallel eingeführten/durchgeführten flexiblen Leiter und die Steckfunktionen des Stift-Buchse-Kontakts versetzt sind und sich in unterschiedlichen Ebenen befinden, ohne sich gegenseitig bei der Montage zu stören. Der elektrische Verbinder kann beispielsweise in einer Funktionskomponente der Automatisierungstechnik, beispielsweise in einem Komponentenaufbausystem, insbesondere in einem Feldbussystem, eingesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders ist die Mantelklemme auf der Kontaktbrücke elektrisch verbunden, insbesondere aufgeschraubt, genietet, verpresst oder punktgeschweißt ist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass auf einfache technische Weise eine feste Verbindung zwischen der Mantelklemme und der Kontaktbrücke hergestellt werden kann.
Der elektrische Verbinder umfasst eine Kontaktbrücke, die ihrerseits eine Mantelklemmenöffnung zum elektrischen Verbinden mit der Mantelklemme umfasst. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Mantelklemme in die Kontaktbrücke eingesetzt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders umfasst die Mantelklemme einen Gewindestift zum Befestigen der Mantelklemme an der Kontaktbrücke mittels einer Mutter. Alternativ kann ein Befestigen mittels einer Niete, einer Verpressung oder einer Punktverschweißung erreicht werden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die eingesetzte Mantelklemme auf einfache Weise befestigen lässt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders ist zwischen der Mutter und der Kontaktbrücke eine Tellerfeder angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein unbeabsichtigtes Lösen der Mantelklemme verhindert wird.
Der elektrische Verbinder umfasst eine Kontaktbrücke, die ihrerseits eine Stiftöffnung zum Einsetzen des Steckkontaktstifts umfasst. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Steckkontaktstifts auf einfache Weise befestigt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders umfasst die Stiftöffnung radiale Aussparungen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass nachgebende Abschnitte um die Stiftöffnung herum erzeugt werden, die ein Einsetzen des Steckkontaktstifts erleichtern.
Die Mantelklemme umfasst ein Mantelklemmenunterteil und ein aufschraubbares Mantelklemmenoberteil. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich der elektrische Leiter auf einfache Weise befestigen lässt.
Das Mantelklemmenunterteil umfasst eine u-förmige Aussparung zum Einlegen des elektrischen Leiters. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Leiter von dem Mantelklemmenunterteil umgeben wird und zuverlässig eingeklemmt werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders ist die u-förmige Aussparung oben abgeschrägt, um ein einfaches Einsetzen des Druckstückes zu ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders umfasst das Mantelklemmenoberteil eine Aufnahme für ein Drehwerkzeug, insbesondere einen Schlitz, eine Nut, einen Sechskantkopf oder ein Sechskantloch zum Einsetzen eines Drehwerkzeugs. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein hoher Anpressdruck auf die elektrischen Leiter erzeugt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders ist das Mantelklemmenoberteil hülsenförmig zum Aufnehmen des Mantelklemmenunterteils ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den Leitern hergestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders umfasst das Mantelklemmenoberteil ein drehbar im Inneren gelagertes Druckstück. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Druckstück in der u-förmigen Aussparung auf die elektrischen Leiter gedrückt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders umfasst das Mantelklemmenoberteil einen festen Druckstift im Inneren. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Druckstift auf die elektrischen Leiter gedrückt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders umfasst der Steckkontaktstift einen konisch zulaufenden Abschnitt zum Einsetzen in die Stiftöffnung. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein Verklemmen bei der Montage des Steckkontaktstifts verhindert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders umfasst der Steckkontaktstift einen Anschlagsabschnitt zum Bilden eines Anschlags beim Einsetzen des Steckkontaktstifts in die Stiftöffnung. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Steckkontaktstift in der exakt vorgesehenen Position eingesetzt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Verbinders erstreckt sich der Steckkontaktstift parallel zu der Mantelklemme. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass seitlich elektrische Leiter zu der Mantelklemme zugeführt werden können und von oben eine Buchse zum Herstellen eines weiteren elektrischen Kontaktes auf den Steckkontaktstift aufgesetzt werden kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch eine Anschlussvorrichtung mit einem elektrischen Verbinder zum Verbinden von elektrischen Leitern, der eine Mantelklemme und einen Steckkontaktstift, und einem Kontaktträger zum Aufnehmen des elektrischen Verbinders gelöst, der eine Mantelklemmenöffnung zum Einlegen der elektrischen Leiter in die Mantelklemme und eine Stecköffnung zum Aufstecken einer Buchse auf den Steckkontaktstift umfasst. Die Anschlussvorrichtung umfasst einen Zuführkanal zwischen der Mantelklemmenöffnung und der Mantelklemme. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Anschluss- und Verteilerfunktionen der Mantelklemme für die eingeführten/durchgeführten flexiblen Leiter kompakt angeordnet sind und eine größere Verdichtung des Verdrahtungsraums gegenüber einer Verwendung von Installationsboxen mit mehrpoligen Standardklemmen und Brücken erreicht wird.
