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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Gattungsgemäße Vorrichtungen
sind beispielsweise aus der
DE 103 41 997 A1 bekannt. Bei der bekannten
Vorrichtung weist das Gehäuse
zwei halbschalenförmige
Gehäuseteile
auf, die mittels einer zentrisch hindurchtretenden Verbindungsschraube
verbindbar sind. An mindestens einem Ende der Verbindungsschraube
ist eine Druckplatte angeordnet, mittels der die von der Verbindungsschraube ausgeübte Schraubenkraft
möglichst
gleichmäßig in die
Gehäusehälfte eingeleitet
wird. Die Druckplatte ist, ebenso wie bei der
EP 1 139 496 A2 , besonders massiv
und biegesteif ausgebildet, um eine Verformung infolge des Eindrehens
der Verbindungsschraube nach Möglichkeit
zu verhindern, damit die von der Schraubverbindung aufgebrachte
Kraft vollständig
in die Gehäusehälfte eingebracht
wird und vollständig
zum Durchdringen der Isolation der Hauptleiter und Abzweigleiter
zur Verfügung
steht.
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Wenn
es nach Abschluss des Verbindungsvorgangs zu einem Setzverhalten
der Vorrichtung kommt, beispielsweise aufgrund von Temperaturwechselbeanspruchungen
oder aufgrund eines Materialkriechens, wird dadurch die ursprünglich durch die
Schraubverbindung erreichte Klemmkraft herabgesetzt, was unerwünscht ist,
weil sich dadurch der Übergangswiderstand
zwischen einander zugeordneten Haupt- und Abzweigleitern erhöhen kann.
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Aus
der
GB 1 260 902 ist
eine Verbindungsvorrichtung bekannt, bei welcher eine auf einem
gegenüber
den Klemmenteilen überstehenden
Ende des Gewindebolzens sitzende Schraubenfeder den Klemmdruck aufrechterhält. Der
durch die Schraubenfeder bedingte Überstand des Gewindebolzens ist
insbesondere im Hinblick auf ein Vergießen der montierten Klemme nachteilig
und kann insbesondere nicht einfach abgetrennt werden.
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Aus
WO 01/45210 A1 ist
eine Verbindungsvorrichtung bekannt, bei welcher eine bogenförmige Verbindungsplatte
mehrere, in Längsrichtung
der Leiter hintereinander liegende Klemmenteile miteinander verbindet
und dabei vollflächig
in Anlage an einer bogenförmig
gekrümmten
Mantelfläche
der Klemmenteile ist.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung
bereitzustellen, welche noch bessere Eigenschaften aufweist. In
einer Ausführungsart
soll die Vorrichtung eine dauerhafte und gute elektrische Verbindung
zwischen dem Hauptleiter und dem jeweiligen Abzweigleiter gewährleisten.
In einer Ausführungsart
soll die Montage der Vorrichtung weiter vereinfacht und die Sicherheit bei
der Montage weiter erhöht
sein. In einer Ausführungsart
sollen die Abmessungen der Kabelabzweigklemme und damit das Volumen
einer Vergussmasse, die in eine die Kabelabzweigklemme verschließende Muffe
einzubringen ist, aus ökonomischen und ökologischen
Gründen
weiter minimiert werden.
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Das
Problem ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung gelöst. Besondere
Ausführungsarten
der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.
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In
einer Ausführungsart
ist die Druckplatte aufgrund des hierfür verwendeten Werkstoffs und
der geometrischen Ausgestaltung kraftspeichernd verformbar. Die
Druckplatte kann mindestens zwei Abschnitte aufweisen, die aufgrund
ihrer unterschiedlichen geometrischen Ausgestaltung eine unterschiedliche
Biegesteifigkeit aufweisen, und von denen mindestens einer beim
Anziehen der Schraubverbindung kraftspeichernd verformbar ist. In
einer Ausführungsart
ist ein Abschnitt der Druckplatte, in den die Schraubverbindungskraft
eingeleitet wird, biegesteif ausgebildet, und ein daran anschließender Abschnitt
kraftspeichernd verformbar. Dadurch kommt es beim Festziehen der
Schraubverbindung zu einer elastischen Verformung der Druckplatte
in einem vorgegebenen Bereich. Die in der Druckplatte gespeicherte
Kraft wird nach Beendigung des Festziehens und damit nach vollständiger Montage
der Vorrichtung in die Vorrichtung eingeleitet und dadurch die Kontaktkraft
für die
elektrische Verbindung zwischen Hauptleiter und Abzweigleiter dauerhaft
in hohem Maße
aufrechterhalten. In einer Ausführungsart
sind auf beiden Seiten der Schraubverbindung Druckplatten angeordnet,
insbesondere ist jeweils einem Gehäuseteil eine Druckplatte zugeordnet.
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In
einer Ausführungsart
verbindet die Druckplatte die Funktion eines Verbindungs- oder Armierungselements
mit dem eines Federelements, insbesondere ist kein separates Federelement
erforderlich. Vorzugsweise liegt die Druckplatte im unverformten
Zustand nicht vollflächig
an einem Gehäuseteil
an. Die Druckplatte kann sich federelastisch verformen, ohne dass
sich durch die Verformung der Druckplatte durch Formschluss auch
das Gehäuseteil
verformt, an dem die Druckplatte in Anlage ist.
