DE19724774C1 - Einrichtung zum Kontaktieren eines Kabels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kontaktieren eines, eine äußere Isolierung und einen elektrisch leit­ fähigen Kern aufweisenden Kabels.

Üblicherweise werden Kabel, die an einen Kontakt ange­ schlossen werden sollen, zuvor abisoliert (DE 31 20 551 A1) Dies bedeutet einen zusätzlichen Arbeitsschritt.

In der Vergangenheit sind bereits Vorschläge gemacht worden, auch isolierte Kabel mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung elektrisch an einen zugehörigen Kontakt anschließen zu können.

In der US-PS 1,898,359 wird dazu vorgeschlagen, ein kappen­ artiges Gehäuse verschraubbar auf einem Kontaktträger anzu­ ordnen. Der Kontaktträger nimmt dabei nach außen gerichtete Kontaktstifte und nach innen gerichtete elastische Kontakt­ federn auf, die mit den Kontaktstiften in elektrischer Ver­ bindung stehen. Die Kontaktfedern sind in Richtung auf ein Kabel abgewinkelt, welches durch die Kappe geführt und auf einem korrespondierenden Dorn zwischen Kappe und Kontakt­ träger positioniert wird. Beim Aufschrauben der Kappe auf den Kontaktträger drückt die Kappe gegen die abgewinkelten Kontaktfedern, die entsprechend die Isolierung des Kabels durchdringen und beim Erreichen des elektrisch leitfähigen Kerns des Kabels den gewünschten Kontakt schaffen.

Die seit über 60 Jahren bekannte Einrichtung läßt sich auf eine industrielle Fertigung nicht übertragen. Die Anordnung des Kabels (der Kabellitzen) auf dem Dorn ist schwierig und bereits kleine Toleranzen im Bereich der Kontaktfedern führen zu einem Versagen der Einrichtung.

Zur Lösung des gleichen Problems wird in der US-PS 2,739,291 vorgeschlagen, die Kabel einer Lampenfassung in Öffnungen im Bereich eines zugehörigen Gehäuses einzustecken. Dabei sind vor den genannten Öffnungen leitfähige Kontaktfedern ange­ ordnet, die anschließend von Hand nach innen gedrückt werden müssen, um dabei die Isolierung der zugehörigen Kabel abzu­ quetschen. Es ist offensichtlich, daß dieses Prinzip insbe­ sondere im industriellen Maßstab keine ausreichende Zuver­ lässigkeit gibt.

Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für den industriellen Anwendungsbereich opti­ mierte Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, Kabel elektrisch an zugehörige Kontakte anzuschließen, ohne die Kabel vorher an der Kontaktstelle abisolieren zu müssen.

Dabei macht sich die Erfindung vom Prinzip her den aus der US-PS 1,898,359 bekannten Gedanken zunutze, während der Relativverschiebung einer Hülse (Kappe) gegenüber einem Kontaktträger die Kabelisolierung zu durchdringen und eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontakt und dem elek­ trisch leitfähigen Kern des Kabels zu schaffen.

Hinsichtlich ihrer konkreten Bauform unterscheidet sich die erfindungsgemäße Lösung jedoch grundsätzlich von dem be­ kannten Vorschlag.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Kontaktieren eines, eine äußere Isolierung und einen elektrisch leitfähigen Kern aufweisenden Kabels mit folgenden Merkmalen:

• - Die Einrichtung umfaßt eine axial zu einem Kontaktträger verschiebbare und gegenüber dem Kontaktträger festlegbare Hülse,
• - die Hülse dient zur axialen Aufnahme (Führung) mindestens eines Kabels,
• - im Kontaktträger ist in Axialrichtung mindestens ein Kontakt angeordnet,
• - der Kontakt ist an seinem, der Hülse zugewandten Ende zur Aufnahme des Kabels mit einem schlaufenartigen Abschnitt ausgebildet, wobei das freie Ende des schlaufenartigen Ab­ schnittes eine nach innen auf das Kabel gerichtete Schneidkante aufweist,
• - zwischen dem schlaufenartigen Abschnitt des Kontaktes und einem benachbarten Anschlag ist ein Keil angeordnet, der bei einer Axialbewegung der Hülse in Richtung auf den Kontaktträger auf das Kontaktende wirkt und dessen Schneidkante durch die Isolierung des Kabels auf den elektrisch leitfähigen Kern des Kabels führt.

