DE20004507U1

DE20004507U1 - Connector for electrical lines

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Publication number: DE20004507U1
Application number: DE20004507U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2010-03-11

Description

1010

Anmeldung eines Gebrauchsmusters mit dem TitelApplication for a utility model with the title

Verbindungsstecker für elektrische LeitungenConnectors for electrical cables

2020

(insbesondere für die mechanisch stark beanspruchten)(especially for those subject to high mechanical stress)

vonfrom

2525

Dipl. Wirtsch. Ing. (FH) Roland MartinDipl. Wirtsch. Ing. (FH) Roland Martin

Fasanenweg 6 82110 GermeringFasanenweg 6 82110 Germering

3030 3535

BeschreibungDescription

des Verbindungssteckers für elektrische Leitungenof the connector for electrical cables

Die Erfindung betrifft einen Verbindungsstecker für elektrische Leitungen mit den Merkmalen der Schutzansprüche 1-6.The invention relates to a connector plug for electrical cables with the features of claims 1-6.

Als Stand der Technik gibt es eine Unzahl an Verbindungsmöglichkeiten für elektrische Leitungen, deren Hauptaufgabe primär im durchgängigen Stromfluß besteht. Als eines von vielen Beispielen zeigt Fig. 4 einen herkömmlichen Stecker, wie er in der Autoelektrik verwendet wird. Hierbei wird einfach die aus Metall bestehende Lasche 5 in den ebenfalls metallenen Schuh 6 eingeführt. Besondere Sicherungs- oder Isolierungsmaßnahmen gibt es hier nicht. The state of the art offers a myriad of connection options for electrical cables whose main task is to ensure a continuous flow of current. As one of many examples, Fig. 4 shows a conventional plug as used in car electrics. The metal tab 5 is simply inserted into the metal shoe 6. There are no special safety or insulation measures here.

Sekundäre Aufgabe der Verbindung ist die Isolierung zum Schutz vor Kurzschlüssen oder, noch viel wichtiger, Gefahr für Leib und Leben bei entsprechend hohen Stromstärken und Spannungen abzuwenden. Dies ist im Normalfall jedoch nicht so einfach und bedarf manchmal großen Aufwands. Bei stark mechanisch beanspruchten Geräten, wie z.B. in vibrierenden Innenrüttlern, legt man sogar die Verbindungen von Haus aus in die Schwingungsknoten, in denen die Vibration = 0 ist. Deswegen muß leider einiges an Kabellänge zurückgelegt werden, was die Montage innerhalb des Schutzschlauchs auch nicht gerade erleichtert. Oder es liegen die Verbindungen der einzelnen Litzen eines Kabels (meist 4) mindestens ca. 100 mm auseinander, damit sie sich ja nicht berühren können.The secondary purpose of the connection is to provide insulation to protect against short circuits or, even more importantly, to prevent danger to life and limb from correspondingly high currents and voltages. However, this is not usually so easy and sometimes requires a great deal of effort. In devices subject to high mechanical stress, such as vibrating internal vibrators, the connections are even placed in the vibration nodes where the vibration = 0. Unfortunately, this means that a lot of cable length has to be laid, which does not make installation inside the protective hose any easier. Or the connections of the individual strands of a cable (usually 4) are at least 100 mm apart so that they cannot touch each other.

Kommen also zusätzliche sekundäre Aufgaben auf Grund zusätzlicher Belastungen dazu, wird es problematisch. Diese Beanspruchungen können, wie später beschrieben, z.B. Zugkräfte sein, die zum Lösen der Verbindung führen, oder Vibrationen, die das gleiche bewirken und sogar Reibungsverschleiß verursachen, der wiederum zum Kurzschluß fuhrt.If additional secondary tasks are added due to additional loads, it becomes problematic. These loads can, as described later, be tensile forces, for example, which lead to the connection coming loose, or vibrations, which have the same effect and even cause frictional wear, which in turn leads to a short circuit.

Für die meisten der Fälle gibt es bereits bestens funktionierende Lösungen. Erst wenn die Anforderungen in den verschiedensten Kombinationen gestellt werden oder sich das Anwendungsgebiet ändert, stellt sich heraus, daß ihre Verwendbarkeit stark eingeschränkt ist oder man auf ein völlig neues Verbindungssystem umsteigen muß, wenn die Anforderungen nicht mehr erfüllt werden können.For most cases, there are already solutions that work perfectly. It is only when the requirements are presented in a wide variety of combinations or the area of application changes that it becomes apparent that their usability is severely limited or that a completely new connection system must be used if the requirements can no longer be met.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt demnach das Problem zugrunde, unter schwerster 5 Beanspruchung trotzdem all diesen Ansprüchen nach Sicherheit und Funktionalität gleichzeitig zu genügen und damit für verschiedenste Anwendungsfälle ein einfaches aber wirkungsvolles Verbindungselement zu haben, das vorhandene integrieren kann und nicht nur deswegen Zeit und Kosten spart. The invention specified in claim 1 is therefore based on the problem of satisfying all these requirements for safety and functionality simultaneously under the most severe stress and thus having a simple but effective connecting element for a wide variety of applications that can integrate existing ones and not only saves time and costs for that reason.