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Durch
die Verwendung einer Druckplatte ist die Baugröße der Vorrichtung insbesondere
in Richtung der Längsachse
des Gewindebolzens nicht erhöht,
was besonders vorteilhaft ist. Außerdem kann durch die Verwendung
einer Platte die Federkraft genau dort eingeleitet werden, wo sie
für die
Aufrechterhaltung der elektrischen Kontaktierung am wirksamsten
ist, nämlich
oberhalb bzw. unterhalb der Abzweigleiter bzw. der zugehörigen Kontaktelemente. In
einer Ausführungsart
wirkt die Druckplatte hierzu, gegebenenfalls in Verbindung mit einem
Aufnahmekörper,
unmittelbar auf den Abzweigleiter.
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In
einer Ausführungsart
weist die Druckplatte einen vorzugsweise einstückig ausgebildeten biegesteifen
Anschlag auf, durch den der Federweg der Druckplatte und insbesondere
eines federelastisch verformbaren Abschnitts der Druckplatte begrenzt ist.
In einer Ausführungsart
ist ein Abschnitt der Druckplatte beim Festziehen der Schraubverbindung in
Anlage an den Anschlag bringbar, sodass ein Überdehnen der Druckplatte und
dadurch eine plastische Verformung zuverlässig verhindert ist. Durch den
Anschlag ist es außerdem
möglich, über die Druckplatte
höhere
Kräfte
zu übertragen,
als dies aufgrund der Federkonstante und der elastischen Verformung
möglich
wäre. Dadurch
können
insbesondere während
des Festziehens der Schraubverbindung oder der Montage der Vorrichtung
hohe Kräfte
mittels der Druckplatte übertragen
werden, beispielsweise um ein Durchdringen der Isolation von Haupt-
und Abzweigleiter durch die Kontaktelemente zu gewährleisten, welche
die einander zugeordneten Haupt- und Abzweigleiter im montierten
Zustand der Vorrichtung miteinander elektrisch verbinden. Beispielsweise
kann durch den Anschlag eine drei- oder fünffach so hohe Kraft mittels
der Druckplatte übertragen
werden, als dies allein aufgrund der elastischen Verformung möglich wäre.
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In
einer Ausführungsart
ist der Anschlag durch Abbiegen eines den Anschlag ausbildenden Abschnitts
aus einer den weiteren Abschnitt ausbildenden Grundfläche der
Druckplatte gebildet. Die Druckplatte kann als Stanz-/Biegeteil
aus einem geeigneten Federstahl hergestellt sein. In einer Ausführungsart
ist die Druckplatte symmetrisch zu einer Längsebene und symmetrisch zu
einer Querebene ausgebildet, insbesondere achsensymmetrisch zu einer
durch eine Öffnung
in der Druckplatte hindurchtretende Achse, die mit der Längsachse
der Schraube der Schraubverbindung zusammenfällt. In einer Ausführungsart
weist die Druckplatte im Zentrum eine insbesondere biegesteife Anlagefläche für ein Schraubverbindungselement
auf, mit der Einleitungsabschnitte für das Einleiten der Federkraft über einen federelastisch
verformbaren Abschnitt verbunden sind. Die Einleitungsabschnitte
sind auf einander gegenüberliegenden
Seiten der Anlagefläche
angeordnet. Rechtwinklig zu den federelastisch verformbaren Abschnitten
ist die Anlagefläche
mit rechtwinklig zur Grundfläche
abstehenden Abschnitten verbunden, welche den Anschlag für die Einleitungsabschnitte bilden.
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In
einer Ausführungsart
ist die Druckplatte in einen vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden
Werkstoff bestehenden Aufnahmekörper
einsetzbar. Im unverformten Zustand liegt die Druckplatte vorzugsweise
nicht vollflächig
an dem Aufnahmekörper
an, sondern vorallem in einem ersten Bereich, der einem zweiten
Bereich gegenüberliegt,
mit dem der Aufnahmekörper
in Anlage an die Abzweigleiter bringbar ist. Dadurch wird die Federkraft
exakt dort eingeleitet, wo sie am wirksamsten ist. Eine federelastische
Verformung der Druckplatte führt
jedenfalls anfänglich
auch nicht zu einer Verformung des Aufnahmekörpers.
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Das
Einsetzen der Druckplatte in den Aufnahmekörper ist vorzugsweise federverrastbar,
wozu der Aufnahmekörper
und die Druckplatte miteinander zusammenwirkende Rastmittel aufweisen.
Der Aufnahmekörper
weist eine erste Anlagefläche
für die Anlage
des zugeordneten Abzweigleiters auf, die insbesondere durch quer
zur Längserstreckung
des Abzweigleiters ausgerichtete Stege oder Rippen gebildet sind,
deren Kontur der Außenkontur
des Abzweigleiters nachgebildet sein können. Die Druckplatte leitet
ihre Federkraft überwiegend
oder ausschließlich
in den Bereich der ersten Anlagefläche in den Aufnahmekörper ein.
