EP0083738A2 - Electrical cable junction unit equipped with cutting terminals - Google Patents
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Abstract
Das Kabelanschlußelement zum elektrisch leitenden Verbinden eines mehradrigen Elektrokabels mit einem elektrischen Gerät (8) besteht aus einem vorzugsweise zylindrischen Tragkörper (1, 22) aus Isoliermaterial, der eine der Anzahl der Geräteanschlüsse entsprechende Anzahl von Anschlußelektroden trägt, die mit den Geräteanschlüssen fest verbunden sind und die kabelseitig mit Anschlußklemmen in Form von Schneidklemmen (13, 14, 15, 16, 28, 29, 30) zum lösbaren Verbinden mit den zugeordneten Kabeladern (17, 18, 19, 20, 35) versehen sind. Der Tragkörper (1, 22) besitzt eine der Anzahl der Anschlußelektroden ensprechende Anzahl von im wesentlichen axial von der Stirnseite des Körpers bis zur jeweils zugeordneten Schneidklemme (13, 14, 15, 16, 28, 29, 30) sich erstreckenden, koaxial angeordneten, gegeneinander räumlich abgetrennten Kammern (9, 10, 11, 12, 25, 26, 27), in die die Kabeladern (17, 18, 19, 20, 35) einführbar bzw. einlegbar sind. Der Tragkörper (1, 22) besitzt ein Außengewinde (2, 23), und die Schneidklemmen ragen mit ihren Breitseiten in der Querschnittsebene liegend mit dem Gewindekamm abschließend nach außen. Eine hülsenförmige Überwurfmutter (3) mit Innengewinde ist auf den Tragkörper (1, 22), diesen vollständig überdeckend, aufschraubbar. Die Gewindehöhe des Gewindes der Uberwurfmutter (3) steigt, von der Gewindebasis beginnend, während der in Aufschraubrichtung ersten Gewindegänge bis zur Höhe des Gewindekammes an.The cable connection element for the electrically conductive connection of a multi-core electrical cable to an electrical device (8) consists of a preferably cylindrical support body (1, 22) made of insulating material, which carries a number of connection electrodes corresponding to the number of device connections, which are firmly connected to the device connections and which are provided on the cable side with terminals in the form of insulation displacement terminals (13, 14, 15, 16, 28, 29, 30) for releasable connection to the associated cable cores (17, 18, 19, 20, 35). The support body (1, 22) has a number corresponding to the number of connection electrodes, coaxially arranged extending essentially axially from the end face of the body to the respectively assigned insulation displacement connector (13, 14, 15, 16, 28, 29, 30). chambers (9, 10, 11, 12, 25, 26, 27) spatially separated from one another, into which the cable cores (17, 18, 19, 20, 35) can be inserted or inserted. The support body (1, 22) has an external thread (2, 23), and the broadside of the insulation-piercing clamps project outwards with the thread comb lying in the cross-sectional plane. A sleeve-shaped union nut (3) with an internal thread can be screwed onto the support body (1, 22), completely covering it. The thread height of the thread of the union nut (3) increases, starting from the thread base, during the first thread turns in the screwing direction up to the height of the thread comb.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kabelanschlußelement der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art.The invention relates to a cable connection element of the type specified in the preamble of
Solche mit elektrischen Geräten fest oder steckbar verbundene Kabelanschlußelemente dienen dazu, die elektrischen Anschlußpunkte eines solchen Gerätes mit den einzenen Adern eines Elektrokabels lösbar elektrisch leitend zu verbinden.Such fixed or pluggable cable connection elements with electrical devices serve to releasably connect the electrical connection points of such a device with the individual wires of an electrical cable in an electrically conductive manner.