Die Anschlussvorrichtung kann beispielsweise in einer Funktionskomponente der Automatisierungstechnik, beispielsweise in einem Komponentenaufbausystem, insbesondere in einem Feldbussystem, eingesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung ist die Mantelklemmenöffnung an einer Seitenwand des Kontaktträgers angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die elektrische Leitung auf einfache Weise zugeführt werden kann, wenn die Anschlussvorrichtung an einer Wand montiert ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung umfasst der Kontaktträger eine erste Mantelklemmenöffnung an einer Seitenwand und eine zweite Mantelklemmenöffnung an einer gegenüberliegenden Seitenwand. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein durchgehender Zuführkanal zum Verbinden von elektrischen Leitern erzeugt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung ist die Stecköffnung an einer Oberseite des Kontaktträgers angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Abzweigung in Stecktechnik senkrecht zur Verdrahtungsebene ermöglicht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung umfasst der Kontaktträger eine isolierende Markierungskappe zum Aufsetzen auf ein Mantelklemmenoberteil der Mantelklemme. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass farblich unterschiedliche Markierungskappen zur Kennzeichnung einzelner Anschlüsse verwendet werden können und die Berührsicherheit erhöht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung umfasst die isolierende Markierungskappe ein Rändelradprofil. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Mantelklemmenoberteil von Hand betätigt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung umfasst die isolierende Markierungskappe eine Aussparung zum Freilegen einer Nut des Mantelklemmenoberteils der Mantelklemme. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sowohl ein Drehwerkzeug als auch eine Messspitze zum Abgreifen einer Spannung in das Mantelklemmenoberteil eingesetzt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung umfasst der Kontaktträger einen Schraubkanal zum Einsetzen des drehbaren Mantelklemmenoberteils der Mantelklemme. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Mantelklemmenoberteil berührsicher in der Anschlussvorrichtung geführt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung umfasst der Kontaktträger einen Farbmarkiereinsatz zum Einsetzen in den Schraubkanal. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine benutzerspezifische Farbkennzeichnung und Beschriftung der Anschlussbereiche erreicht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung umfasst der Kontaktträger ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein modularer Aufbau der Anschlussvorrichtung erreicht wird und das Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil als Spritzgussformteile ausgebildet sein können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung ist der elektrische Verbinder mit dem Steckkontaktstift in eine Aussparung in dem Gehäuseunterteil eingesetzt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der elektrische Verbinder beim Zusammensetzen der Anschlussvorrichtung vorgehaltert werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung sind das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil miteinander verrastet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Anschlussvorrichtung auf einfache Weise hergestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung ist der elektrische Verbinder zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil fixiert. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass die Anschlussvorrichtung auf einfache Weise hergestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung umfasst der Kontaktträger ein Elastomerelement zum Fixieren des elektrischen Leiters in der Mantelklemmenöffnung. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der elektrische Leiter in einem Zuführkanal eingeklemmt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Anschlussvorrichtung weist der Kontaktträger eine Mehrzahl von Aufnahmen für je einen elektrischen Verbinder auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine mehrere elektrische Leitungen mit einer einzigen Anschlussvorrichtung verbunden werden können.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Ansicht einer Anschlussvorrichtung;
Fig. 2: eine Ansicht einer weiteren Anschlussvorrichtung;
Fig. 3: eine Explosionsansicht der Anschlussvorrichtung;
Fig. 4: eine weitere Ansicht der Anschlussvorrichtung mit eingesetzten elektrischen Leitern;
Fig. 5: eine vergrößerte Ansicht durch die Anschlussvorrichtung;
Fig. 6: eine vergrößerte Querschnittsansicht durch die Anschlussvorrichtung;
Fig. 7: eine Aufsicht auf die Anschlussvorrichtung;
Fig. 8: eine vergrößerte Aufsicht auf die Anschlussvorrichtung;
Fig. 9: eine Untersicht auf die Anschlussvorrichtung;
Fig. 10: eine Explosionsdarstellung eines elektrischen Verbinders;
Fig. 11: eine seitliche Explosionsdarstellung des elektrischen Verbinders;
Fig. 12: eine weitere seitliche Explosionsdarstellung des elektrischen Verbinders;
Fig. 13: eine Seitenansicht des elektrischen Verbinders;
Fig. 14: eine Ansicht des zusammengesetzten elektrischen Verbinders;
Fig. 15: eine Ansicht des zusammengesetzten elektrischen Verbinders mit eingesetzten Leitern;
Fig. 16: eine Ansicht einer Anordnung aus mehreren elektrischen Verbindern;
Fig. 17: eine Seitenansicht einer Anordnung aus mehreren elektrischen Verbindern;
Fig. 18: eine Aufsicht einer Anordnung aus mehreren elektrischen Verbindern; und
Fig. 19: eine Ansicht einer Anordnung aus mehreren elektrischen Verbindern mit entsprechenden Leitern.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer Anschlussvorrichtung 200. Die Anschlussvorrichtung 200 dient zum elektrischen Verbinden von elektrischen Leitern. Dazu umfasst die Anschlussvorrichtung 200 mehrere elektrische Verbinder, die im Inneren der Anschlussvorrichtung 200 in einem speziell gestalteten Kontaktträger 201 und 203 angeordnet sind.