Insbesondere kann hierfür
jedenfalls im unverspannten Zustand der die Anlagefläche für das Schraubenverbindungselement
aufweisende Abschnitt der Druckplatte nicht in Anlage an dem Aufnahmekörper sein,
sodass ein Festziehen der Schraubverbindung zu einer Verformung
der Druckplatte führt,
die aber nicht auf den Aufnahmekörper
und damit nicht auf das zugehörige
Gehäuseteil
der Vorrichtung übertragen
wird. Vielmehr führt die
Verformung der Druckplatte zu einem Einleiten der Federkraft nur
in den Bereichen, in denen der Aufnahmekörper mit seiner ersten Anlagefläche in Anlage
an dem zugeordneten Abzweigleiter ist.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist die Vorrichtung dahingehend symmetrisch, dass die von den einander
gegenüberliegend
angeordneten Druckplatten eingeleiteten Kräfte miteinander fluchten und
der Kraftfluss in gerader Linie von der ersten Druckplatte über den
ersten Aufnahmekörper, den
ersten Abzweigleiter und über
ein erstes Kontaktelement in den zugeordneten ersten Hauptleiter
eingebracht wird, von dort über
einen eingebrachten Stützkeil
auf den zweiten Hauptleiter, von diesem über ein zweites Kontaktelement
auf den zweiten Abzweigleiter, der wiederum in Anlage an einem zweiten
Aufnahmekörper
ist, auf den die Federkraft der zweiten Druckplatte wirkt. Der dadurch
entstehende Kraftfluss stabilisiert die miteinander zu verbindenden
Haupt- und Abzweigleiter in der gewünschten Position und führt zu einer dauerhaft
sicheren elektrischen Verbindung.
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Die
Schraubverbindung der Gehäuseteile kann
grundsätzlich
so ausgestaltet sein, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt
ist, insbesondere aus der
DE
103 41 997 A1 . In einer Ausführungsart wird eine so genannte
Schlossschraube verwendet, die an einem Ende drehfest mit einem
ersten Gehäuseteil
verbunden ist, insbesondere drehfest mit einer dem ersten Gehäuseteil
zugeordneten ersten Druckplatte, und auf die am gegenüberliegenden
Ende eine Mutter aufschraubbar ist, die beim Festziehen in Anlage
an die dem zweiten Gehäuseteil
zugeordnete zweite Druckplatte kommt.
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In
einer Ausführungsart
weist das Gehäuse zwei
in einer Vorderansicht entlang der Längsrichtung der miteinander
zu verbindenden Haupt- und Abzweigleiter im Wesentlichen U-förmigen Gehäusehälften auf.
Die beiden Schenkel der U-förmigen
Gehäusehälfte weisen
Führungsmittel
auf, mittels denen die beiden Gehäusehälften zusammensteckbar sind.
Der die beiden Schenkel verbindende Abschnitt der Gehäusehälfte weist
die Aufnahmeöffnung
für die Kontaktelemente
auf. In einer Ausführungsart
sind die Gehäusehälften als
Gleichteile ausgebildet.
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In
einer Ausführungsart
weist jede Gehäusehälfte an
mindestens einem Schenkel einen Führungssteg auf und an dem anderen
Schenkel eine Führungsnut,
in welche der Führungssteg
der anderen Gehäusehälfte einschiebbar
ist. Dadurch können die
beiden Gehäuseteile
einfach auf die Hauptleiter aufgesteckt werden. Erforderlichenfalls
werden zuvor die Hauptleiter durch das Eintreiben eines Stützkeils in
dem erforderlichen Maß voneinander
beabstandet. Sollten nicht alle Hauptleiter übereinstimmende Außenabmessungen
aufweisen, kann die optimale Positionierung der Hauptleiter innerhalb
des Gehäuses der
Vorrichtung auch durch die Verwendung eines Stützkeils herbeigeführt werden,
der auf seinen beiden Seiten unterschiedliche Abmessungen aufweist, insbesondere
eine unterschiedliche Dicke oder einen unterschiedlichen Keilwinkel.
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In
einer Ausführungsart
werden die Stützkeile
entsprechend ihrer geometrischen Ausgestaltung farblich gekennzeichnet,
gegebenenfalls auch zweifarbig mit unterschiedlichen Farben auf
der dicken und dünnen
Seite, damit ein Verwechseln oder unbeabsichtigtes Verdrehen der
Stützkeile
auch für
den ungeübten
Monteur nahezu ausgeschlossen ist.
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In
einer Ausführungsart
weist mindestens ein Gehäuseteil
ein vorzugsweise einstückig
ausgebildetes Anschlagmittel auf. Beim manuellen Zusammenführen oder
Zusammenstecken der Gehäuseteile
unter Umgreifen der Hauptleiter kommt das Anschlagmittel in Anlage
an eine Isolierung des zugeordneten Hauptleiters. Unter normaler
Kraftanwendung sind nun die beiden Gehäuseteile nicht weiter zusammenführbar. In
einer Ausführungsart
weisen die beiden Gehäuseteile
Rastmittel auf, mittels denen der zusammengesteckte Zustand der
beiden Gehäuseteile rastbar
ist, insbesondere jener Zustand als eine Vormontagestellung rastbar
ist, in dem das Anschlagmittel in Anlage an der Isolierung des Hauptleiters
ist.
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Vorzugsweise
ist diese Verrastung lösbar, sodass
erforderlichenfalls die Gehäuseteile
aus der Vormontagestellung heraus wieder abgenommen werden können, sofern
dies erforderlich ist. Die Anschlagmittel sind derart positioniert,
dass in der Vormontagestellung ein Eindringen der an dem Gehäuseteil
angeordneten Kontaktelemente in die Isolation des Hauptleiters zuverlässig verhindert
ist, sodass keine Gefahr besteht, dass die Kontaktelemente in der
Vormontagestellung bereits den Hauptleiter elektrisch kontaktieren
und dadurch spannungsführend sind.