landelsübliche Kabelanschlußelemente dieser Art sind meist mit Schraubklemmen versehen, in welche die einzelnen Adern eines Elektrokabels nacheinander eingeführt und festgeklemmt werden müssen (DE-AS 24 48 111). Dies ist insbesondere bei einem Steuerkabel mit niedrigem Adernquerschnitt recht mühsam und zeitaufwendig. Aus diesem Grunde sind auch bereits sog. Federkraftklemmen anstelle der Schraubklemmen verwendet worden, die sich aber nur sehr bedingt für Steuerkabel mit flexiblen Litzenadern eignen. Es ist darüber hinaus bekannt, anstelle der Schraubklemmen sog. Schneidklemmen zu verwenden, in welche die einzelnen Kabeladern eingedrückt und aufgrund der Elastizität des Adermaterials festgeklemmt werden. Dabei entfällt zwar die Arbeit des Klemmschraubens an jeder einzelnen Klemme. Es ist aber immer noch erforderlich, jede einzelne Ader unter Druck in jede zugeordnete Klemme einzuführen. Da dieses Eindrücken von beiden Seiten gleichmäßig erfolgen muß, bedarf es dazu, insbesondere wiederum bei Kabeln mit geringem Adernquerschnitt, besonderer Geschicklichkeit oder eines speziellen Werkzeugs.Country-specific cable connection elements of this type are usually provided with screw terminals into which the individual wires of an electrical cable must be inserted and clamped one after the other (DE-AS 24 48 111). This is particularly tedious and time-consuming in the case of a control cable with a small wire cross section. For this reason, so-called spring-cage terminals have already been used instead of the screw terminals, but these are only very suitable for control cables with flexible stranded wires. It is also known to use so-called insulation displacement terminals instead of the screw terminals, into which the individual cable cores are pressed and clamped due to the elasticity of the core material. The work of clamping screws on each individual clamp is omitted. However, it is still necessary to insert every single wire under pressure into each assigned terminal. Since this push-in must take place evenly from both sides, this requires, especially again with cables with a small wire cross-section, special skill or a special tool.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung der prinzipiellen Vorteile einer Schneidklemmenverbindung, diese vor allem bei Verbindungselementen mit mehreren Elektroden derart zu vereinfachen, daß der Zeitaufwand für das Herstellen der Kabelverbindung ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit auf ein Minimum reduziert werden kann.The invention is based, from Exploitation of the basic advantages of an insulation displacement connection, particularly in connection elements with several electrodes, in such a way that the time required for establishing the cable connection can be reduced to a minimum without affecting operational safety.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention specified in
Dadurch ist erreicht, daß das Einführen der Kabeladern in die zugeordneten Schneidklemmen ohne besonderes Werk- zeug bei gleichzeitiger Zugentlastung des Kabels und Verkapselung des Anschlußelementes gegen Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in einem einzigen Arbeitsgang möglich ist.Thereby it is achieved that the insertion of the cable strands into the assigned cutting terminals without any special tool, while strain relief of the cable and encapsulation of the connecting element against the ingress of dust and moisture in a single operation is zeu g possible.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further developments and refinements are characterized in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert: Es zeigen:
- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Kabelanschlußelementes mit den Merkmalen der Erfindung in Explosionsdarstellung,
- Fig. 2 das Kabelanschlußelement in teilweise geschnittener Seitenansicht,
- Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung in der Ebene III-III des Kabelanschlußelementes mit auf den Schneidklemmen aufliegenden Kabeladern,
- Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Kabelanschlußelementes mit einem besonders einfachen Mittel zum Eindrücken der Kabeladern in die Schneidklemmen in Explosionsdarstellung,
- Fig. 5 das Kabelanschlußelement nach Fig. 4 in teilweise geschnittener Seitenansicht,
- Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung in der Ebene VI-VI des Kabelanschlußelementes nach Fig. 4 mit auf den Schneidklemmen aufliegenden Kabeladern, und
- Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Kabelanschlußelementes entsprechend Fig. 5 mit aufgeschraubter Überwurfmutter.
- 1 is a perspective view of a cable connection element with the features of the invention in an exploded view,
- 2 the cable connection element in a partially sectioned side view,
- 3 is a cross-sectional view in the plane III-III of the cable connection element with cable cores resting on the insulation displacement terminals,
- 4 is an exploded perspective view of a cable connection element with a particularly simple means for pressing the cable wires into the insulation displacement terminals,
- 5 shows the cable connection element according to FIG. 4 in a partially sectioned side view,
- Fig. 6 is a cross-sectional view in the plane VI-VI of the cable connection element of FIG. 4 with cable cores resting on the insulation displacement terminals, and
- Fig. 7 is a partially sectioned side view of the cable connection element corresponding to FIG. 5 with a screwed nut.