Der Kontaktträger 201 umfasst ein Gehäuseoberteil 201 und ein Gehäuseunterteil 203. Zwischen dem Gehäuseoberteil 201 und dem Gehäuseunterteil 203 sind die elektrischen Verbinder eingelegt und fixiert. In dem Gehäuseoberteil 201 und dem Gehäuseunterteil 203 sind Rastmittel zum Verrasten des Gehäuseoberteils 201 mit dem Gehäuseunterteil 203 angeordnet.
Die elektrischen Verbinder umfassen jeweils eine Mantelklemme und einen Steckkontaktstift 109. Die Mantelklemme ermöglicht den Anschluss mehrerer unkonfektionierter feindrahtiger Leiter in unterschiedlichen Querschnitten ohne Einschränkung der Übersichtlichkeit in einem Montagebereich.
Das Gehäuseoberteil 201 umfasst mehrere Mantelklemmenöffnungen 205, über die die elektrischen Leiter seitlich in die Mantelklemmen der elektrischen Verbinder eingeführt werden. Die Mantelklemmenöffnungen 205 sind der Seitenwand des Kontaktträgers angeordnet. Die Anschlussvorrichtung 200 umfasst einen Zuführkanal zwischen der Mantelklemmenöffnung 205 und der Mantelklemme. An der Oberseite des Gehäuseoberteils 201 befinden sich mehrere Stecköffnungen 207, die zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mittels des Steckkontaktstifts 109 dienen.
Um die im Inneren des Kontaktträgers 201 und 203 gelegene Mantelklemme zu öffnen und zu schließen, ist eine drehbare Markierungskappe 209 vorgesehen, die auf ein Mantelklemmenoberteil gesetzt ist. Die Markierungskappe 209 ist durch einen Benutzer ersetzbar, so dass je nach einer verwendeten Farbe der Markierungskappe 209 ein Leitertyp gekennzeichnet werden kann. Die Markierungskappe 209 ist aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet und dient zum Aufsetzen auf das Mantelklemmenoberteil 105 der Mantelklemme 103, 105.
Die Markierungskappe 209 umfasst einen Rand mit einem Rändelradprofil 211, so dass diese griffig durch einen Benutzer von Hand gedreht werden kann. Daneben umfasst die Markierungskappe 209 eine Aussparung 213 zum Freilegen einer Nut des Mantelklemmenoberteils der Mantelklemme.
In einem Schraubkanal für die Mantelklemme ist ein Farbmarkiereinsatz 217 eingesetzt, der je nach gewünschter Farbe durch einen Benutzer ersetzt werden kann. Durch die Farbmarkiereinsätze 217 wird eine Farbkennzeichnung und Beschriftung der Anschlussbereiche erreicht.
An der Eintrittsstelle der elektrischen Leiter in den Kontaktträger 201 sind zylinderförmige Elastomerelemente 219 angeordnet, welche die Leiter in Position halten. Die Elastomerelemente 219 passen sich durch ihre besondere Formgebung und ihren inneren Aufbau an die unterschiedlichen Leiterdurchmesser an. Durch die Wandung des nach oben abgehenden Stiftkontakts des Doppelsteckabgangs wird eine Gegenkraft erzeugt.
Der Farbmarkiereinsatz 217 ist in dem Schraubkanal verschiebbar angeordnet, so dass beim Zudrehen der Markierungskappe 209 der Farbmarkiereinsatz 217 zugleich in Richtung eines Elastomerelement 219 bewegt wird. Der Farbmarkiereinsatz 217 dient somit zudem als Kompressionseinrichtung für das Elastomerelement 219.
Das Elastomerelement 219 ist seitlich in der Mantelklemmenöffnung 205 angeordnet, so dass sich ein eingesetzter Leiter zwischen einer Innenwand der Mantelklemmenöffnung 205 und dem Elastomerelement 219 befindet. Wird das Elastomerelement 219 von Oben durch den Farbmarkiereinsatz 217 komprimiert, dehnt sich dieses seitlich aus und fixiert dadurch den eingesetzten elektrischen Leiter. Eine zentrale Aussparung 221 im Inneren des Elastomerelements 219 erleichtert die seitliche Ausdehnung des Elastomerelements 219.
Unter Elastomeren werden formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe verstanden, deren Glasübergangstemperatur sich unterhalb der Einsatztemperatur befindet. Die Elastomere können sich bei Zug und Druck elastisch verformen, finden danach aber wieder in ihre ursprüngliche, unverformte Form zurück. Das Elastomer kann aus einem Material gefertigt sein, das Naturkautschuk und/oder Silikonkautschuk enthält.