Gegenüber der bekannten Lösung reduziert sich die Zahl der Bauteile um mindestens eins, da der Kontakt selbst die "Schneidfunktion" übernimmt, also der Kontakt selbst so ausgebildet ist, daß er bei der Konfektionierung der Ein­ richtung die Kabelisolierung durchdringt und eine elek­ trische Verbindung zwischen dem elektrisch leitfähigen Kern des Kabels und dem Kontakt (über die Schneidkante) schafft.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, daß der Kontakt der neuen Einrichtung das Kabel schlaufenförmig um­ gibt, also gleichzeitig zur Aufnahme und Positionierung des Kabels dient. Hierdurch wird die Sicherheit der Konfektio­ nierung und Kontaktierung wesentlich erhöht.

In diesem Zusammenhang kann der Kontakt nach einer Aus­ führungsform eine weitere Funktion übernehmen, und zwar dann, wenn der Kontakt vor seinem schlaufenartigen Abschnitt eine Anschlagkante für das Kabel aufweist.

Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Kabel eine definierte Position gegenüber dem Kontakt aufweist.

Der genannte Keil dient dazu, den schlaufenartigen Abschnitt des Kontaktes "zusammenzudrücken", also in Richtung auf das Kabel zu führen und dabei die Schneidkante durch die Iso­ lierung auf den Kern des Kabels zu bewegen. Aus dieser Funktion leitet sich auch der Neigungswinkel des Keils ab, der in Richtung auf das freie Ende des Kontaktes ansteigend sein muß.

Um eine möglichst günstige Pressung zwischen Keil und Kontakt zu erreichen, bietet es sich an, den mit dem Keil korrespondierenden Abschnitt des Kontaktes mit einer korrespondierenden Schrägfläche auszubilden.

Der Keil kann auf einer, von der Hülse geführten Platte befestigt sein, wobei die Platte sich beim Aufschieben der Hülse auf den Kontaktträger nicht mitdreht. Die Zahl der Keile wird der Zahl der Kontakte entsprechen.

Der Keil kann beliebig ausgebildet sein. Wichtig ist eine zuverlässige Druckkraft auf den schlaufenförmigen Abschnitt des Kontaktes bei der Relativverschiebung von Hülse und Kontaktträger.

Dabei kann die Hülse auf den Kontaktträger aufschraubbar ausgebildet sein. Ebenso ist es aber auch möglich, die Hülse auf den Kontaktträger über entsprechende Rastmittel stufen­ weise "aufzudrücken". Wesentlich ist nur, daß die Hülse in Richtung auf den Kontaktträger zubewegt wird und in ihrer Endposition entsprechend fixiert werden kann.

Der Begriff "schlaufenartiger Abschnitt" deutet bereits an, daß dieser Abschnitt des Kontaktes das Kabel zumindest teil­ weise umschlingt. Je größer der Umschlingungswinkel ist, um so zuverlässiger kann das korrespondierende Kabel innerhalb dieses Abschnittes positioniert werden. Nach einer Aus­ führungsform sollte der Umschlingungswinkel deshalb < = 180° und < = 360° betragen. Ein Umschlingungswinkel zwischen 180 und 270°, wie auch in der nachfolgenden Figurenbeschreibung dargestellt, hat sich als günstig herausgestellt.

Die Ausrichtung der Schneidkante hat sich an der Orientierung des elektrisch leitfähigen Kerns des Kabels zu orientieren. Wichtig ist, daß die Schneidkante, sobald sie die Isolierung des Kabels durchdrungen hat, eine Stelle des elektrisch leitfähigen Kerns des Kabels kontaktiert. Um dies absolut sicherzustellen, bietet sich eine Ausführungsform an, bei der die Schneidkante in Richtung auf die Mitten­ längsachse des Kabels ausgerichtet ist. Auch kleinere Toleranzen beeinträchtigen dann die Funktionssicherheit der Einrichtung nicht. Um eine unerwünschte Verletzung des Kabels zu verhindern, kann die Schneidkante verformbar ausgebildet sein. Das Maß der Verformbarkeit hat sich daran zu orientieren, daß die in der Regel weiche Isolierung sicher durchdrungen, der elektrisch leitfähige Kern des Kabels aber nicht zerstört wird.