Das in Fig. 1 dargestellte zylindrische Kabelanschlußelement ist gebildet aus einem schraubenartigen Tragkörper 1 mit Rechteckgewinde 2 und einer hülsenförmigen Überwurfmutter 3 aus Isoliermaterial mit entsprechendem Innengewinde zum Aufschrauben auf den Tragkörper 1 sowie mit den zwischen beiden angeordneten Dichtungs- und Zugentlastungsringen 4 aus elastischem Material. Die Überwurfmutter 3 hat die Form einer einseitig offenen Hülse und ist so bemessen, daß sie in aufgeschnittenem Zustand den Tragkörper 1 vollständig überdeckt und einführungsseitig um einen solchen Betrag axial überragt, daß ein Hohlraum für die Unterbringung der Ringe 4 zur Kabel-Zugentlastung und Abdichtung entsteht. Die geschlossene, dem Tragkörper 1 abgewandte Stirnseite der Überwurfmutter 3 ist mit einer Wulst 5 versehen, die die Überwurfmutter 3 bis auf eine Öffnung 6 für die Durchführung des Kabels 7 (Fig. 2) abschließt. Der Tragkörper 1 ist an seinem der Einführungsseite gegenüberliegenden Ende fest mit einem Gerät 8 verbunden. Außerdem besitzt der Tragkörper 1 von seiner einführungsseitigen Stirnfläche zum geräteseitigen Ende axial sich erstreckende, symmetrisch angeordnete, nach außen geöffnete nutenförmige Ausnehmungen 9, 10, 11, 12 mit rechteckigem Querschnitt zur Aufnahme von Schneidklemmen 13, 14, 15, 16. Diese Ausnehmungen sind so gestaltet , daß jeweils eine ihrer Wandungen in einer Durchmesserebene und die gegenüberliegende, zur erstgenannten parallel sich erstreckenden Wandung der betreffenden Ausnehmung im Abstand der Schneidklemmenbereite radial versetzt angeordnet ist. Die elektrisch mit dem jeweiligen Geräteanschluß verbundenen Schneidklemmen 13,14,15,16 sind gemäß der Darstellung in Fig. 3 so in den ihnen jeweils zugeordneten Ausnehmungen 9, 10, 11, 12 angeordnet, daß sie mit ihren quer zur Klemmkerbe sich erstreckenden Breitseiten, in entsprechend der Gewindesteigung axial gegeneinander versetzten Querschnittsebenen liegend, etwa in der Mitte zwischen der eintrittsseitigen Stirnfläche und dem geräteseitigen Ende des Tragkörpers 1 mit dessen Scheitelfläche abschließend, in den Gewindekamm hineinragen. Zum elektrisch leitenden Verbinden der in die Ausnehmungen 9, 10, 11, 12 eingeführten Kabeladern 17, 18, 19, 20 wird die in der jeweiligen Ausnehmung befindliche Kabelader zunächst auf die aufgefächerte Außenkante der Schneidkerbe der betreffenden Schneidklemme aufgelegt. Das Eindrücken der so aufgelegten Kabelader in die Schneidkerbe geschieht mit Hilfe der Überwurfmutter 3. Dazu ist deren Gewinde, wie in Fig. 2 zu erkennen, so gestaltet, daß die wirksame Gewindehöhe, die etwa dem maximalen Durchmesser der Kabeladern entspricht, am geräteseitigen Ende, von .der Gewindebasis beginnend, während der ersten Gewindegänge allmählich bis auf die Höhe des Gewindekammes ansteigt. Dadurch ist erreicht, daß beim Aufschrauben der Überwurfmutter 3 die auf den Stirnseiten der Schneidklemmen 13, 14, 15, 16 aufliegenden Kabel= adern 17, 18, 19, 20 beim Aufschrauben der Überwurfmutter durch die vor und hinter der jeweiligen Schneidklemme befindlichen Gewindegänge nacheinander in die Schneidkerben der Schneidklemmen eingedrückt werden. Dabei