Dieses Problem wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst, da die elektrische Leitfähigkeit und damit die Primäraufgabe durch herkömmliche Standardverbindungen gewährleistet wird und die Sekundäraufgaben durch einen quasi &ldquor;Zusatz"-Stecker erledigt werden. This problem is solved by the features listed in claim 1, since the electrical conductivity and thus the primary task is ensured by conventional standard connections and the secondary tasks are performed by a quasi "additional" plug.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 2 angegeben. Eine Weiterbildung nach Schutzanspruch 2 ermöglicht es, daß speziell in den Fällen, in denen sehr starke Zugkräfte auf die Kabel einwirken, diese vom Zusatzstecker aufgenommen werden ohne die eigentliche Verbindung zu belastea Dieser Fall tritt z.B. bei Beton-Innenvibratoren auf. Diese werden ausschließlich am Schutzschlauch gehalten, in den flüssigen Beton eingeführt und daran wieder herausgezogen. Nachdem der Schlauch dehnbar ist, wird folglich auf die darin geführten Kabel Zug ausgeübt. Wird der Zug zu groß, löst sich als schwächstes Glied die Verbindung. Um dies zu verhindern, ist der Zusatzstecker nun so ausgelegt, daß das Kabel in einer Nut geführt wird, deren Breite nur unwesentlich mehr als der Durchmesser des Kabels beträgt. Im weiteren Verlauf verbreitert sich diese Nut so weit, daß darin auch herkömmliche Steckverbindungen (ohne Zugentlastung) Platz haben. Die Normalverbindungen ihrerseits sind durch z.B. Verlöten oder Verklemmen fest mit dem Kabel verbunden. Wird nun Zug auf das Kabel ausgeübt, stößt die Normalverbindung gegen den schmalen Teil der Nut, kann diese aber auf Grund ihrer Größe nicht passieren. Die Verklemmung/Verlötung hält, der Zusatzstecker nimmt den Zug auf, die Normalverbindung wird somit nicht belastet. An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 2. A further development according to claim 2 makes it possible, especially in cases where very strong tensile forces act on the cable, for these to be absorbed by the additional plug without putting a strain on the actual connection. This case occurs, for example, with internal concrete vibrators. These are held exclusively by the protective hose, inserted into the liquid concrete and then pulled out again. Since the hose is stretchable, tension is exerted on the cables guided through it. If the tension is too great, the connection, as the weakest link, comes loose. To prevent this, the additional plug is designed so that the cable is guided in a groove whose width is only slightly larger than the diameter of the cable. As it continues, this groove widens so much that conventional plug connections (without strain relief) also have space in it. The normal connections, for their part, are firmly connected to the cable by, for example, soldering or clamping. If tension is now applied to the cable, the normal connection hits the narrow part of the groove, but cannot pass through it due to its size. The clamping/soldering holds, the additional plug absorbs the tension, and the normal connection is therefore not stressed.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 3 angegeben. Eine Weiterbildung nach Schutzanspruch 3 ermöglicht es, daß sich mehrere Kabel untereinander bzw. ihre z.T. A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 3. A further development according to claim 3 enables several cables to be connected to one another or to their