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Anschließend werden
ausgehend von der Vormontagestellung die Abzweigleiter auf die Gehäuseteile
zugebogen, insbesondere in eine Position nahe der in den Gehäuseteilen
angeordneten Kontaktelemente gebracht. Der vor dem Einsetzen der Druckplatte
oder des Aufnahmekörpers
für die Druckplatte
offene Einführkanal
für den
Abzweigleiter kann als Schablone sowohl für das Ausbiegen als auch für das Ablängen der
Abzweigleiter verwendet werden, wodurch ein optimales Ablängen auch
für den
ungeübten
Monteur gewährleistet
ist. Die Druckplatte, die zusammen mit dem Aufnahmekörper eine Art
Deckel für
den Einführkanal
des Abzweigleiters bildet, wird erst nach dem Einlegen der Abzweigleiter in
den Einführkanal
aufgesetzt und vorzugsweise lösbar
mit dem zugehörigen
Gehäuseteil
verrastet. Auf der dem Abzweigleiter zugewandten Seite bildet das Gehäuseteil
vorzugsweise einstückig
ausgebildete Einführ-
und Positioniermittel aus, beispielsweise keilförmige Stege, mittels denen
eine optimale Ausrichtung und Positionierung des Abzweigleiters
in Bezug auf das Gehäuseteil,
insbesondere in Bezug auf das in dem Gehäuseteil angeordnete Kontaktelement
gewährleistet
ist. Der Abzweigleiter wird in das Gehäuseteil eingelegt und anschließend die
Druckplatte aufgesetzt, insbesondere in Verbindung mit dem zugehörigen Aufnahmekörper, und
durch Eindrehen der Schraubverbindung werden die Abzweigleiter in
der Vorrichtung fixiert, ohne dass es dabei sofort zu einer elektrischen
Kontaktierung des Haupt- oder Abzweigleiters kommt.
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In
einer Ausführungsart
weist das Gehäuseteil
und/oder der Aufnahmekörper
mindestens eine Öffnung
auf, mittels der die korrekte Positionierung des zugehörigen Abzweigleiters
kontrollierbar ist, insbesondere ob der Abzweigleiter im Bereich
der zugeordneten Kontaktelemente positioniert ist. Eine dahingehende
Kontrolle kann noch vor dem Festziehen der Schraubverbindung erfolgen,
mithin kann gegebenenfalls auch noch eine Korrektur vorgenommen werden.
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In
einer Ausführungsart
wird anschließend die
Schraubverbindung festgezogen. Dadurch kommt es zunächst zu
einem Überwinden
des Anschlagmittels, mit dem das Gehäuseteil in Anlage an der Isolierung
des Hauptleiters war. Das Überwinden kann
beispielsweise durch Brechen einer zuvor vorhandenen Verbindung
des Anschlagmittels mit dem Gehäuseteil
sein. In einer Ausführungsart
ist das Anschlagmittel an mehr als einer Stelle mit dem Gehäuseteil
verbunden und bleibt auch nach dem Überwinden noch an mindestens
einer Stelle mit dem Gehäuseteil
verbunden, beispielsweise durch einen elastisch verformbaren Verbindungsabschnitt,
wodurch ein Abplatzen und Wegschleudern des Anschlagmittels verhindert
ist, das andernfalls auch ein lunkerfreies Befüllen der die Vorrichtung umschließenden Muffe
behindern könnte.
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In
einer Ausführungsart
sind die Elemente der Schraubverbindung mit der jeweils zugehörigen Druckplatte
verliersicher verrastet, wobei die Rastung auch lösbar sein
kann.
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Bei
dem die durchgehenden Hauptleiter enthaltenden Energieversorgungskabel
handelt es sich vorzugsweise um ein Mehrleiterkabel, wie es beispielsweise
für Hausanschlußleitungen üblich ist
mit einer Querschnittsfläche
des Hauptleiters von beispielsweise etwa 150 mm2 und
des Abzweigleiters von beispielsweise etwa 50 mm2.
Die Hauptleiter und/oder Abzweigleiter können ein- oder mehrdrähtig sein.
Eine typische Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bei einem
drei- bzw. vierphasigen (einschließlich Erde) Energieversorgungskabel
mit Betriebsspannungen kleiner 1000 V des Niederspannungs-Energieversorgungsnetzes.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist auch für
unterirdisch verlegte Kabel einsetzbar. Dabei wird die Vorrichtung
nach dem elektrischen Verbinden mit einer Muffe und darin eingegossenes
Gießharz
verschlossen. Die Gehäuseteile
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bestehen vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Kunststoff, insbesondere
einem faserverstärkten
Kunststoff, und es sind vorzugsweise bei montierter Vorrichtung
und geschlossener Verbindung zwischen Haupt- und Abzweigleiter von
außen
keine spannungsführenden
Teile ertastbar. Vorzugsweise führen
Spannungsbelastungen mit 5000 V zwischen alten Metallteilen, die
keine Verbindung aufweisen, nicht zu einem Isolationsdurchschlag.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist das Kontaktelement plattenförmig, und vorzugsweise als
Stanzteil ausgebildet. Für
einige Anwendungen kann es vorteilhaft sein, das Kontaktelement
als beispielsweise U-förmiges
Stanz-/Biegeteil auszubilden. Als Werkstoff wird vorzugsweise eine
hochfeste Kupferlegierung eingesetzt, beispielsweise eine CuFe2P-Legierung,
die einen hohen elektrischen Leitwert von beispielsweise mehr als
32 MS/m bei guter mechanischer Festigkeit aufweist, vorzugsweise
eine Vickershärte
HV von mehr als 140. Typische Materialstärken liegen im Bereich zwischen
0,5 und 5 mm, insbesondere etwa 1 bis 2 mm. Zur Verbesserung der
elektrischen Kontakteigenschaften und/oder zur Vermeidung von elektrolytischer
Korrosion, beispielsweise bei einem Kontakt zu Aluminiumleitern, wird
die Oberfläche
der Kontaktelemente mit einer vorzugsweise galvanisch aufgebrachten
Zinnauflage mit einer Schichtstärke
von 3 bis 20 μm
versehen, insbesondere etwa 5 μm.