treten an jeder Kabelader zwei vektoriell unterschiedliche Kräfte auf, wie dies in Fig. 3 in der Querschnittsfläche der Kabelader 18 dargestellt ist. Durch die Aufschraubbewegung der Überwurfmutter 3 entsteht eine durch Reibung verursachte Tangentialkraft Pt sowie eine senkrecht dazu gerichtete Radialkraft Pr. Die daraus resultierende Kraft Pd muß nun wenigstens annähernd in Richtung der Schneidkerbe weisen, damit die Kabelader nicht auf der Stirnkante der jeweils zugeordneten Schneidklemme abgeschert werden kann, sondern in die Schneidkerbe hineingleitet. Dies wird auf einfachste Weise dadurch erreicht, daß die Ausnehmungen und damit auch die Schneidklemmen gegenüber den Durchmesserachsen mit den Schneidkerben parallel zu diesen jedoch in Drehrichtung der Überwurfmutter um die halbe Breite der Ausnehmung radial versetzt angeordnet sind.The cylindrical cable connecting element shown in Fig. 1 is formed from a screw-
Die zur Zugentlastung des Kabels 7 und zum Schutz gegen das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in das Anschlußelement im kabelseitigen Hohlraum der Überwurfmutter befindliche Dichtung 4 wird im angeschraubten Zustand der Überwurfmutter 3 auf dem Tragkörper 1, wie in fig. 2 dargestellt, durch die Wulst 5 der Überwurfmutter 3 im Einführungsbereich des Kabels 7 gegen dessen Oberfläche sowie gegen die Stirnfläche des Tragkörpers 1 gepreßt. Darüber hinaus liegt die Überwurfmutter 3 dabei an einem geräteseitig in eine Nut des Tragkörpers 1 eingelegten 0-Ring 21 aus elastischem Material staub- und feuchtigkeitsdicht an.The strain relief for the cable 7 and for protection against the ingress of dust and moisture into the connecting element in the cable-side cavity of the
Um die Kabeladern 17, 18, 19, 20 nach ihrem Austritt aus dem Kabel 7 gegebenenfalls auch über Kreuz in die Ausnehmungen 9, 10, 11, 12 einführen zu können, sind deren Trennwände gegenüber der einführungsseitigen Stirnwand des Tragkörpers 1 in axialer Richtung um einen entsprechenden Betrag geräteseitig versetzt angeordnet, so daß freier Raum für die "Über-Kreuz-Verlegung" der Kabeladern im Inneren des Tragkörpers entsteht und das Ende des Kabelmantels daher etwa mit der Stirnfläche des Tragkörpers fluchtet, so daß der Raum für die Zugentlastung nicht durch besondere Mittel axial vergrößert werden muß.In order to be able to insert the
Es ist natürlich auch möglich, die dargestellten vier Ausnehmungen 9, 10, 11, 12 der gewünschten Aderzahl anzupassen. Auch ist es möglich, das erfindungsgemäße Kabelanschlußelement als Kabelmuffe zur Verbindung von zwei Kabelenden oder als T-Stück zur Verbindung von zwei Kabeln mit einem Gerät auszubilden.It is of course also possible to use the four shown Take
Die Verwendung eines Gewindes mit_rechteckigem Profil hat sich als zweckmäßig erwiesen. Sollte es von Fall zu Fall notwendig sein, andere Gewindeprofile anzuwenden, ist dies ohne Beeinträchtigung des Erfindungsprinzips möglich.The use of a thread with a rectangular profile has proven to be expedient. Should it be necessary to use other thread profiles from case to case, this is possible without affecting the principle of the invention.
