EP3806243A1 - Vorrichtung zum schneiden der primärisolation einer ader eines starkstromkabels, primärisolationsdurchdringende kontaktklemme mit solch einer vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines zahnbettes einer solchen kontaktklemme - Google Patents

Vorrichtung zum schneiden der primärisolation einer ader eines starkstromkabels, primärisolationsdurchdringende kontaktklemme mit solch einer vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines zahnbettes einer solchen kontaktklemme Download PDF

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EP3806243A1
EP3806243A1 EP20187687.7A EP20187687A EP3806243A1 EP 3806243 A1 EP3806243 A1 EP 3806243A1 EP 20187687 A EP20187687 A EP 20187687A EP 3806243 A1 EP3806243 A1 EP 3806243A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
thread
tooth bed
cutting
threads
power cable
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20187687.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Amann
Gerd Ordner
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Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH
Original Assignee
Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH filed Critical Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH
Publication of EP3806243A1 publication Critical patent/EP3806243A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/26—Connections in which at least one of the connecting parts has projections which bite into or engage the other connecting part in order to improve the contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/36—Conductive members located under tip of screw
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/304—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member having means for improving contact

Definitions

  • the present invention relates generally to a device for cutting the primary insulation of a wire of a power cable, in particular for nominal voltages up to 1 kV and for making contact.
  • the device is particularly applicable for power cables in the low voltage range, in order to connect a multi-conductor cable to another multi-conductor cable, the device establishing the electrical contact and the mechanical connection between the wires of the cables, without first stripping the cables concerned.
  • the device In the final assembly state, current is transmitted via the device according to the invention.
  • the device also serves to increase the pull-out forces.
  • the invention further relates to a primary insulation-penetrating contact clamp with at least one contact screw guided in a clamping body and an at least regionally opposite end face of the contact screw Device for cutting the primary insulation of a wire of a power cable, especially for nominal voltages up to 1 kV.
  • Devices for connecting an electrical cable insulated by an outer jacket to one or more other conductors are well known. Such devices often have at least two clamping jaws made of electrically conductive material which are connected to a clamping member, these clamping jaws having teeth which are intended to penetrate the insulation when the two clamping jaws are clamped together in order to establish an electrical connection with the electrical conductors .
  • clamping jaws made of electrically conductive material which are connected to a clamping member, these clamping jaws having teeth which are intended to penetrate the insulation when the two clamping jaws are clamped together in order to establish an electrical connection with the electrical conductors .
  • connection devices known from the prior art are often not designed to withstand a pull-out force that is required and specified for the specific application.
  • the pull-out force is the critical force required to pull a conductor connected to a contact via a contact clamp out of the contact when the contact clamp is open.
  • the pull-out force is a quality criterion for a mechanical and electrical connection between two conductors made with a contact clamp, for example, and is usually determined as part of a supplementary quality test with the help of what is known as the pull-out test.
  • primary insulation used here is to be understood as the insulation of the individual wires, in particular of a multi-wire cable, such as a four-wire cable of a power supply network.
  • This primary insulation consists of an electrically insulating material, in particular plastic and / or paper, although it often happens that the plastic materials used for the primary insulation differ from cable to cable with regard to the plastic material and / or with regard to the strength (thickness) differentiate between the plastic insulation. Especially recently Increasingly cables are used whose cores are provided with only a relatively thin primary insulation in order to be able to save material.
  • the plastic and / or paper materials usually used as primary insulation have different mechanical and thermal properties that have an influence on the force necessary for penetration and penetration of the teeth of a contact clamp.
  • power cables of the type considered here differ significantly in the design of their primary insulation (thickness, number and material of the primary insulation or the individual layers of the primary insulation) due to the respective application cases, it is a challenge to see a tool, for example in the form of a Specify contact clamp which or which can be adapted to differently designed primary insulation in the most efficient way possible in order to effectively penetrate the primary insulation and to be able to galvanically contact the core or the inner conductor of the power cable.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a device for cutting the primary insulation of a wire of a power cable, in particular a power cable in the low voltage range, as well as a primary insulation penetrating contact clamp with such a cutting device, wherein the cable to be processed can be held exactly, and also with Primary insulation of different thicknesses of the conductor and, in the case of different materials of the primary insulation of the conductor, contact points can always be effectively introduced into the conductor.
  • connection device for a cable in particular for the low-voltage range, is to be specified which is simpler to construct and less expensive to manufacture than the known devices, while guaranteeing a completely safe electrical connection from an electrical and mechanical point of view.
  • the invention relates in particular to a device for cutting the layers of a wire of a power cable, in particular a power cable, the cutting device having a piercing knife arrangement in the form of a tooth bed.