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In
einer Ausführungsart
der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens zwei Kontaktelemente
je Verbindung eines Hauptleiters mit einem zugeordneten Abzweigleiter
auf. Vorzugsweise ist der Abstand der Kontaktelemente zueinander
in Längsrichtung der
zu kontaktierenden Leiter möglichst
groß gewählt, um
im Kontaktbereich die zu kontaktierenden Leiter parallel zu schalten
und damit den Gesamtwiderstand der Anordnung zu senken. Außerdem ist
bei mehrdrähtigen
Leitern unter Berücksichtigung
des Dralls des Kabelleiters sichergestellt, dass durch die axial
beabstandeten Kontaktelemente unterschiedliche Einzeldrähte der
Leiter kontaktiert werden.
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In
einer besonderen Ausführungsart
der Erfindung weist die Verbindungsschraube ein vorgebbares Abreißdrehmoment
auf. Vorzugsweise reißt insbesondere
der Schraubenkopf nach Überschreiten
des Abreißdrehmomentes
ab. Für
viele Anwendungsfälle
wird es möglich
sein, die Vorrichtung mit einer einzigen zentralen Verbindungsschraube
auszustatten. Erforderlichenfalls können auch mehrere Verbindungsschrauben
vorgesehen sein, insbesondere in Richtung des zu kontaktierenden
Hauptleiters oder Abzweigleiters hintereinander und/oder nebeneinander
angeordnet sein. Entsprechend einer besonderen Ausführungsart
wird die Vorrichtung durch die Verbindungsschraube entgegen dem
Stand der Technik nicht bis zu einem Formschluss eingeschraubt,
sondern bis zu einem vorgebbaren Drehmoment. Dieses vorgebbare Drehmoment
hängt von der
Geometrie der Kontaktelemente, dem Isolationswerkstoff des Haupt-
bzw. Abzweigleiters, dem Leiterquerschnitt, sowie der Geometrie
der Gehäuseteile
ab. Insbesondere kann durch das vorgebbare Abreißdrehmoment ein und dieselbe
Vorrichtung für verschiedene
Leiterquerschnitte eingesetzt werden.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist insbesondere ein Arbeiten unter Spannung möglich. Hierzu ist sichergestellt,
dass in jeder Phase der Montage die spannungsführenden Teile immer berührungssicher
abgedeckt sind. Hierzu gehört
auch ein Schutz gegen eine direkte Berührung bei falscher Handhabung
von Werkzeugen. Es besteht keine Überbrückungsmöglichkeit von spannungsführenden Teilen
durch falsche Handhabung eines Werkzeugs. Ein Abisolieren des Abzweigleiters
ist nicht erforderlich, weshalb beim Absetzmaß für das Abmanteln der Isolierung
keine Fehler auftreten können,
die nach dem Schließen
der Vorrichtung zu blanken überstehenden
Adernenden führen
könnten,
die dann Spannung führen.
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In
einer besonderen Ausführungsart
weist die Vorrichtung in einer Trennebene der beiden Gehäuseteile
einen Stützkeil
auf, der ein vorzugsweise elastisch verformbares Widerlager für den Hauptleiter
bildet. Dadurch wird die erforderliche Kontaktkraft auch bei Temperaturwechselbeanspruchungen
dauerhaft gewährleistet.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen
sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und
in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für sich
oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 zeigt
einen Querschnitt durch eine komplett montierte Vorrichtung,
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils,
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4 zeigt
eine Rückansicht
eines Querschnitts durch das erste Gehäuseteil,
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht der dem ersten Gehäuseteil zugewandten Unterseite
des ersten Aufnahmekörpers,
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht des ersten Aufnahmekörpers auf
die dem ersten Gehäuseteil
abgewandte Seite,
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7 zeigt
eine Draufsicht auf die Druckplatte,
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8 zeigt
einen Querschnitt entlang VIII-VIII der 7,
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9 zeigt
einen Querschnitt entlang IX-IX der 7, und
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10 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Druckplatte.