blanken Stecker nicht gegenseitig berühren können, geschweige denn diese Stecker Metallteile berühren können oder sie durch Menschenhand berührt werden könnten. Dies wird zum einen dadurch ermöglicht, daß sich die Nuten in dem runden, meist aus Vollmaterial bestehendem Zusatzstecker, erstens immer gegenüber, d.h. mit maximal möglichen Abstand befinden. Zweitens sind die Kabellängen immer derart unterschiedlich, daß sich bei nebeneinander liegenden Nuten die Räume für die Normalverbindungen immer versetzt zueinander befinden, und drittens der Zusatzstecker nach Außen hin von einem geschlitzten, rohrartigen &ldquor;Sicherungsmantel" gegen jeden Berührungskontakt isoliert ist, der nebenbei verhindert, daß die Kabel und Stecker vor der Montage herausfallen. Damit ist nun z.B. bei den Schutzschläuchen der Innenvibratoren auch eine Montage direkt im Schwingungsbauch, d.h. unter größter Beanspruchung, möglich.bare plugs cannot touch each other, let alone these plugs touch metal parts or be touched by human hands. This is made possible by the fact that the grooves in the round additional plug, which is usually made of solid material, are always opposite each other, i.e. with the maximum possible distance. Secondly, the cable lengths are always so different that when the grooves are next to each other, the spaces for the normal connections are always offset from each other, and thirdly, the additional plug is insulated from any contact on the outside by a slotted, tubular "safety sheath", which also prevents the cables and plugs from falling out before assembly. This now makes it possible, for example, for the protective hoses of the internal vibrators to be installed directly in the vibration antinode, i.e. under the greatest stress.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 4 angegeben. Eine Weiterbildung nach Schutzanspruch 4 ermöglicht es, daß sich die einzelnen Kabel z.B. bei starken Vibrationen zum einen weniger selbst verschleißen und zum anderen, sollte sich die Kabelisolierung doch abnutzen, keinen Kurzschluß erzeugen oder eine Gefahr für den Menschen darstellen können, da sie ja ein &ldquor;zweites" Mal isoliert sind. Wie bereits im Anspruch 3 beschrieben, wird dies durch die örtlich absolut getrennte Führung der Kabel in eigenen &ldquor;Einzel-Kabelschächten" ermöglicht. A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 4. A further development according to claim 4 makes it possible for the individual cables to wear themselves out less, for example in the case of strong vibrations, and for the cable insulation to wear out, and for it to not cause a short circuit or pose a danger to people, since it is insulated a "second time". As already described in claim 3, this is made possible by the cables being routed completely separately in their own "individual cable ducts".

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 5 angegeben. Eine Weiterbildung nach Schurzanspruch 5 ermöglicht es, daß die Verwendung des Zusatzsteckers auch innerhalb von Schlauchleitungen praktikabel ist, wenn eine Verbindung auf Grund eines speziellen Anwendungsfalles genau dort erforderlich sein sollte. Bei den bereits erwähnten Betoninnenvibratoren ist dies manchmal der Fall, da evtl. A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 5. A further development according to claim 5 makes it possible to use the additional plug even within hose lines if a connection is required precisely there due to a special application. This is sometimes the case with the previously mentioned concrete internal vibrators, since it may be possible that the additional plug can be used in hose lines.

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beim Schlauchanfang physikalisch und bauartbedingt die höchsten Vibrationen auftreten und sich der nächste Schwingungsknoten, in dem die Vibrationen = 0 sind, weiter entfernt vom Schlauchanfang befindet. Wie aber soll man dort montieren? Nachdem die Kabel durchwegs flexibel sind, kann man diese nicht schieben sondern muß sie folglich von hinten ziehen, was aber u.a. wiederum zu der vorher beschriebenen Zugbeanspruchung mit ihren Folgen führt. Die Lösung ist der mit seiner starren Länge ausgeführte Zusatzstecker, der nun auch (natürlich in Grenzen aber doch ausreichend) ein gutes Stück weit in den Schlauch hinein geschoben werden kann. Die Flexibilität des Schlauchs wird dabei nur unwesentlich beeinträchtigt, auftretende Biegemomente ohne Probleme absorbiert.The highest vibrations occur at the beginning of the hose due to physical and structural reasons, and the next vibration node, where the vibrations = 0, is further away from the beginning of the hose. But how should you mount it there? Since the cables are completely flexible, you cannot push them but have to pull them from behind, which in turn leads to the tensile stress described above and its consequences. The solution is the additional plug with its rigid length, which can now be pushed a good distance into the hose (within limits, of course, but still sufficiently). The flexibility of the hose is only slightly affected, and any bending moments that occur are absorbed without any problems.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 6 angegeben. Eine Weiterbildung nach Schutzanspruch 6 ermöglicht es, daß die meisten wenn nicht sogar alle &ldquor;Normalstecker und verbindungen) in diesen Zusatzstecker integriert werden können, da er sich quasi nur auf die sekundären Aufgaben eines Verbindungssteckers beschränkt. Der Rest ist nur eine Frage der Dimensionierung, nicht der Technologie. A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 6. A further development according to claim 6 makes it possible for most, if not all, "normal plugs and connections" to be integrated into this additional plug, since it is limited to the secondary tasks of a connecting plug. The rest is just a question of dimensioning, not technology.