Durch die Anschlussvorrichtung 200 werden ein Anschluss und eine Wiederverbindung von zwei oder mehr geschnittenen, feindrahtigen elektrischen Leitern eines Hauptstromkreises ohne relevanten Übergangswiderstand und mit geringer Verlustwärme ermöglicht. Zudem entsteht durch den Steckkontaktstift 109 ein offener Klemmbereich, in dem die Leiterzuführungsrichtung senkrecht zum Leiter statt in Leiterrichtung verläuft. Die Anordnung des Steckkontaktstifts 109 ermöglicht eine Kontaktierung zu weiteren Montage- und Installationsebenen. Die Anschlussvorrichtung 200 umfasst jeweils fünf elektrische Anschlüsse mit den jeweiligen Anschlussmöglichkeiten. Durch die Anschlussvorrichtung 200 wird eine Verdichtung des Verdrahtungsraums gegenüber einer Verwendung von Installationsboxen mit mehrpoligen Standardklemmen und Brücken erreicht und eine Abzweigung vom mehrpoligen Leiterklemmbereich in Stecktechnik senkrecht zur Verdrahtungsebene ermöglicht.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer weiteren Anschlussvorrichtung 200. Die Anschlussvorrichtung 200 umfasst zehn elektrische Verbinder mit den jeweiligen Anschlussmöglichkeiten. Die elektrischen Verbinder sind abwechselnd entgegengesetzt im Inneren des Kontaktträgers 201 und 203 zueinander orientiert. Das Elastomerelement 219 ist zwischen zwei Mantelklemmenöffnungen 205 angeordnet, so dass beim Komprimieren des Elastomerelement 219 gleichzeitig je ein oder zwei linke und rechte elektrischer Leiter fixiert werden können. Zudem umfasst das Elastomerelement 219 ein seitliches Halteprofil 223, das die Haftung an dem eingesetzten elektrischen Leiter erhöht. Das Elastomerelement 219 ist zwischen dem Farbmarkiereinsatz 217 und dem Kontaktträger 201, 203 angeordnet.
Eine erste Mantelklemmenöffnung 205 ist an einer Seitenwand und eine zweite Mantelklemmenöffnung 205 an einer gegenüberliegenden Seitenwand angeordnet, so dass diese einen durchgehenden Zuführkanal zum Einlegen eines elektrischen Leiters in den Kontaktträger 201 bilden. Der Kontaktträger 201 umfasst eine Mantelklemmenöffnung 205 mit einem ersten Elastomerelement 219 an dessen Seitenwand und eine zweite Mantelklemmenöffnung 205 mit einem zweiten Elastomerelement 219 an der gegenüberliegenden Seitenwand.
Auf die im Kontaktträger 201 eingebettete Klemmstelle laufen daher beidseitig Zuführkanäle für die isolierten Leiter zu. In die Zuführkanäle können feindrähtige und unkonfektionierte Leitungen unterschiedlicher Querschnitte eingelegt werden. Ein in die offene Klemmstelle eingelegter und abisolierter Leiter wird in dem Zuführkanal in Position gehalten, während weitere Leiter in die Klemmstelle eingelegt werden können. Die Leiter können von beiden Seiten eingelegt und gehalten werden
Fig. 3 zeigt eine Explosionsansicht der Anschlussvorrichtung 200. Die Anschlussvorrichtung 200 ist aus dem Gehäuseunterteil 203, den eingesetzten elektrischen Verbindern 100 mit einem Mantelklemmenunterteil 103 und dem Steckkontaktstift 109, dem Gehäuseoberteil 201, den Elastomerelementen 219, den Farbmarkiereinsätzen 217, den Mantelklemmenoberteilen 105 und den Markierungskappen 209 zusammengesetzt. Das Mantelklemmenoberteil 105 dient zum hülsenförmigen Aufnehmen des Mantelklemmenunterteils 103.
Das Gehäuseoberteil 201 umfasst die Schraubkanäle 215, in die die Farbmarkiereinsätze 217 zusammen mit den Mantelklemmenoberteilen 105 und den Farbmarkiereinsätzen 217 eingesetzt werden. Der Kontaktträger 201, 203 umfasst daher den Schraubkanal 215 zum Einsetzen des drehbaren Mantelklemmenoberteils 105 der Mantelklemme 103, 105.
Zudem umfasst das Gehäuseoberteil 201 Dorne 225 zum Aufsetzen der Elastomerelemente 219. Zu diesem Zweck weisen die Elastomerelemente 219 ebenfalls eine durchgehende Aussparung 227 auf, in die die Dorne 225 eingesetzt werden. Die Dorne 225 und die Aussparungen 227 sind im Querschnitt kreuzförmig, so dass ein Verdrehen der Elastomerelemente 219 verhindert wird. Die Elastomerelemente 219 weisen eine zylindrische Grundform auf. Nach dem Zusammensetzen der Anschlussvorrichtung ragen die Dorne 225 in die Farbmarkiereinsätze 217 hinein. Hierzu weisen die Farbmarkiereinsätze 217 eine entsprechende Aussparung auf. Dadurch kann ein Abknicken der Dorne 225 verhindert werden.