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Die 1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum
elektrischen Verbinden von mindestens zwei isolierten Hauptleitern 2, 4, 6, 8 eines
Energieversorgungskabels mit jeweils mindestens einem isolierten
Abzweigleiter 12, 14, 16, 18,
mit einem Gehäuse,
das mindestens zwei durch eine Schraubverbindung 22 verbindbare
Gehäuseteile 10, 20 aufweist,
wobei für
jede herzustellende Verbindung zwischen einem Hauptleiter 2, 4, 6, 8 und dem
zugeordneten Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 mindestens
ein Kontaktelement 32, 34, 36, 38 (2)
in einem Gehäuseteil 10, 20 angeordnet
ist. Da das erste Gehäuseteil 10 und
das zweite Gehäuseteil 20 im dargestellten
Ausführungsbeispiel
als Gleichteile ausgebildet sind, wird nachfolgend vorrangig das erste
Gehäuseteil 10 näher beschrieben.
Entsprechendes gilt jeweils auch für das zweite Gehäuseteil 20.
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Die
Vorrichtung 1 weist eine mit der Schraubverbindung 22 in
Wirkverbindung stehende erste Druckplatte 30 auf, mittels
welcher die Verbindungskraft der Schraubverbindung 22 in
die Vorrichtung 1 eingeleitet wird, insbesondere in das
erste Gehäuseteil 10.
Die erste Druckplatte 30 ist kraftspeichernd verformbar
und verformt sich elastisch beim Festziehen der Schraubverbindung 22.
Nach Beendigung des Festziehens der Schraubverbindung 22 ist
die durch die elastische Verformung der ersten Druckplatte 30 gespeicherte
Kraft in die Vorrichtung 1 einleitbar. Dadurch wird die
Kontaktkraft für
die elektrische Verbindung zwischen den Hauptleitern 2, 4, 6, 8 und
den Abzweigleitern 12, 14, 16, 18 aufrechterhalten.
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Das
erste Gehäuseteil 10 ist
identisch aufgebaut wie das zweite Gehäuseteil 20. Es handelt
sich insbesondere um Gleichteile aus einem faserverstärkten Kunststoff.
In der 1 ist eine Vormontagestellung dargestellt, in
welcher die beiden Gehäuseteile 10, 20 verrastet
zusammengesteckt sind, aber die Kontaktelemente 32, 34, 36, 38 (2)
noch nicht in Anlage an den Hauptleitern 2, 4, 6, 8 und
den Abzweigleitern 12, 14, 16, 18 sind.
Diese Vormontagestellung wird eingenommen durch die Anlage eines
einstückig von
dem ersten Gehäuseteil 10 ausgebildeten
Anschlagmittels 24, das an insgesamt vier Stellen mit dem
ersten Gehäuseteil 10 verbunden
ist. Etwa in der Mitte seiner bogenförmigen Erstreckung ist das
Anschlagmittel 24 an einer ersten und zweiten Verbindungsstelle 26, 28 mit
dem ersten Gehäuseteil 10 verbunden
(3). Diese Verbindungsstellen 26, 28 sind
starr und bringen die Haltekraft auf, durch die bei normaler Kraftanwendung
die in der 1 dargestellte Vormontageposition
nicht überwindbar
ist. Beim Festziehen der Schraubverbindung 22 brechen die
erste und zweite Verbindungsstelle 26, 28 ab und die
beiden Gehäuseteile 10, 20 sind
weiter zusammenfahrbar. Durch die dritte und vierte Verbindungsstelle 42, 44,
die durch federelastisch verformbare bandförmige Abschnitte am äußeren Ende
des bogenförmigen
Verlaufs des Anschlagmittels 24 gebildet sind, ist das
Anschlagmittel 24 auch nach dem Brechen der ersten und
zweiten Verbindungsstelle 26, 28 noch vorzugsweise
einstückig
mit dem ersten Gehäuseteil 10 verbunden.
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Die 3 zeigt
eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils 10 und die 4 zeigt
eine Rückansicht
eines Querschnitts durch das erste Gehäuseteil 10. Das erste
Gehäuseteil 10 ist
im Wesentlichen U-förmig
und weist auf der Seite eines ersten Schenkels zwei vorzugsweise
einstückig
von dem ersten Gehäuseteil 1 ausgebildete,
parallel zueinander verlaufende und in ihrem Querschnitt zu ihrer
Längsachse
ihrerseits ebenfalls im Wesentlichen U-förmige Profilstege 46, 48 auf,
die nahe ihrem freien Ende zur Erhöhung der Stabilität durch
einen vorzugsweise einstückig
ausgebildeten Verbindungssteg 52 verbunden sind (1).
Auf den einander zugewandten Stirnseiten weisen die beiden Profilstege 46, 48 als
Führungsmittel
eine Führungsnut 54 auf,
in die ein Führungssteg 56 einführbar ist,
der vorzugsweise einstückig
von einem dritten Profilsteg 58 ausgebildet ist, der an
einem dem ersten Schenkel gegenüberliegenden zweiten
Schenkel des ersten Gehäuseteils 10 ausgebildet
ist. Der dritte Profilsteg 58 weist auf seiner Außenseite
mindestens abschnittsweise eine regelmäßige Oberflächenstruktur 62 auf, insbesondere
eine Zahnleiste. Damit zusammenwirkend weist der Verbindungssteg 52,
insbesondere eine von dem Verbindungssteg 52 einstückig ausgebildete
Rastlasche 64 auf ihrer nach innen gewandten Oberfläche, einen
Rastzahn als Rastmittel auf, sodass die beiden Gehäuseteile 10, 20 lösbar federverrastend
zusammensteckbar sind.
