Kabelanschlußelement
[0001] Die Erfindung betrifft ein Kabelanschlußelement der im Oberbegriff des Anspruchs
1 näher bezeichneten Art.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
[0006] Dadurch ist erreicht, daß das Einführen der Kabeladern in die zugeordneten Schneidklemmen
ohne besonderes Werk- zeu
g bei gleichzeitiger Zugentlastung des Kabels und Verkapselung des Anschlußelementes
gegen Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in einem einzigen Arbeitsgang möglich
ist.
[0007] Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
1. Kabelanschlußelement zum elektrisch leitenden Verbinden eines mehradrigen Elektrokabels
mit einem elektrischen Gerät, mit einer der Anzahl der Geräteanschlüsse entsprechenden
Anzahl von Anschlußelektroden, die mit den Geräteanschlüssen fest bzw. steckbar verbunden
sind und die kabelseitig mit Schneidklemmen zum lösbaren Verbinden mit den zugeordneten
Kabeladern versehen sind, gekennzeichnet durch einen schraubenförmig gestalteten,
mit einem Gewinde (2, 23) versehenen Tragkörper (1, 22) sowie einer mit einem entsprechenden
Gewinde zum Aufschrauben auf den Tragkörper (1, 22) versehenen hülsenförmigen Überwurfmutter
(3) mit folgenden Merkmalen:
a) Der Tragkörper (1, 22) ist mit einer der Anzahl der Anschlußelektroden entsprechenden
Anzahl von im wesentlichen axial von der Stirnseite des Tragkörpers zur Geräteseite
sich erstreckenden, koaxial angeordneten, gegeneinander räumlich abgetrennten nutenförmigen
Ausnehmungen (9, 10, 11, 12, 25, 26, 27) zum Einlegen der Kabeladern (17, 18, 19,
20, 35) versehen;
b) die Anschlußelektroden sind als Schneidklemmen (13, 14, 15, 16, 28, 29, 30) ausgebildet,
die so in den ihnen jeweils zugeordneten Ausnehmungen (9, 10, 11, 12, 25, 26, 27)
des Tragkörpers (1, 22) angeordnet sind, daß sie mit ihren sich quer zu den Klemmkerben
erstreckenden Breitseiten, etwa in der Mitte zwischen der eintrittseitigen Stirnfläche
und dem geräteseitigen Ende des Tragkörpers (1, 22) liegend, bis maximal zur Höhe
des Gewindekammes radial nach außen geführt sind;
c) die Wandstärke der Überwurfmutter (3) steigt in Aufschraubrichtung von einem Minimalwert
am geräteseitigen Ende beginnend, über die Einschraubtiefe sich erstreckend, bis auf
einen derart höheren Wert an, daß die Differenz zwischen diesem höheren Wert und dem
Minimalwert mindestens dem Aderdurchmesser entspricht, und
d) es sind von der Überwurfmutter (3) betätigte Mittel zum Eindrücken der Kabeladern
(17, 18, 19, 20, 35) in die zugeordneten Klemmkerben der Schneidklemmen (13, 14, 15,
16, 28, 29, 30) vorhanden.
2. Kabelanschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum
Eindrücken der Kabeladern (17, 18, 19, 20) in die zugeordneten Schneidklemmen (13,
14, 15, 16) das Gewinde der Überwurfmutter (3) dient, das zu diesem Zweck bis zum
geräteseitigen Ende der Überwurfmutter (3) geführt und derart ausgebildet ist, daß
es, von der Gewindebasis beginnend, während der in Aufschraubrichtung ersten Gewindegänge
bis zur Höhe des Gewindekammes, die wenigstens gleich dem Durchmesser der Kabeladern
ist, ansteigt, wobei die Schneidklemmen mit ihren sich quer zu den Klemmkerben erstreckenden
Breitseiten in entsprechend der Gewindesteigung axial gegeneinander versetzten Querschnittsebenen
liegend, mit der Scheitelfläche des Tragkörpers (1) abschließend in den Gewindekamm
hineinragen und die Klemmkerben unter einem solchen Winkel gegen die Drehrichtung
der Überwurfmutter (3) angeordnet sind, daß der Vektor der beim Eindrehen der Überwurfmutter
einer auf der Oberkante der Klemmkerbe der jeweiligen Schneidklemme (13, 14, 15, 16)
aufliegenden Kabelader ausgeübten, aus Radialdruck (Pr) und Tangentialreibung (Pt)
resultierenden Kraft (Pd) in Richtung der Klemmkerbe weist.
3. Kabelanschlußelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die
Überwurfmutter (3) ein das Kabel (7) umschließender elastischer Ring (4) einlegbar
ist, der nach dem Festziehen der Überwurfmutter (3) auf dem Tragkörper (1) von einer
die Stirnfläche der Überwurfmutter bildenden Wulst (5) derart gegen die Stirnfläche
des Tragkörpers (1) gepreßt wird, daß sich der Ring (4) rutschfest und feuchtigkeitsdicht
an das Kabel (7) anlegt.
4. Kabelanschlußelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandungen zwischen den Ausnehmungen (9, 10, 11, 12) gegenüber der kabelseitigen
Stirnfläche des Tragkörpers (1) um einen solchen Betrag in Geräterichtung axial zurückversetzt
sind, daß ein Freiraum für eine Über-Kreuz-Verlegung der Kabeladern (17, 18, 19, 20)
entsteht, so daß der Kabelmantel etwa mit der Stirnfläche des Tragkörpers (1) abschließt.
5. Kabelanschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als von der Überwurfmutter
(3) betätigtes Mittel zum Eindrücken der Kabeladern des Kabels (7) in die zugeordneten
Klemmkerben der Schneidklemmen (28, 29, 30) ein in die Überwurfmutter (3) zwischen
deren Wulst (5) und der Stirnfläche des Tragkörpers (22) einlegbarer Druckkörper (24)
benutzt ist, der einen das Kabel (7) umschließenden Ring besitzt, dessen Außendurchmesser
etwa dem Innendurchmesser der Überwurfmutter (3) gleich ist und der an seiner Außenseite
.mit einer der Anzahl der Schneidklemmen (28, 29, 30) gleichen Anzahl von in Richtung
der Schneidklemmen sich erstreckender und in der gleichen Winkelstellung befindlicher,
in die nutenförmigen Ausnehmungen (25, 26, 27) einführbarer elastischer Finger (32,
33, 34) solcher Länge versehen ist, daß sich deren schneidklemmenseitige Enden im
anliegenden Zustand des Druckkörpers (24) an der Stirnfläche des Tragkörpers (22)
über den Schneidklemmen (28, 29, 30) befinden, welche Enden so geformt sind, daß sie
durch Aufschrauben der Überwurfmutter (3) von deren konischer Innenfläche in die Klemmkerben
eindrückbar sind.
6. Kabelanschlußelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter
(3) mit ihrer einführungsseitig angeordneten konischen Wulst (5) das dieser Wulst
zugewandte gefiederte Ende des Druckkörpers (24) nach dem Festziehen einen in den
Druckkörper eingelassenen elastischen Ring (31) rutschfest und feuchtigkeitsdicht
gegen das Kabel (7) preßt.
7. Kabelanschlußelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die nutenförmigen Ausnehmungen (9, 10, 11, 12, 25, 26, 27) rechteckigen Querschnitt
besitzen und so angeordnet sind, daß sich jeweils eine ihrer radialen Wandungen in
einer Durchmesserebene des Tragkörpers (1) und die gegenüberliegende Wandung der betreffenden
Ausnehmung, zur erstgenannten parallel sich erstreckend, in einem um die Breite der
Ausnehmung in radialer Richtung versetzten Abstand befindet.
8. Kabelanschlußelement nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmige
Überwurfmutter (3) in festgezogenem Zustand den Tragkörper (1) vollständig überdeckt
und an einem in einer geräteseitig im Tragkörper (1) angeordneten Ringnut befindlichen
0-Ring (21, 36) aus elastischem Material feuchtigkeitsdicht anliegt.