Das Gehäuseunterteil 203 umfasst zu jedem elektrischen Verbinder 100 eine Aussparung 229, in die ein unterer Abschnitt der Steckkontaktstifte 109 eingesetzt wird. Der elektrische Verbinder 100 ist mit dem Steckkontaktstift 109 in das Gehäuseunterteil (203) eingesetzt. Dadurch können die elektrischen Verbinder 100 in dem Gehäuseunterteil 203 vorgehaltert werden und die Montage der Anschlussvorrichtung 200 vereinfacht sich beim Zusammensetzen der Einzelkomponenten.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ansicht der Anschlussvorrichtung 200 mit eingesetzten elektrischen Leitern 101. Die elektrischen Leiter 101 sind von beiden Seiten in die jeweilige Mantelklemmenöffnung 205 einsetzt und erstrecken sich bis zur Mantelklemme 103 und 105. In den Mantelklemmenöffnungen 205 laufen die elektrischen Leiter 101 seitlich an den Elastomerelementen 219 vorbei. Beim Zusammendrücken der Elastomerelemente 219 werden die elektrischen Leiter 101 zwischen den Elastomerelementen 219 und einer nicht-gezeigten Seitenwand eingeklemmt.
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht durch die Anschlussvorrichtung 200 mit eingesetzten elektrischen Leitern 101. Die abisolierten Enden der elektrischen Leiter 101 liegen in einer u- förmigen Aufnahme 107 des Mantelklemmenunterteils 103 und werden durch ein Druckstück 131 in dem Mantelklemmenoberteil 105 auf das Mantelklemmenunterteil 103 gedrückt, so dass ein elektrischer Kontakt entsteht. Zu diesem Zweck wird das Mantelklemmenoberteil 105 gedreht, so dass sich dieses nach unten bewegt. Die Mantelklemme 103 und 105 ist mittels einer Mutter 117 befestigt.
An der Oberseite der Mantelklemmenöffnung 205 befindet sich eine Nut 128 oder Ähnliches zum Einsetzen eines Drehwerkzeuges, wie beispielsweise einem Schraubendreher.
Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht durch die Anschlussvorrichtung 200. Die Mantelklemme 103 und 105 befindet sich in der geöffneten Position. Die elektrischen Leiter 101 befinden sich vor den jeweiligen Elastomerelementen 219. In der Markierungskappe 209 befindet sich die Aussparung 213 zum Freilegen der darunter liegenden Nut des Mantelklemmenoberteils 105.
Fig. 7 zeigt eine Aufsicht auf die Anschlussvorrichtung 200. Die Markierungskappe 209 mit den darunter liegenden Mantelklemmen 103 und 105 sind abwechselnd links und rechts auf der Oberseite des Gehäuseoberteils 203 angeordnet. Die Steckkontaktstifte109 befinden sich jeweils neben den zugehörigen Markierungskappen 209. Die elektrischen Leiter 101 sind von links und rechts der Anschlussvorrichtung 200 in die Mantelklemmenöffnung 205 eingesetzt.
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Aufsicht auf die Anschlussvorrichtung 200. Das Elastomerelement 219 drückt seitlich auf den eingelegte elektrische Leiter 101 und fixiert diese, indem das Halteprofil 223 an dem elektrischen Leiter 101 anliegt. Die Elastomerelemente 219 üben somit durch ihre besondere Oberflächengestaltung einen Grip auf die Oberfläche der Leiterisolation aus.
Fig. 9 zeigt eine Untersicht auf das Gehäuseoberteil 201 der Anschlussvorrichtung 200. Die Mantelklemmen und die Steckkontaktstifte 109 sind über eine Kontaktbrücke 111 elektrisch miteinander verbunden und mit einem gegenseitigen Abstand auf der Kontaktbrücke 111 befestigt. Die Kontaktbrücken 111 sind diagonal im inneren des Kontaktträgers 201 und 203 angeordnet.
Fig. 10 zeigt eine Explosionsdarstellung eines elektrischen Verbinders 100. Der elektrische Verbinder 100 ist aus dem Steckkontaktstift 109, der plattenförmigen Kontaktbrücke 111 und der Mantelklemme mit dem Mantelklemmenunterteil 103 und dem Mantelklemmenoberteil 105 zusammengesetzt. Die plattenförmige Kontaktbrücke 111 ist aus einem Metallstreifen gebildet und umfasst eine Mantelklemmenöffnung 113 zum Einsetzen der Mantelklemme 103, 105 und eine Stiftöffnung 121 zum Einsetzen des Steckkontaktstifts 109. Die Kontaktbrücke 111 weist eine rechteckige Grundform auf, deren Seiten halbrund sind.