Dies gilt auch für die Größe und Form der Schneidkante, wobei eine V-Form als eine mögliche Ausführungsform genannt wird. In diesem Fall entspricht die Schneidkante mehr einem Schneidpunkt, nämlich der V-förmigen Spitze.

Es ist selbstverständlich, daß der Kontakt aus einem elek­ trisch leitfähigen Material bestehen muß, während der Kon­ taktträger und die Hülse aus elektrisch isolierenden Werk­ stoffen gebildet werden, ebenso wie der genannte Keil.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merk­ malen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungs­ unterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Aus­ führungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Einrichtung im Bereich des schlaufenförmigen Kontakt-Endabschnittes (im nicht kontaktierten Zustand),

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1 (im nicht kontaktierten Zustand),

Fig. 3 eine Ansicht analog Fig. 1 im kontaktierten Zustand,

Fig. 4 eine Ansicht analog Fig. 2 im kontaktierten Zustand,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Kontaktes gemäß den Fig. 1 bis 4,

Fig. 6 eine alternative Ausführungsform eines Kontaktes.

In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine topfartige Hülse 10 mit einem innen­ seitigen Gewinde 12. Im Boden 10B der Hülse 10 ist ein Ein­ satz 14 zu erkennen, der in Richtung auf das offene Ende 10E der Hülse 10 mehrere ringförmige Ansätze 16 aufweist, jeweils mit einer zylindrischen Außenfläche 16A und einer konischen Innenfläche 16I, die sich zum freien Ende hin erweitert. Die Ansätze 16 werden nachfolgend Keile genannt.

Durch eine Öffnung 18 im Boden 10B der Hülse 10 ist ein Kabel 20 geführt, welches entsprechend in Axialrichtung der Hülse 10 verläuft.

Weitere Kabel 20 sind durch weitere Öffnungen 18 im Bereich der anderen Kontakte 22 angeordnet.

Das freie Ende 20E des Kabels 20 liegt gegen eine Anschlag­ kante 22A eines metallischen Kontaktes 22 an, dessen Form sich aus einer Zusammenschau der Fig. 1 bis 5 ergibt.

Der Kontakt 22 ist in seinem rückwärtigen Abschnitt zylindrisch ausgebildet, während sein vorderes freies Ende 22E schlaufenförmig gestaltet ist, wobei der schlaufen­ förmige Abschnitt 22E etwa einen Umschlingungswinkel von 270° aufweist und in einer V-förmigen Spitze 22S endet, die um etwa 90° abgewinkelt genau in die Mitte des schlaufen­ förmigen Abschnittes 22E gerichtet ist.

Aus den Fig. 1 bis 4 ergibt sich, daß die Spitze damit genau in Richtung auf die Mittenlängsachse M des Kabels 22 hinweist.

Eine Abkantung des zylinderförmigen Abschnittes des Kon­ taktes 22 bildet den genannten Anschlag 22A, der die Position des Kabels 20 gegenüber dem Kontakt 22 definiert.

Der Kontakt 22 ist in einem Kontaktträger 24 positioniert, der in etwa eine Zylinderform besitzt und etwa bündig mit dem vorderen Ende des Abschnittes 22E des Kontaktes 22 endet. Weitere Kontakte sind analog angeordnet und enden jeweils in Aussparungen 25 des Kontaktträgers 24.

Außenseitig ist der Kontaktträger 24 mit einem Außengewinde 26 ausgebildet, korrespondierend zum Innengewinde 12 der Hülse 10.

Die Funktion der Einrichtung ergibt sich aus einer Zusammen­ schau der Fig. 1 und 2 einerseits mit den Fig. 3 und 4 andererseits.

Im Ausgangszustand (Fig. 1 und 2) liegt das Kabel 20 innerhalb des Umschlingungsbereiches 22E des Kontaktes 22 und die Schneidkante 22S in geringem Abstand zu einer Kabel­ isolierung 20I. Der Keil 16 liegt auf einer korrespondieren­ den Schrägfläche des Abschnittes 22E des Kontaktes 22 auf.

Wird nun die Hülse 10 weiter in Richtung auf den Kontakt­ träger 24 aufgeschraubt (über die korrespondierenden Gewinde 12, 26), so wird entsprechend auch der Keil 16 in Richtung auf den Kontakt 22 vorgeschoben und drückt damit außenseitig auf den schlaufenförmigen Abschnitt 22E des Kontaktes 22 und diesen damit in Richtung auf das Kabel 20.