  • the tooth bed of the grooving knife arrangement has a cutting geometry which is formed at least in some areas by superimposing at least two threads with different thread parameters introduced into the body of the tooth bed.
  • the term "thread” as used here is generally to be understood as a profiled notch which runs continuously in a helical manner, i.e. as a helical line, in the body of the tooth bed. This continuous indentation is referred to herein as the "thread" on the body of the tooth bed.
  • the threads which form the cutting geometry of the tooth bed, are preferably produced by machining, although a non-cutting (deforming) design of the thread is also conceivable.
  • the invention relates to a device for cutting the layers of a wire of a power cable, in particular power cable, wherein the device is a Having a grooving knife arrangement in the form of a tooth bed, and wherein the tooth bed has a cutting geometry which is formed at least in some areas by superimposing at least two threads introduced into the body of the tooth bed, which are at least partially designed in opposite directions.
  • the cutting device according to the invention is characterized in particular by the fact that an improved contact ratio and an improved contacting of the wire of the power cable can also be achieved in the long term with the aid of the special cutting geometry of the tooth bed.
  • the cutting device is suitable for power cables with different levels of insulation and, in particular, also for power cables with primary insulation of different hardness and thickness.
  • the cutting device can be manufactured with a single, in particular machining, system, specifically with different cutting geometries, by making threads with different thread parameters and / or with different running directions in the body of the tooth bed.
  • the invention also relates to a primary insulation penetrating contact clamp with at least one contact screw guided in a clamping body and a cutting device of the aforementioned type which is at least partially opposite the end face of the contact screw.
  • This can in particular be a connecting clamp which is used to connect two insulated cable conductors.
  • the invention can also be applied to a branch terminal.
  • the contact screw can be a milling screw, that is to say a screw with cutting edges and slots provided on the end face in order to mill off the insulation of the cable conductors and remove the milled off material. Thorns or ring cutters are also suitable.
  • the contact clamp according to the invention uses a specially designed toothing which is opposite the end face of the contact screw.
  • the toothing consists of teeth or cutting edges that are firmly arranged in the body of the tooth bed (such as in the clamping body), the geometry of which is formed at least in some areas by superimposing at least two threads with different thread parameters introduced into the body of the tooth bed.
  • the tooth bed has a cutting geometry which is formed, at least in some areas, by superimposing at least two threads made in the body of the tooth bed which are at least partially in opposite directions.
  • the cutting geometry of the tooth bed can be optimally adapted to the respective application. This results in improved contact conditions, even for cores of a cable with different degrees of primary insulation.
  • the cutting geometry of the tooth bed is formed by superimposing a first thread and a second thread, the first thread having first flanks and the second thread having second flanks, the first flanks running parallel to one another and forming first cutting edges of the cutting geometry, and whereby the second flanks run parallel to one another and form second cutting edges of the cutting geometry.
  • first and second cutting edges of the cutting geometry run obliquely to one another.
  • flanks of the first / or second thread are preferably designed as pointed flanks, so that even particularly hard and / or thick (strong) cable insulation can be penetrated with a relatively low contact pressure.
  • flank geometries are also conceivable, such as, for example, trapezoidal flanks.
  • the tooth bed is at least partially cylindrical.
  • connectors or toothed beds with non-cylindrical or non-round internal geometry are also conceivable.
  • the tooth bed serves in particular to take up the power cable to be contacted or processed, in particular power cable, in a leading manner. In this way, when contacting or processing the power cable, it can be held exactly.
  • the primary insulation penetrating contact clamp according to the invention is particularly suitable for insulated conductors that may be mounted under voltage.
  • the tooth bed with the special cutting geometry When contacting an insulated conductor, the tooth bed with the special cutting geometry is pressed into the insulation of the conductor via the contact screw.
  • the special cutting geometry of the tooth bed allows in particular the formation of an "aggressive" tooth geometry, which not only ensures reliable penetration of the primary insulation of various types, but also ensures sufficiently deep penetration into the wire of the power cable.
  • the device according to the invention can not only be used for cables with different primary insulation, but also guarantees an increased (critical) pull-out force, since the special tooth geometry ensures increased mechanical fixation with the corresponding wire of the power cable.
  • the invention relates to a method for producing a tooth bed of a primary insulation-penetrating contact clamp, wherein first a base body, in particular made of metal, is provided and a core hole is made in the base body. A first and a second thread are then introduced into the core bore. It is provided in particular that the first and the second thread overlap at least in some areas and have different thread parameters and / or are designed to run in opposite directions at least in areas.
  • FIG. 1 is schematically in a longitudinal sectional view an exemplary embodiment of a primary insulation-penetrating contact terminal 1 for insulated cable conductors (in FIG. 1 not shown).