Der Steckkontaktstift 109 umfasst einen konisch zulaufenden Abschnitt 127 und einen Anschlagsabschnitt 129. Der konisch zulaufende Abschnitt 127 verbreitert sich zum Anschlagsabschnitt 129 hin, so dass dieser beim Einsetzen in die Stiftöffnung 121 zunehmend Halt findet. Der Anschlagsabschnitt 129 bildet einen Anschlag beim Einsetzen des Steckkontaktstifts 109, so dass der Steckkontaktstift 109 in der vorgesehen Position befestigt werden kann.
Radial um die Stiftöffnung 121 sind Aussparungen 123 angeordnet, durch die um die Stiftöffnung 121 herum federnde Abschnitte in der Kontaktbrücke 111 erzeugt werden, die beim Einsetzen des konisch zulaufenden Abschnitts 127 leicht nachgeben und den Steckkontaktstift 109 an der Kontaktbrücke 111 fixieren.
Das Mantelklemmenunterteil 103 umfasst eine u-förmige Aufnahme 107 zum Einlegen der elektrischen Leiter. Zudem umfasst das Mantelklemmenunterteil 103 einen Gewindestift 115 mit einem Außengewindeabschnitt, der in die Mantelklemmenöffnung 113 der Kontaktbrücke 111 eingesetzt wird. Anschließend wird das Mantelklemmenunterteil 103 mit einer Mutter 117 und einer Tellerfeder 119 an der Kontaktbrücke 111 befestigt.
Das Mantelklemmenoberteil 105 wird auf das Mantelklemmenunterteil 103 aufgeschraubt, so dass die eingelegten elektrischen Leiter, zwischen beiden Teilen eingeklemmt werden. Zum Festdrehen des Mantelklemmenoberteils 105 auf dem Mantelklemmenunterteil 103 ist an der Oberseite die Nut 125 vorgesehen, in die ein Schraubendreher eingesetzt werden kann.
Fig. 11 zeigt eine seitliche Explosionsdarstellung des elektrischen Verbinders 100. An der Unterseite des Mantelklemmenoberteils 105 ragt das Druckstück 131 heraus. Das Druckstück 131 ist drehbar in dem Inneren des hülsenförmigen Mantelklemmenoberteils 105 gelagert und wird beim Aufsetzen des Mantelklemmenoberteils 105 auf das Mantelklemmenunterteil 103 in die u-förmige Aufnahme eingesetzt. Beim Zusammendrehen des Mantelklemmenoberteils 105 und des Mantelklemmenunterteil 103 wird das Druckstück 131 auf die in der Aufnahme 107 liegenden elektrischen Leiter gedrückt, so dass zwischen diesen ein elektrischer Kontakt hergestellt werden kann.
Fig. 12 zeigt eine weitere seitliche Explosionsdarstellung des elektrischen Verbinders 100. In dieser Ansicht ist der Steckkontaktstift 109 in die Stecköffnung 121 in der Kontaktbrücke 111 eingesetzt. Zwischen dem Steckkontaktstift 109 und der Kontaktbrücke 111 entsteht eine leitende Verbindung. Der Steckkontaktstift 109 ragt senkrecht aus der Kontaktbrücke 111 heraus.
Fig. 13 zeigt eine Seitenansicht des elektrischen Verbinders 100. In dieser Ansicht ist das Mantelklemmenunterteil 103 mittels der Mutter 117 auf der Kontaktbrücke 111 aufgeschraubt. Dadurch entsteht eine leitende Verbindung zwischen der Kontaktbrücke 111 und dem Mantelklemmenunterteil 103. Die Tellerfeder 119 ist zwischen der Kontaktbrücke 111 und der Mutter 117 eingesetzt. Durch die Tellerfeder 119 wird die Schraubverbindung unter Spannung gehalten und ein Lösen der Mutter 117 verhindert. Der Steckkontaktstift 109 erstreckt sich parallel zu der Mantelklemme 103, 105.
Fig. 14 zeigt eine Ansicht des zusammengesetzten elektrischen Verbinders 100. In dieser Ansicht ist das Mantelklemmenoberteil 105 auf das Mantelklemmenunterteil 103 aufgeschraubt. Zwischen den beiden Teilen befindet sich die Aufnahme 107, in die elektrischen Leiter eingelegt werden. Die Mantelklemme 103 und 105 ist derart ausgerichtet, dass die Einsatzrichtung der Leiter in die Aufnahme 107 nicht durch den Steckkontaktstift 109 verdeckt oder behindert wird.
Bei der Montage des elektrischen Verbinder 100 in dem Kontaktträger 203 wird der Anschlagsabschnitt 129 formschlüssig in die Aussparung 229 in dem Gehäuseunterteil 203 eingesetzt. Zu diesem Zweck weist der Anschlagsabschnitt 129 an der Unterseite Federsegmente 133 auf, die beim Einsetzen zusammengedrückt werden und den Steckkontaktstift 109 in der Aussparung 229 halten.