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Der
die beiden Schenkel verbindende Abschnitt des ersten Gehäuseteils 10 bildet
auf seiner nach außen
weisenden Oberfläche
einen Aufnahmeraum für
zwei Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 aus.
Für jeden
Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 sind
zwei axial beabstandete und jedenfalls abschnittsweise sphärisch gekrümmte Auflageflächen 66, 68 vorgesehen.
Jede dieser Auflageflächen 66, 68 ist
etwa mittig ihrer axialen Erstreckung von einer Aufnahmeöffnung 72 für die Aufnahme
eines Kontaktelements 32, 34, 36, 38 unterbrochen.
Mithin sind für
jeden Abzweigleiter mindestens zwei Kontaktelemente 32, 34, 36, 38 vorgesehen,
mittels denen der Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 mit
dem jeweils zugehörigen,
insbesondere in der montierten Klemme darunterliegenden Hauptleiter 2, 4, 6, 8,
elektrisch verbunden ist. Die Kontaktelemente 32, 34, 36, 38 können U-förmig gebogen
sein und an beiden Schenkeln endseitig eine Zahnung für die elektrische
Kontaktierung aufweisen.
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Vorzugsweise
einstückig
bildet das erste Gehäuseteil 10 außerdem an
einem axialen Ende eine Anschlagfläche 74 aus, an welche
die Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 in
Anlage gebracht werden können. Außerdem bildet
das erste Gehäuseteil 10 an
den axialen Endseiten der Einführkanäle für das Einlegen der
Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 V-förmige Auflagen 76 aus,
auf welche die Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 in einer
Vormontageposition aufgelegt werden können. Die Auflagefläche der
V-förmigen
Auflage 76 ist dabei gegenüber der Auflagefläche 66, 68 etwas
erhöht, damit
in der Vormontageposition ein Eindringen der Kontaktelemente 32, 34, 36, 38 in
die Isolation der Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 zuverlässig verhindert ist.
Beim Festziehen der Schraubverbindung können die V-förmigen Auflagen 36 sich
entweder ausreichend verformen oder abbrechen, sodass anschließend der
Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 in
Anlage auf die Auflageflächen 66, 68 kommt
und dadurch die Kontaktelemente 32, 34, 36, 38 in
die Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 eindringen.
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Die
etwa mittig in Richtung der axialen Erstreckung des ersten Gehäuseteils 10 angeordneten und
von dem ersten Gehäuseteil 10 einstückig ausgebildeten
ersten Führungsstifte 78 sind
neben einer Öffnung
für den
Durchtritt einer Schraube der Schraubverbindung 22 angeordnet
und dienen als Platzhalter für
die einzusetzende Schraube. Die an den axialen Enden des ersten
Gehäuseteils 10 und vorzugsweise
einstückig
von diesem ausgebildeten zweiten Führungsstifte 82 ragen
ebenfalls in das Innere der Vorrichtung 1 und sind etwas
außerhalb
der Mitte in Querrichtung angeordnet; sie dienen im Wesentlichen
einer vereinfachten Zusammenführung der
beiden Gehäuseteile 10, 20 und
sind etwas länger
als die ersten Führungsstifte 78.
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Die 2 zeigt
einen Querschnitt durch eine komplett montierte Vorrichtung 1,
allerdings ohne Schraubverbindung 22. Das erste Kontaktelement 32 durchdringt
die Isolation sowohl des ersten Hauptleiters 2 als auch
die Isolierung des ersten Abzweigleiters 12 und stellt
eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Hauptleiter 2 und
dem ersten Abzweigleiter 12 her. In entsprechender Weise
sind auch die weiteren Hauptleiter 4, 6, 8 über das
jeweils zugeordnete Kontaktelement 34, 36, 38 mit
dem jeweils zugehörigen
Abzweigleiter 14, 16, 18 verbunden.
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Hierzu
wird die Schraubkraft über
eine erste Druckplatte 30 und einen ersten Aufnahmekörper 60 auf
den ersten Abzweigleiter 12 und über das erste Kontaktelement 32 auf
den ersten Hauptleiter 2 eingebracht, der sich an dem ersten
Stützkeil 70 abstützt. Von
der gegenüberliegenden
Seite wird die Schraubkraft über
eine zweite Druckplatte 50 des zweiten Gehäuseteils 20,
den zugehörigen
zweite Aufnahmekörper 80 in
den zweiten Abzweigleiter 14, über diesen in das zweite Kontaktelement 34 und
den zweiten Hauptleiter 4 eingeleitet, der sich von der
gegenüberliegenden
Seite an dem ersten Stützkeil 70 abstützt. Die
von den einander gegenüberliegenden Druckplatten 50 eingeleiteten
Kräften
fluchten dabei im Wesentlichen, sodass sich ein günstiger
Kraftfluss ergibt.
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Die 5 zeigt
eine perspektivische Ansicht der dem ersten Gehäuseteil 10 zugewandten
Unterseite des ersten Aufnahmekörpers 60.
Axial endseitig und in Querrichtung dazu zentrisch bildet der erste Aufnahmekörper 60 vorzugsweise
einstückig
zwei Federzungen 84 aus, die an ihrer Oberfläche eine
regelmäßige Struktur 86 aufweisen,
insbesondere eine Zahnleiste. Die Federzungen 84 sind in
entsprechende Aufnahmeöffnungen
am ersten Gehäuseteil 10 (3)
einsteckbar und durch die Struktur 86 lösbar rastbar an dem ersten
Gehäuseteil 10 festlegbar.