  • the contact terminal 1 of this embodiment has at least one contact screw 3 guided in a clamping body 2 and a cutting device 5 which is at least partially opposite the end face 4 of the contact screw 3.
  • This cutting device 5 is sometimes also referred to as a "contact element”.
  • the clamping body 2 of the contact terminal 1 can - as in FIG. 1 shown - consist of a hollow cylindrical sleeve in which corresponding threaded holes are formed, in which the contact screws 3 are guided.
  • the contact screws 3 can be provided with milling slots on their end face 4, although this is not essential to the invention.
  • each contact screw 3 is a cutting device 5 in the form of a contact element which, for example, has the shape of a small potty or bowl with a tooth bed.
  • the tooth bed comprises a cutting geometry, as will then be described with reference to the illustration in FIG. 3a to FIG. 3e is described in more detail using exemplary embodiments.
  • the contact element 5 can preferably consist of a copper alloy, so that there is a certain inherent springiness. Of course, other materials are also conceivable, such as aluminum.
  • the cutting geometry of the tooth bed of the contact elements 5 is formed, at least in some areas, by superimposing two threads with different thread parameters that are introduced into the body of the tooth bed.
  • the in FIG. 3a to FIG. 3e Half-tools 7 shown are provided that the cutting geometry of the tooth bed is formed at least in some areas by an overlay of two threads 6a, 6b made in the body of the tooth bed, these threads 6a, 6b at least in some areas being designed in opposite directions.
  • the semi-finished product 7 according to FIG. 3a the cutting geometry is formed by a first left-hand thread 6a with 5 mm pitch and three turns and by a second right-hand thread 6b with 5 mm pitch and three turns.
  • the cutting geometry in the semifinished product 7 is formed by a first left-hand thread 6a with 7 mm pitch and a second right-hand thread 6b with 8 mm pitch and six turns.
  • the cutting geometry in the semifinished product 7 is formed by a first left-hand thread 6a with a 20 mm pitch and a second right-hand thread 6b with a 20 mm pitch and three turns.
  • the semi-finished products 7, as shown schematically in the FIG. 3a to 3e are shown can be produced with a single cutting device, whereby by varying the thread turns, the thread pitch, the pitch angle, the flank shape, the flank diameter and / or the thread depth, different Let cutting geometries and, in particular, cutting geometries adapted to the respective application of the contact terminal 1 be realized.
  • the contact clamp 1 according to the invention is also particularly suitable for cable conductors of different diameters.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden der Isolation einer Ader eines Stromkabels, insbesondere Starkstromkabels, wobei die Vorrichtung eine Einstechmesseranordnung in Form eines Zahnbettes aufweist. Über diese Vorrichtung wird im Montageendzustand Strom übertragen. Ferner dient die Vorrichtung zur Erhöhung der Auszugskräfte. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass das Zahnbett eine Schneidgeometrie aufweist, welche zumindest bereichsweise gebildet wird durch eine Überlagerung von mindestens zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinden (6a, 6b) mit unterschiedlichen Gewinde-Kenngrößen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Schneiden der Primärisolation einer Ader eines Starkstromkabels, insbesondere für Nennspannungen bis 1 kV sowie zur Kontaktierung.
  • Die Vorrichtung ist insbesondere für Starkstromkabel im Niederspannungsbereich anwendbar, um ein Mehrleiter-Kabel an ein anderes Mehrleiter-Kabel anzuschließen, wobei die Vorrichtung den elektrischen Kontakt und die mechanische Verbindung zwischen den Adern der Kabel herstellt, und zwar ohne vorheriges Abisolieren der betreffenden Kabel.
  • Über die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Montageendzustand Strom übertragen. Ferner dient die Vorrichtung zur Erhöhung der Auszugskräfte.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine primärisolationsdurchdringende Kontaktklemme mit mindestens einer in einem Klemmkörper geführten Kontaktschraube und einer zumindest bereichsweise der Stirnseite der Kontaktschraube gegenüberliegenden Vorrichtung zum Schneiden der Primärisolation einer Ader eines Starkstromkabels insbesondere für Nennspannungen bis 1 kV.
  • Vorrichtungen zum Anschließen eines durch einen äußeren Mantel isolierten elektrischen Kabels an einen oder mehrere andere Leiter sind allgemein bekannt. Derartige Vorrichtungen weisen häufig mindestens zwei Klemmbacken aus elektrisch leitendem Material auf, die mit einem Klemmorgan verbunden sind, wobei diese Klemmbacken Zähne aufweisen, die dazu bestimmt sind, die Isolierung beim Zusammenklemmen der beiden Klemmbacken zu durchdringen, um eine elektrische Verbindung mit den elektrischen Leitern herzustellen. In diesem Zusammenhang wird zum Beispiel auf die Druckschrift DE 199 29 840 A1 verwiesen.