Fig. 15 zeigt eine Ansicht des zusammengesetzten elektrischen Verbinders 100 mit eingesetzten Leitern 101. Der elektrische Leiter 101 läuft seitlich an dem Kontaktstift 109 vorbei. Der elektrische Leiter 101 ist beispielsweis ein Kabel, dessen abisolierte Enden in der Aufnahme 107 eingesetzt sind. Nach dem Zudrehen des Mantelklemmenoberteils 105 wird ein elektrischer Kontakt zwischen den elektrischen Leitern hergestellt.
Fig. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung aus mehreren elektrischen Verbindern 100, so wie diese in dem Kontaktträger 201 und 203 der Anschlussvorrichtung 200 angeordnet sind. Durch die gezeigte Anordnung lassen sich die elektrischen Leiter räumlich dichter als durch eine Kombination von Klemmen mit ähnlicher Aufgabenstellung zusammenfassen.
Fig. 17 zeigt eine Seitenansicht einer Anordnung aus mehreren elektrischen Verbindern 100, so wie diese in dem Kontaktträger 201 und 203 der Anschlussvorrichtung 200 angeordnet sind. Die Mantelklemmen 105 und die Steckkontaktstifte 109 sin parallel zueinander ausgerichtet.
Fig. 18 zeigt eine Aufsicht einer Anordnung aus mehreren elektrischen Verbindern 100, so wie diese in dem Kontaktträger 201 und 203 der Anschlussvorrichtung 200 angeordnet sind. Die Kontaktbrücken 111 der äußeren elektrischen Verbinder 100 sind abgewinkelt. Die elektrischen Verbinder 100 sind diagonal angeordnet.
Fig. 19 zeigt eine Ansicht einer Anordnung aus mehreren elektrischen Verbindern 100 mit entsprechenden Leitern 101, so wie diese in dem Kontaktträger 201 und 203 der Anschlussvorrichtung 200 angeordnet sind.
Die Anschlussvorrichtung 200 kann als platzsparende Kabel-Installationstechnik für Klein- und Niederspannungsgeräte im Feld verwendet werden. Zudem stellt diese einen
Steckanschluss und eine Potential-Übergabe für modulare und stapelbare Gehäuse bereit. Durch die Anschlussvorrichtung 200 wird ein ganzheitliches Aufbaukonzept realisiert, durch das eine vorteilhafte Energieverteilung im Feld erreicht wird, d.h. außerhalb eines Schaltschranks.
Die Anschlussvorrichtung 200 mit dem Kontaktträger 201, 203 dient zum Führen und Halten der Einzelleiter ohne Einschränkung der Übersichtlichkeit im Montagebereich. Insbesondere wird ein von oben offener und beidseitig zugänglicher Klemmraum realisiert. Es wird eine hohe Fehlersicherheit durch übersichtliche Leitungsführung und farbige Kennzeichnungen erreicht und eine einfache visuelle Überprüfung nach erfolgter Installation ermöglicht. Zudem ist eine Positionierung, Führung und Halterung der Einzelleiter unterschiedlicher Querschnitte im Kontaktträger 201, 203 möglich.
Durch die Anschlussvorrichtung 200 entsteht eine hohe Berührsicherheit im installierten Zustand mit berührsicheren Messstellen an allen Potentialen. Es wird eine Kombination einer Mehrfach-Klemmstelle für unkonfektionierte Leitungen mit einer Doppel-Stecktechnik realisiert. Der Kontaktträger 201, 203 ist einfach auf einen fünfpoligen Sternverteiler für bis zu acht fünfpoligen Kabel erweiterbar. Insgesamt ergibt sich eine platzsparende Kabelinstallationstechnik für allgemeine Anschluss- und Verteilerboxen. Zudem erfolgt eine Montageunterstützung in Anschluss- und Verteilerboxen mit großer Leiteranzahl und eine optimierte Leitungsführung.
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.