Dadurch ist auch die Position des ersten Aufnahmekörpers 60 in
Bezug auf das erste Gehäuseteil 10 vorgegeben.
Axial im Bereich der Auflageflächen 66, 68 (3)
des ersten Gehäuseteils 10 für den Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 bildet
der erste Aufnahmekörper 60 als
Anlagefläche
kreisbogenförmige
Andruckstege 92 aus, über
welche die Schraubkraft von dem ersten Aufnahmekörper 60 auf den zugehörigen Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 übertragen
wird. Außerdem bildet
der erste Aufnahmekörper 60 vorzugsweise einstückig Positioniermittel 94 aus,
zum Positionieren des Abzweigleiters 12, 14, 16, 18 bei
einem Aufsetzen des ersten Aufnahmekörpers 60 auf das erste Gehäuseteil 10.
Die Positioniermittel 94 können in Axialrichtung insbesondere
mittig angeordnet sein und beispielsweise dreieckförmig oder
gekrümmt,
so dass infolge des Aufsteckens des ersten Aufnahmekörpers 60 der
Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 entlang der
Schrägflanke
oder Krümmung
in seine Position verschiebbar ist.
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Axial
endseitig weist der erste Aufnahmekörper 60 Öffnungen 96 auf,
mittels denen insbesondere in einer Vormontageposition der Vorrichtung 1 die korrekte
Positionierung der Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 kontrollierbar
ist.
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Die 6 zeigt
eine perspektivische Ansicht des ersten Aufnahmekörpers 60 auf
die dem ersten Gehäuseteil 10 abgewandte
Seite. Der Aufnahmekörper 60 weist
einen umlaufenden Rand 98 für die Aufnahme der ersten Druckplatte 30 auf.
Die im Zentrum vorhandene Öffnung 102 für den Durchtritt
der Verbindungsschraube ist ebenfalls jedenfalls abschnittsweise
von einem Kragen 104 berandet, der eine Führung beim
Aufsetzen der ersten Druckplatte 30 bilden kann und insbesondere
Rastmittel 106 ausbildet, mittels denen die erste Druckplatte 30 verrastend
an dem ersten Aufnahmekörper 60 festlegbar ist.
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In
jenem Bereich, in dem der erste Aufnahmekörper 60 auf der Unterseite
die Andruckstege 92 aufweist, mithin in dem Bereich, in
dem der erste Aufnahmekörper 60 die
Andruckkräfte
auf den Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 überträgt, bildet
der erste Aufnahmekörper 60 auf
der Oberseite eine vorzugsweise plane Anlagefläche 108 für die Anlage
der ersten Druckplatte 30 aus. Der übrige Bereich, insbesondere
der Bereich um die Öffnung 102 für die Verbindungsschraube,
ist demgegenüber
abgesenkt, sodass sich die erste Druckplatte 30 in diesem
Bereich infolge der elastischen Verformung absenken kann, ohne in
Anlage an die Oberfläche
des ersten Aufnahmekörpers 60 zu
kommen. Auf diese Weise ist gewährleistet,
dass die in der ersten Druckplatte 30 gespeicherte Federkraft
nur in jene Bereiche in den ersten Aufnahmekörper 60 eingeleitet
wird, in denen sie unmittelbar und insbesondere ohne Verformung
des ersten Aufnahmekörpers 60 in
eine Kontaktkraft für den
zugeordneten Abzweigleiter 12, 14, 16, 18 umgewandelt
wird.
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Die 7 zeigt
eine Draufsicht auf die erste Druckplatte 30, die 8 zeigt
einen Querschnitt entlang VIII-VIII der 7, die 9 zeigt
einen Querschnitt entlang IX-IX der 7, und die 10 zeigt eine
perspektivische Ansicht der ersten Druckplatte 30.
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Die
Druckplatte 30 ist vorzugsweise durch Stanzen und Biegen
einstückig
aus einer rechteckförmigen
Platine hergestellt. Die Druckplatte 30 ist symmetrisch
zu den beiden in der 7 eingezeichneten Schnittebenen
und darüber
hinaus symmetrisch zu der von den Schnittebenen gebildeten Schnittachse,
die durch eine zentrische und für
den Durchtritt der Verbindungsschraube vorgesehene Öffnung 114 senkrecht
zur Zeichenebene der 7 verläuft.
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Die
längsseitigen
Ränder
sind hochgezogen und an ihren axialen Enden freigeschnitten und
nach innen gebogen und bilden dadurch einen Anschlag 112,
durch den ein Auslenken eines Einleitungsabschnittes 116 der
Druckplatte 30 begrenzt ist, der in Anlage an der Anlagefläche 108 des Aufnahmekörpers 60 ist.
Der Einleitungsabschnitt 116 ist über einen federelastisch verformbaren,
insbesondere stegförmigen
Abschnitt 118 mit einer im Zentrum der Druckplatte 30 vorgesehenen
und vorzugsweise biegesteifen Anlagefläche 122 für ein Schraubverbindungselement
verbunden. Hierzu kann die Anlagefläche 122 beispielsweise
eine Kröpfung 124 oder
eine Sicke aufweisen, insbesondere quer verlaufend zur Erstreckung
des federelastisch verformbaren Abschnitts 118.