  • Ein Problem der aus dem Stand der Technik bekannten Anschlussvorrichtungen ist darin zu sehen, dass diese häufig nicht dafür ausgelegt sind, einer für die bestimmte Anwendung notwendigen und vorgegeben Auszugskraft standzuhalten.
  • Die Auszugskraft ist die kritische Kraft, die benötigt wird, um einen über eine Kontaktklemme mit einem Kontakt verbundenen Leiter bei geöffneter Kontaktklemme aus dem Kontakt zu ziehen. Die Auszugskraft ist ein Gütekriterium für eine beispielsweise mit einer Kontaktklemme hergestellten mechanische und elektrische Verbindung zwischen zwei Leitern und wird in der Regel im Rahmen einer ergänzenden Qualitätsprüfung mit Hilfe des sogenannten Auszugstests ermittelt.
  • Andererseits kommen derzeit im Niederspannungsbereich eine Vielzahl unterschiedlicher Starkstromkabel zum Einsatz, die sich insbesondere in deren Primärisolation unterscheiden. Unter dem hier verwendeten Begriff "Primärisolation" ist die Isolation der einzelnen Adern, insbesondere eines mehradrigen Kabels, wie beispielsweise eines vieradrigen Kabels eines Energieversorgungsnetzes zu verstehen.
  • Diese Primärisolation besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Kunststoff und/oder Papier, wobei es jedoch häufig vorkommt, dass sich die für die Primärisolation eingesetzten Kunststoffmaterialien von Kabel zu Kabel im Hinblick auf das Kunststoffmaterial und/oder im Hinblick auf die Stärke (Dicke) der Kunststoffisolation unterscheiden. Gerade in jüngster Zeit werden zunehmend Kabel eingesetzt, dessen Adern mit nur einer relativ dünnen Primärisolation versehen sind, um so Material einsparen zu können.
  • Abgesehen von den unterschiedlichen Stärken (Dicken) der als Primärisolation verwendeten Kunststoffisolation weisen die üblicherweise als Primärisolation eingesetzten Kunststoff- und/oder Papiermaterialien unterschiedliche mechanische und thermische Eigenschaften auf, die einen Einfluss auf die für ein Eindringen und Durchdringen der Zähne einer Kontaktklemme notwendige Kraft haben.
  • Da sich Starkstromkabel der hier berücksichtigten Art aufgrund der jeweiligen Anwendungsfälle zum Teil signifikant in der Ausgestaltung ihrer Primärisolation (Dicke, Anzahl und Material der Primärisolation bzw. der einzelnen Schichten der Primärisolation) unterscheiden, ist eine Herausforderung darin zu sehen, ein Werkzeug beispielsweise in Gestalt einer Kontaktklemme anzugeben, welches bzw. welche in einer möglichst effizienten Weise an unterschiedlich ausgeführte Primärisolationen anpassbar ist, um die Primärisolation wirksam durchdringen und die Ader bzw. den Innenleiter des Starkstromkabels galvanisch kontaktieren zu können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Schneiden der Primärisolation einer Ader eines Stromkabels, insbesondere Starkstromkabels im Niederspannungsbereich, sowie eine primärisolationsdurchdringende Kontaktklemme mit solch einer Schneidvorrichtung anzugeben, wobei das zu bearbeitende Kabel exakt gehalten werden kann, und wobei auch bei unterschiedlich dicken Primärisolierungen des Leiters sowie bei unterschiedlichen Materialien der Primärisolation des Leiters stets wirkungsvoll Kontaktierungsstellen in den Leiter eingebracht werden können.
  • Insbesondere soll eine Anschlussvorrichtung eines Kabels, insbesondere für den Niederspannungsbereich angegeben werden, die einfacher in der Konstruktion und weniger kostspielig in der Herstellung ist als die bekannten Vorrichtungen, wobei sie eine vollkommen sichere elektrische Verbindung vom elektrischen und vom mechanischen Standpunkt aus garantieren soll.
  • Im Hinblick auf die Schneidvorrichtung wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 3 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung in den abhängigen Ansprüchen 2 und 4 bis 10 angegeben sind.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine primärisolationsdurchdringende Kontaktklemme gemäß dem Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruches 11 gelöst.
  • Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere eine Vorrichtung zum Schneiden der Schichten einer Ader eines Stromkabels, insbesondere Starkstromkabels, wobei die Schneidvorrichtung eine Einstechmesseranordnung in Form eines Zahnbettes aufweist. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass das Zahnbett der Einstechmesseranordnung eine Schneidgeometrie aufweist, welche zumindest bereichsweise gebildet wird durch eine Überlagerung von mindestens zwei in dem Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinden mit unterschiedlichen Gewinde-Kenngrößen.
  • Hierbei unterscheiden sich die mindestens zwei in dem Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinde insbesondere durch mindestens eine der nachfolgend aufgeführten Gewinde-Kenngrößen:
    • Anzahl der Gewindegänge;
    • Gewindesteigung;
    • Steigungswinkel;
    • Flankenform;
    • Flankendurchmesser;
    • linksgängiges oder rechtsgängiges Gewinde; und/oder
    • Gewindetiefe.
  • Unter dem hier verwendeten Begriff "Gewinde" ist allgemein eine profilierte Einkerbung zu verstehen, die fortlaufend wendelartig, d.h. als Schraubenlinie, in dem Körper des Zahnbettes verläuft. Diese fortlaufende Vertiefung wird hier als "Gewindegang" auf dem Körper des Zahnbettes bezeichnet.
  • Die Gewinde, welche die Schneidgeometrie des Zahnbettes ausbilden, sind vorzugsweise spanend erzeugt, wobei allerdings auch eine spanlose (umformende) Ausbildung der Gewinde denkbar ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt (siehe den nebengeordneten Patentanspruch 3) betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Schneiden der Schichten einer Ader eines Stromkabels, insbesondere Starkstromkabels, wobei die Vorrichtung eine Einstechmesseranordnung in Form eines Zahnbettes aufweist, und wobei das Zahnbett eine Schneidgeometrie aufweist, welche zumindest bereichsweise gebildet wird durch eine Überlagerung von mindestens zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinden, welche zumindest bereichsweise gegenläufig ausgeführt sind.
  • Auch bei diesem Aspekt der Erfindung ist es grundsätzlich denkbar, dass sich die mindestens zwei in dem Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinde durch mindestens eine der oben genannten Gewinde-Kenngrößen unterscheiden.
  • Die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass auch auf Dauer ein verbessertes Kontaktverhältnis und eine verbesserte Kontaktierung der Ader des Stromkabels mit Hilfe der speziellen Schneidgeometrie des Zahnbettes realisierbar ist. Durch eine geeignete Wahl der Gewinde-Kenngrößen eignet sich die Schneidvorrichtung für unterschiedlich stark isolierte Stromkabel und insbesondere auch für Stromkabel mit unterschiedlich harten und unterschiedlich dicken Primärisolierungen. Dabei kann die Schneidvorrichtung mit einer einzigen, insbesondere spanabhebenden, Anlage gefertigt werden, und zwar mit unterschiedlichen Schneidgeometrien, indem in den Körper des Zahnbettes Gewinde mit unterschiedlichen Gewinde-Kenngrößen und/oder mit unterschiedlichen Laufrichtungen ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine primärisolationsdurchdringende Kontaktklemme mit mindestens einer in einem Klemmkörper geführten Kontaktschraube und einer zumindest bereichsweise der Stirnseite der Kontaktschraube gegenüberliegenden Schneidvorrichtung der zuvor genannten Art. Es kann sich hierbei insbesondere um eine Verbindungsklemme handeln, die also zum Verbinden zweier isolierter Kabelleiter dient. Die Erfindung ist aber auch bei einer Abzweigklemme anwendbar.
  • Die Kontaktschraube kann eine Frässchraube sein, also eine Schraube, an deren Stirnseite Schneiden und Schlitze vorgesehen sind, um die Isolation der Kabelleiter abzufräsen und das abgefräste Material abzuführen. Auch Dorne oder Ringschneiden sind geeignet.
  • Im Unterschied zu an sich bekannten Kontaktklemmen dieser Art kommt bei der erfindungsgemäßen Kontaktklemme eine speziell ausgeführte Zahnung zum Einsatz, welche der Stirnseite der Kontaktschraube gegenüberliegt. Im Einzelnen besteht die Zahnung aus fest in den Körper des Zahnbettes (wie beispielsweise im Klemmkörper) angeordneten Zähnen bzw. Schneiden, dessen Geometrie zumindest bereichsweise durch eine Überlagerung von mindestens zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinden mit unterschiedlichen Gewinde-Kenngrößen gebildet wird.
  • Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, wenn das Zahnbett eine Schneidgeometrie aufweist, welche zumindest bereichsweise durch eine Überlagerung von mindestens zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinden, die zumindest bereichsweise gegenläufig aufgeführt sind, gebildet wird.