Dabei wird die Schneidkante 22S zunächst gegen und dann in sowie durch die Isolierung 20I des Kabels 20 geführt, bis der elektrisch leitfähige Kern des Kabels 20 erreicht wird wobei sich der Widerstand beim Aufschrauben der Hülse 10 auf den Kontaktträger 24 entsprechend erhöht.

In diesem Moment ist eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrisch leitfähigen Kern des Kabels 20 über die Spitze 22S zum Kontakt 22 geschaffen, ohne das Kabel 20 separat abisolieren zu müssen.

Selbstverständlich werden weitere Kabel 20 in weiteren Öffnungen 25 über weitere Keile 16 analog abisoliert und in zugehörigen Kontakten 22 festgeklemmt, um so in einem Arbeitsgang eine komplette Verbindung zu schaffen.

Eine alternative Ausführungsform des Kontaktes 22 zeigt Fig. 6.

Die Schneidkante 22S ist hierbei nach Art einer "Schere" gestaltet, die beim Zusammendrücken des schlaufenförmigen Abschnittes 22E von zwei Seiten auf das Kabel 20 gedrückt wird und mit seinen beiden Flanken 22S1 und 22S2 die Kabelisolierung 20I durchdringt, bis es zu einer elektrischen Kontaktierung der genannten Art kommt.

Soweit dies für notwendig erachtet wird, können auch mehrere schlaufenförmige Abschnitte (in Axialrichtung des Kontaktes 22 hintereinander) vorgesehen werden. Ebenso ist es möglich, durch entsprechende geometrische Formgebung auch nebenein­ anderliegende Kabel mit ein und demselben Kontakt zu durch­ dringen und zu kontaktieren.

Claims (12)

1. Einrichtung zum Kontaktieren mindestens eines, eine äußere Isolierung (20I) und einen elektrisch leitfähigen Kern aufweisenden Kabels (20) mit folgenden Merkmalen:

• 1.1 einer axial zu einem Kontaktträger (24) verschieb­ baren und gegenüber dem Kontaktträger (24) festleg­ baren Hülse (10),
• 1.2 die Hülse (10) dient zur axialen Aufnahme des Kabels (20),
• 1.3 im Kontaktträger (24) ist in Axialrichtung mindestens ein Kontakt (22) angeordnet,
• 1.4 der Kontakt (22) ist an seinem, der Hülse zugewandten Ende zur Aufnahme des Kabels (20) mit einem schlaufenartigen Abschnitt (22E) ausgebildet, wobei das freie Ende des schlaufenartigen Abschnittes eine nach innen auf das Kabel (20) gerichtete Schneidkante (22S) aufweist,
• 1.5 zwischen dem schlaufenartigen Abschnitt (22E) des Kontaktes (22) und einem benachbarten Anschlag (24A) ist ein Keil (16) angeordnet, der bei einer Axialbe­ wegung der Hülse (10) in Richtung auf den Kontakt­ träger (24) auf das Kontaktende (22E) wirkt und dessen Schneidkante (22S) durch die Isolierung (20I) des Kabels (20) auf den elektrisch leitfähigen Kern des Kabels (20) führt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Keil (16) an einer Platte (14) befestigt ist, die von der Hülse (10) geführt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Keil (16) außen­ seitig (16A) koaxial zur Hülse (10) und innenseitig (16I) konisch ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der der Keil (16) innen­ seitig gekrümmt ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Hülse (10) auf den Kontaktträger (24) aufschraubbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Kontakt (22) vor seinem schlaufenartigen Abschnitt (22E) eine Anschlag­ kante (22A) für das Kabel (20) aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der schlaufenartige Abschnitt (22E) des Kontaktes (22) einen Umschlingungs­ winkel zwischen < = 180° und < 360° beschreibt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, bei der der schlaufenartige Abschnitt (22E) des Kontaktes (22) einen Umschlingungs­ winkel < = 180° und < = 270° beschreibt.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schneidkante (22S) eine V-Form aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schneidkante (22S) in Richtung auf die Mittenlängsachse (M) des Kabels (20) ausgerichtet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schneidkante (225) verformbar ausgebildet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der mit dem Keil (16) korrespondierende Abschnitt des Kontaktes (22) mit einer korrespondierenden Schrägfläche ausgebildet ist.