BEZUGSZEICHENLISTE

100: Elektrischer Verbinder
101: Elektrischer Leiter
103: Mantelklemmenunterteil
105: Mantelklemmenoberteil
107: Aufnahme
109: Steckkontaktstift
111: Kontaktbrücke
113: Mantelklemmenöffnung
115: Gewindestift
117: Mutter
119: Tellerfeder
121: Stiftöffnung
123: Aussparungen
125: Nut
127: konisch zulaufender Abschnitt
129: Anschlagsabschnitt
131: Druckstück
133: Federsegmente

200: Anschlussvorrichtung
201: Kontaktträger - Gehäuseoberteil
203: Kontaktträger - Gehäuseunterteil
205: Mantelklemmenöffnung
207: Stecköffnung
209: Markierungskappe
211: Rändelradprofil
213: Aussparung
215: Schraubkanal
217: Kompressionseinrichtung - Farbmarkiereinsatz
219: Elastomerelement
221: Aussparung
223: Halteprofil
225: Dorn
227: Aussparung
229: Aussparung

Claims

Elektrischer Verbinder (100) zum elektrischen Kontaktieren eines elektrischen Leiters (101) mit einer Mantelklemme (103, 105) zum Einlegen des elektrischen Leiters (101), einem Steckkontaktstift (109) zum Aufstecken einer Buchse und einer Kontaktbrücke (111), auf der die Mantelklemme (103, 105) und der Steckkontaktstift (109) befestigt sind, wobei die Mantelklemme (103, 105) ein Mantelklemmenunterteil (103) und ein aufschraubbares Mantelklemmenoberteil (105) umfasst, und wobei das Mantelklemmenoberteil (105) eine Aufnahme (125) für ein Drehwerkzeug, insbesondere einen Schlitz, eine Nut, einen Sechskantkopf oder ein Sechskantloch zum Einsetzen eines Drehwerkzeugs umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
die Mantelklemme (103, 105) eine u-förmige Aussparung zum Einlegen des elektrischen Leiters (101) umfasst, dass
die Kontaktbrücke (111) eine Mantelklemmenöffnung (113) zum elektrischen Verbinden mit der Mantelklemme (103, 105) umfasst, und dass
die Kontaktbrücke (111) eine Stiftöffnung (121) zum Einsetzen des Steckkontaktstifts (109) umfasst.
Elektrischer Verbinder (100) nach Anspruch 1, wobei die Mantelklemme (103, 105) auf der Kontaktbrücke (111) elektrisch verbunden, insbesondere aufgeschraubt, genietet, verpresst oder geschweißt ist.
Elektrischer Verbinder (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mantelklemme (103, 105) einen Gewindestift (115) zum Befestigen der Mantelklemme (103, 105) an der Kontaktbrücke (111) mittels einer Mutter (117) umfasst, und wobei zwischen der Mutter (117) und der Kontaktbrücke (111) insbesondere eine Tellerfeder (119) angeordnet ist.
Elektrischer Verbinder (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stiftöffnung (121) radiale Aussparungen (123) umfasst.
Elektrischer Verbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Mantelklemmenoberteil (105) hülsenförmig zum Aufnehmen des Mantelklemmenunterteils (103) ausgebildet ist.
Elektrischer Verbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Mantelklemmenoberteil (105) ein drehbar im Inneren gelagertes Druckstück (131) umfasst oder wobei das Mantelklemmenoberteil (105) einen festen Druckstift im Inneren umfasst.
Elektrischer Verbinder (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich der Steckkontaktstift (109) parallel zu der Mantelklemme (103, 105) erstreckt.
Anschlussvorrichtung (200) mit einem elektrischen Verbinder (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Verbinden von elektrischen Leitern (101), und einem Kontaktträger (201, 203) zum Aufnehmen des elektrischen Verbinders (100), der eine Mantelklemmenöffnung (205) zum Einlegen der elektrischen Leiter (101) in die Mantelklemme (103, 105) und eine Stecköffnung (207) zum Aufstecken einer Buchse auf den Steckkontaktstift (109) umfasst.
Anschlussvorrichtung (200) nach Anspruch 8, wobei die Mantelklemmenöffnung (203) an einer Seitenwand des Kontaktträgers (201) angeordnet ist, wobei der Kontaktträger (201, 203) eine erste Mantelklemmenöffnung (205) an einer Seitenwand und eine zweite Mantelklemmenöffnung (205) an einer gegenüberliegenden Seitenwand umfasst.
Anschlussvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 9, wobei die Stecköffnung (207) an einer Oberseite des Kontaktträgers (201) angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 10, wobei der Kontaktträger (201) eine isolierende Markierungskappe (209) zum Aufsetzen auf ein Mantelklemmenoberteil (105) der Mantelklemme (103, 105) umfasst, wobei die isolierende Markierungskappe (209) insbesondere ein Rändelradprofil (211) umfasst.
Anschlussvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 11, wobei der Kontaktträger (201, 203) einen Schraubkanal (215) zum Einsetzen des drehbaren Mantelklemmenoberteils (105) der Mantelklemme (103, 105) umfasst, und wobei der Kontaktträger (201) insbesondere einen Farbmarkiereinsatz (217) zum Einsetzen in den Schraubkanal (215) umfasst.
Anschlussvorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 12, wobei der Kontaktträger (201, 203) ein Gehäuseoberteil (201) und ein Gehäuseunterteil (203) umfasst, wobei der elektrische Verbinder (100) insbesondere mit dem Steckkontaktstift (109) in eine Aussparung (229) in dem Gehäuseunterteil (203) eingesetzt ist.
Anschlussvorrichtung (200) nach Anspruch 13, wobei das Gehäuseoberteil (201) und das Gehäuseunterteil (203) miteinander verbunden sind.
Anschlussvorrichtung (200) nach Anspruch 13 oder 14, wobei der elektrische Verbinder (100) zwischen dem Gehäuseoberteil (201) und dem Gehäuseunterteil (203) fixiert ist.