  • Auf diese Weise kann die Schneidgeometrie des Zahnbettes optimal an die jeweilige Anwendung angepasst werden. Dadurch ergeben sich verbesserte Kontaktverhältnisse auch für unterschiedlich stark primärisolierte Adern eines Kabels.
  • Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist die Schneidgeometrie des Zahnbettes durch eine Überlagerung eines ersten Gewindes und eines zweiten Gewindes gebildet, wobei das erste Gewinde erste Flanken und das zweite Gewinde zweite Flanken aufweist, wobei die ersten Flanken parallel zueinander verlaufen und erste Schneiden der Schneidgeometrie bilden, und wobei die zweiten Flanken parallel zueinander verlaufen und Zweitschneiden der Schneid-geometrie bilden. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die ersten und zweiten Schneiden der Schneidgeometrie zueinander schräg verlaufen.
  • Vorzugsweise sind die Flanken des ersten/oder zweiten Gewindes als Spitzflanken ausgebildet, so dass auch besonders harte und/oder dicke (starke) Kabelisolierungen mit einem verhältnismäßig geringen Kontaktdruck durchdrungen werden können.
  • Selbstverständlich sind aber auch andere Flankengeometrien denkbar, wie beispielsweise Trapezflanken.
  • In bevorzugter Weise ist das Zahnbett zumindest bereichsweise zylindrisch ausgebildet. Alternativ hierzu sind aber auch Verbinder bzw. Zahnbetten mit nicht zylindrischer oder nicht runder Innengeometrie denkbar.
  • Das Zahnbett dient insbesondere dazu, das zu kontaktierende bzw. zu bearbeitende Stromkabel, insbesondere Starkstromkabel führend aufzunehmen. Auf diese Weise kann beim Kontaktieren bzw. Bearbeiten des Stromkabels dieses exakt gehalten werden.
  • Die erfindungsgemäße primärisolationsdurchdringende Kontaktklemme ist insbesondere für isolierte Leiter, die ggf. unter Spannung montiert werden, geeignet.
  • Bei der Kontaktierung eines isolierten Leiters wird das Zahnbett mit der speziellen Schneidgeometrie über die Kontaktschraube in die Isolation des Leiters eingedrückt.
  • Die spezielle Schneidgeometrie des Zahnbettes erlaubt insbesondere das Ausbilden einer "aggressiven" Zahngeometrie, die nicht nur ein sicheres Durchdringen der Primärisolation unterschiedlicher Art gewährleistet, sondern auch ein hinreichend tiefes Penetrieren in die Ader des Stromkabels sicherstellt. Infolgedessen die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für Kabel mit unterschiedlichen Primärisolationen einsetzbar ist, sondern zudem eine erhöhte (kritische) Auszugskraft garantiert, da durch die spezielle Zahngeometrie eine erhöhte mechanische Fixierung mit der entsprechenden Ader des Stromkabels sichergestellt ist.
  • Schlussendlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnbettes einer primärisolationsdurchdringenden Kontaktklemme, wobei zunächst ein Grundkörper insbesondere aus Metall bereitgestellt wird und eine Kernbohrung in den Grundkörper eingebracht wird. Anschließend werden ein erstes und ein zweites Gewinde in die Kernbohrung eingebracht. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass sich das erste und das zweite Gewinde zumindest bereichsweise überlagern und unterschiedliche Gewinde-Kenngrößen aufweisen und/oder zumindest bereichsweise gegenläufig ausgeführt sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen an Hand von exemplarischen Ausführungsformen näher beschrieben. Es zeigen:
    • FIG. 1
    schematisch eine Längsschnittansicht durch eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen primärisolationsdurchdringenden Kontaktklemme;
    FIG. 2
    schematisch einen Querschnitt durch ein bei der Kontaktklemme gemäß FIG. 1 zum Einsatz kommendes Kontaktelement in größerem Maßstab; und
    FIG. 3a bis 3e
    schematisch und in einer isometrischen Ansicht jeweils ein vorgefertigtes Halbfabrikat zur Herstellung eines Kontaktelements für eine Kontaktklemme gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In FIG. 1 ist schematisch in einer Längsschnittansicht eine exemplarische Ausführungsform einer primärisolationsdurchdringenden Kontaktklemme 1 für isolierte Kabelleiter (in FIG. 1 nicht dargestellt) gezeigt. Die Kontaktklemme 1 dieser Ausführungsform weist mindestens eine in einem Klemmkörper 2 geführte Kontaktschraube 3 und eine zumindest bereichsweise der Stirnseite 4 der Kontaktschraube 3 gegenüberliegende Schneidvorrichtung 5 auf. Diese Schneidvorrichtung 5 wird gelegentlich auch als "Kontaktelement" bezeichnet.