Das in Fig. 4 dargestellte, dem vorbeschriebenen entsprechende Kabelanschlußelement ist ebenfalls aus einem schraubenartigen Tragkörper 22 mit dem Gewinde 23, d,as ein normales metrisches Gewinde, beispielsweise M14 sein kann, und der hülsenförmigen Überwurfmutter 3 mit entsprechendem Innengewinde zum Aufschrauben auf den Tragkörper 22 sowie mit einem zwischen beiden angeordneten Druckkörper 24 aus elastischem Material gebildet. Die Überwurfmutter 3 hat die bereits beschriebene Form einer einseitig offenen Hülse und ist wiederum so bemessen, daß sie in aufgeschraubtem Zustand den Tragkörper 22 vollständig überdeckt und einführungsseitig um einen solchen Betrag axial überragt, daß ein Hohlraum für die Unterbringung des Druckkörpers 24 an Stelle der Ringe4 (Fig. 1) entsteht. Sie ist ebenfalls an ihrer Stirnseite mit einer Wulst 5 versehen, die sie bis auf die Öffnung 6 für die Durchführung des Kabels 7 abschließt (Fig. 2 und.5). Der Tragkörper 22 ist an seinem der Einführungsseite gegenüberliegenden Ende fest mit dem Gerät 8 verbunden. Außerdem besitzt der Tragkörper 22 von seiner einführungsseitigen Stirnfläche zum geräteseitigen Ende axial sich erstreckende, symmetrisch angeordnete, nach außen geöffnete nutenförmige Ausnehmungen 25, 26, 27 mit etwa angenähert rechteckigem Querschnitt zur Aufnahme der Schneidklemmen 28, 29, 30. Diese Ausnehmungen sind koaxial symmetrisch in den Tragkörper 22 eingelassen. Die elektrisch mit dem jeweiligen Geräteanschluß verbundenen Schneidklemmen 28, 29, 30 sind gemäß der Darstellung in Fig. 5 so in den ihnen jeweils zugeordneten Ausnehmungen 25, 26, 27 angeordnet, daß sie mit ihren quer zur Klemmkerbe sich erstreckenden Breitseiten etwa in der Mitte zwischen der eintrittseitigen Stirnfläche und dem geräteseitigen Ende des Tragkörpers 22 mit dem Gewindefuß abschließend sich radial nach außen erstrecken. Der Druckkörper 24 ist ringförmig so ausgebildet, daß sein Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser der Überwurfmutter 3 und sein Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des einzuführenden Kabels 7 entspricht. An seinem dem Tragkörper 22 abgewandten Ende ist der Druckkörper gefiedert, so daß er nach dem Aufschrauben der Überwurfmutter 3 durch deren zur Kabeleintrittsseite hin konisch zulaufende Innenwand um einen solchen Betrag zusammengepreßt werden kann, daß er den elastischen Ring 31 gegen das Kabel preßt und dieses zugentlastet. Zum Tragkörper hin ist der Druckkörper 24 mit in radialer Richtung elastischen Fingern 32, 33, 34 solcher Länge versehen, daß diese sich im anliegenden Zustand des Druckkörpers 24 an der Stirnseite des Tragkörpers 1 über den Schneidklemmen 28, 29, 30 befinden, wobei die Enden der Finger 32, 33, 34 so geformt sind, daß sie sich um einen gewissen Betrag elastisch eindrücken lassen. Zu diesem Zweck ist das Gewinde der Überwurfmutter 3, wie in den Figuren 5 und 7 dargestellt, so gestaltet, daß die wirksame Gewindehöhe, die etwa dem maximalen Durchmesser der Kabeladern entspricht, am geräteseitigen Ende, von der Gewindebasis beginnend, während der ersten Gewindegänge allmählich bis auf die Höhe des Gewindekammes ansteigt. Dadurch ist erreicht, daß beim Aufschrauben der Überwurfmutter 3 die auf den Stirnseiten der Schneidklemmen 28, 29, 30 jeweils aufliegenden Kabeladern nach dem Aufschieben des Druckkörpers 24,entsprechend der Darstellung in Fig. 5 mit der auf der Schneidklemme 28 aufliegenden Kabelader 35,von den Fingern 32, 33, 34 radial in Richtung auf die Tragkörperachse bewegt und dabei in die ihnen zugeordneten Klemmen eingedrückt werden. In Fig. 7 ist dieser Endzustand dargestellt. Dabei ist auch zu erkennen, daß die Überwurfmutter 3 geräteseitig an dem in den Tragkörper 22 eingelassenen elastischen 0-Ring 36 und einführungsseitig an dem in den Druckkörper 24 eingelassenen elastischen 0-Ring 37 anliegt, so daß das Innere des Anschlußelementes gegen das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit geschützt ist. Durch die besondere Ausbildung des Druckkörpers 24 ist erreicht, daß durch dessen Finger 32, 33, 34 auch sehr flexible Kabeladern einwandfrei an die Klemmkerben hineingedrückt werden, so daß eine ausgezeichnete elektrische Kontaktierung auch für diesen Fall herstellbar ist. Darüber hinaus dient der Druckkörper 24, der als preiswertes Kunststoffteil ausgebildet sein kann, gleichzeitig der Zugentlastung des eingeführten Kabels 7 und der kabelseitigen Abdichtung des Anschlußelementes.The corresponding cable connection element shown in FIG. 4 is also made of a screw-
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