  • Der Klemmkörper 2 der Kontaktklemme 1 kann - wie in FIG. 1 dargestellt - aus einer hohlzylindrischen Hülse bestehen, in welcher entsprechende Gewindelöcher ausgebildet sind, in denen die Kontaktschrauben 3 geführt sind. Die Kontaktschrauben 3 können an ihrer Stirnseite 4 mit Frässchlitzen versehen sein, obwohl dies nicht erfindungswesentlich ist.
  • Jeder Kontaktschraube 3 liegt eine Schneidvorrichtung 5 in Gestalt eines Kontaktelements gegenüber, welches beispielsweise die Form eines kleinen Töpfchens oder Napfes mit einem Zahnbett aufweist. Das Zahnbett umfasst eine Schneidgeometrie, wie sie anschließend unter Bezugnahme auf die Darstellung in FIG. 3a bis FIG. 3e anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben wird.
  • Das Kontaktelement 5 kann vorzugsweise aus einer Kupferlegierung bestehen, so dass sich eine gewisse Eigenfederung ergibt. Selbstverständlich sind aber auch andere Materialien denkbar, wie beispielsweise Aluminium.
  • Die Schneidgeometrie des Zahnbettes der Kontaktelemente 5 ist zumindest bereichsweise durch eine Überlagerung von zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinden mit unterschiedlichen Gewinde-Kenngrößen gebildet. Insbesondere ist bei den in FIG. 3a bis FIG. 3e gezeigten Halbwerkzeugen 7 vorgesehen, dass die Schneidgeometrie des Zahnbettes zumindest bereichsweise durch eine Überlagerung von zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinden 6a, 6b gebildet wird, wobei diese Gewinde 6a, 6b zumindest bereichsweise gegenläufig ausgeführt sind.
  • Im Einzelnen wird bei dem Halbfabrikat 7 gemäß FIG. 3a die Schneidgeometrie durch ein erstes linksläufiges Gewinde 6a mit 5 mm Steigung und drei Gängen sowie durch ein zweites rechtsläufiges Gewinde 6b mit 5 mm Steigung und drei Gängen gebildet.
  • Bei der Ausführungsform gemäß FIG. 3b ist die Schneidgeometrie in dem Halbfabrikat 7 gebildet durch ein erstes linksläufiges Gewinde 6a mit 7 mm Steigung sowie ein zweites rechtsläufiges Gewinde 6b mit 8 mm Steigung und sechs Gängen.
  • Bei der Ausführungsform gemäß FIG. 3c ist die Schneidgeometrie in dem Halbfabrikat 7 durch ein erstes linksläufiges Gewinde 6a mit 20 mm Steigung und ein zweites rechtsläufiges Gewinde 6b mit 20 mm Steigung und drei Gängen gebildet.
  • Bei der Ausführungsform gemäß FIG. 3d kommt eine Überlagerung von linksläufigen und rechtsläufigen Gewinden 6a, 6b mit jeweils 10 mm Steigung und bei der Ausführungsform gemäß FIG. 3e eine Überlagerung von linksläufigen und rechtsläufigen Gewinden 6a, 6b mit jeweils 15 mm Steigung zum Einsatz.
  • Die Halbfabrikate 7, wie sie schematisch in den FIG. 3a bis 3e gezeigt sind, lassen sich mit einer einzigen spanabhebenden Vorrichtung herstellen, wobei sich durch Variation der Gewindegänge, der Gewindesteigung, der Steigungswinkel, der Flankenform, der Flankendurchmesser und/oder der Gewindetiefe unterschiedliche Schneidgeometrien und insbesondere an die jeweilige Anwendung der Kontaktklemme 1 angepasste Schneidgeometrien realisieren lassen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hier offenbarter Merkmale.
  • Die erfindungsgemäße Kontaktklemme 1 ist insbesondere auch für Kabelleiter verschiedener Durchmesser geeignet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kontaktklemme
    2
    Klemmkörper
    3
    Kontaktschraube
    4
    Stirnseite der Kontaktschraube
    5
    Schneidvorrichtung/Kontaktelement
    6a
    erstes Gewinde der Schneidgeometrie der Schneidvorrichtung
    6b
    zweites Gewinde der Schneidgeometrie der Schneidvorrichtung
    7
    Halbfabrikat zur Herstellung der Schneidvorrichtung

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Schneiden der Primärisolation einer Ader eines Stromkabels, insbesondere Starkstromkabels für Nennspannungen bis 1 kV, wobei die Vorrichtung eine Einstechmesseranordnung in Form eines Zahnbettes aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Zahnbett eine Schneidgeometrie aufweist, welche zumindest bereichsweise gebildet wird durch eine Überlagerung von mindestens zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinden (6a, 6b) mit unterschiedlichen Gewinde-Kenngrößen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei sich die mindestens zwei in dem Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinde (6a, 6b) durch mindestens eine der nachfolgenden Gewinde-Kenngrößen unterscheiden:
    - Anzahl der Gewindegänge;
    - Gewindesteigung;
    - Steigungswinkel;
    - Flankenform;
    - Flankendurchmesser;
    - linksgängiges oder rechtsgängiges Gewinde; und/oder
    - Gewindetiefe.
  3. Vorrichtung zum Schneiden der Schichten einer Ader eines Stromkabels, insbesondere Starkstromkabels, wobei die Vorrichtung eine Einstechmesseranordnung in Form eines Zahnbettes aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Zahnbett eine Schneidgeometrie aufweist, welche zumindest bereichsweise gebildet wird durch eine Überlagerung von mindestens zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinden (6a, 6b), welche zumindest bereichsweise gegenläufig ausgeführt sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    wobei sich die mindestens zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinde (6a, 6b) ferner durch mindestens eine der nachfolgenden Gewinde-Kenngrößen unterscheiden:
    - Anzahl der Gewindegänge;
    - Gewindesteigung;
    - Steigungswinkel;
    - Flankenform;
    - Flankendurchmesser;
    - linksgängiges oder rechtsgängiges Gewinde; und/oder
    - Gewindetiefe.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    wobei ein erstes Gewinde (6a) der mindestens zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinde (6a, 6b) erste Flanken und ein zweites Gewinde (6b) der mindestens zwei in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinde (6a, 6b) zweite Flanken aufweist, wobei die ersten Flanken parallel zueinander verlaufen und erste Schneiden bilden, und wobei die zweiten Flanken parallel zueinander verlaufen und zweite Schneiden bilden.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    wobei die ersten und zweiten Schneiden zueinander schräg verlaufen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    wobei die ersten und/oder die zweiten Flanken als Spitzflanken ausgebildet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    wobei mindestens eine Flanke der ersten und zweiten Flanken als Trapezflanke ausgeführt ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    wobei das Zahnbett zumindest bereichsweise zylindrisch ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    wobei mindestens ein in den Körper des Zahnbettes eingebrachtes Gewinde (6a, 6b) und vorzugsweise alle in den Körper des Zahnbettes eingebrachten Gewinde (6a, 6b) über ein zerspanendes Fertigungsverfahren in den Körper des Zahnbettes eingebracht sind.
  11. Isolationsdurchdringende Kontaktklemme (1) mit mindestens einer in einem Klemmkörper (2) geführten Kontaktschraube (3) und einer zumindest bereichsweise der Stirnseite (4) der Kontaktschraube (3) gegenüberliegenden Vorrichtung zum Schneiden der Schichten einer Ader eines Stromkabels, insbesondere Starkstromkabels, wobei die Vorrichtung eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ist.
  12. Kontaktklemme (1) nach Anspruch 11,
    wobei das Zahnbett eine der Stirnseite (4) der Kontaktschraube (3) gegenüberliegende, zumindest bereichsweise konkav ausgeführte Oberfläche aufweist, in welcher die Schneidgeometrie eingebracht ist.
  13. Verfahren zum Herstellen eines Zahnbettes einer isolationsdurchdringenden Kontaktklemme (1), insbesondere einer isolationsdurchdringenden Kontaktklemme (1) nach Anspruch 11 oder 12,
    wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
    - Bereitstellen eines Grundkörpers, insbesondere aus Metall;
    - Einbringen einer Kernbohrung in den Grundkörper;
    - Einbringen eines ersten Gewindes (6a) in die Kernbohrung; und
    - Einbringen eines zweiten Gewindes (6b) in die Kernbohrung;
    wobei sich das erste und das zweite Gewinde (6a, 6b) zumindest bereichsweise überlagern und unterschiedliche Gewinde-Kenngrößen aufweisen; und/oder
    wobei sich das erste und das zweite Gewinde (6a, 6b) zumindest bereichsweise überlagern und zumindest bereichsweise gegenläufig ausgeführt sind.
EP20187687.7A 2019-08-23 2020-07-24 Vorrichtung zum schneiden der primärisolation einer ader eines starkstromkabels, primärisolationsdurchdringende kontaktklemme mit solch einer vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines zahnbettes einer solchen kontaktklemme Withdrawn EP3806243A1 (de)

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DE19929840A1 (de) 1998-07-01 2000-01-05 Cahors App Elec Vorrichtung zum Anschließen eines elektrischen Kabels an einem oder mehrere andere Leiter
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