Eine von mehreren möglichen Ausführungsarten wird nun anhand von Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben:One of several possible designs is now shown using drawings and described in more detail below:

Fig. 1 zeigt die Erfindung in einer (nicht maßstabsgerechten) 3D-Ansicht eines Querschnitts : Fig. 1 shows the invention in a (not to scale) 3D view of a cross section :

Das Innenteil des Steckers 1 besteht aus einem zylindrischen, nicht leitendem Kunststoff-Vollmaterial (hier ohne Phase 7 und Bohrung 8 aus Fig. 3 gezeichnet), in dem sich je nach Anzahl der zu verbindenden Litzen (hier 4) zu deren Aufnahme 4 Nuten 2 befinden. Um den größtmöglichen Abstand voneinander zu halten, sind sie um 90° verdreht.The inner part of the plug 1 consists of a cylindrical, non-conductive plastic solid material (shown here without phase 7 and hole 8 from Fig. 3), in which there are 4 grooves 2 to accommodate the number of strands to be connected (here 4). In order to keep the greatest possible distance from each other, they are rotated by 90°.

Fig. 2 zeigt eine Abwicklung des zylindrischen Mantels :Fig. 2 shows a development of the cylindrical shell :

Wir sehen wiederum die Nuten 2, deren Breite ca. etwas mehr als dem Durchmesser 3 der zu verbindenden Litzen entsprechen soll (siehe Fig. 4). Die Nuten haben jedoch auch Verbreiterungen 4, die den eigentlichen Verbindungsstecker 5 und 6 aufnehmen sollen. Die Abmessungen der verbreiterten Nuten entsprechen ca. denen der zusammengesteckten, herkömmlichen Stecker 5 und 6. Auch die Verbreiterungen 4 sind wiederum versetzt, um größtmöglichen Abstand zu gewährleisten.We can see the grooves 2 again, the width of which should correspond to approximately slightly more than the diameter 3 of the strands to be connected (see Fig. 4). However, the grooves also have widenings 4, which are intended to accommodate the actual connecting plugs 5 and 6. The dimensions of the widened grooves correspond approximately to those of the conventional plugs 5 and 6 when plugged together. The widenings 4 are also offset in order to ensure the greatest possible distance.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt des Innenteils des Steckers :Fig. 3 shows a longitudinal section of the inner part of the plug:

An den Enden des Innenteils des Steckers 1 befindet sich die Phase 7, die das Einführen des Steckers in einen Schlauch erleichtern soll. Es ist noch eine Bohrung 8 vorgesehen, die das Kabel 9 (siehe Fig. 6) aufnehmen soll, aus dem die (4 Stück) Litzen austreten. Die umlaufende Vertiefung 10 wird später das äußere Steckerteil 12 in Form einer geschlitzten Hülse aufnehmen (siehe Fig. 5).At the ends of the inner part of the plug 1 there is the phase 7, which is intended to make it easier to insert the plug into a hose. A hole 8 is also provided, which is intended to accommodate the cable 9 (see Fig. 6) from which the (4) strands emerge. The circumferential recess 10 will later accommodate the outer plug part 12 in the form of a slotted sleeve (see Fig. 5).

Fig. 4 zeigt als Beispiel zum Stand der Technik eine herkömmliche Steckverbindung :Fig. 4 shows a conventional plug connection as an example of the state of the art:

Zu sehen sind eine Stecklasche 5, ein Steckschuh 6, die Litzen 3, das Kabel 9 und die Quetschverbindungen 11, in denen die Metallitzen mit den Steckern fest verbunden sind. Für eine elektrisch leitende Verbindung muß nun die Lasche 5 in den Schuh 6 geschoben werden. Das Ergebnis ist die Verbindung 13 (siehe Fig. 6).You can see a plug-in tab 5, a plug-in shoe 6, the strands 3, the cable 9 and the crimp connections 11 in which the metal strands are firmly connected to the plugs. To create an electrically conductive connection, the tab 5 must now be pushed into the shoe 6. The result is the connection 13 (see Fig. 6).

Fig. S zeigt die 3D-Ansicht des Außenteils des Steckers : Fig. S shows the 3D view of the outer part of the connector :

Das Außenteil 12 besteht aus einer mit einem Schlitz 14 versehenen Hülse, deren Wandstärke und Länge auf die Vertiefung 10 des Steckerinnenteils 1 ausgelegt sind Der Schlitz 14 muß in der Breite geringer sein als die Durchmesser der Litzen 3, da sie sonst herausfallen könnten. Er ist nötig, um das Außenteil 12 bequem über das Innenteil schieben zu können. Das Außenteil 12 dient somit als Sicherung vor dem unbeabsichtigten Herausfallen der Litzen 3 und Steckverbindung sowie als Isolierung gegen Berührung und Kurzschluß.The outer part 12 consists of a sleeve provided with a slot 14, the wall thickness and length of which are designed for the recess 10 of the inner part 1 of the plug. The slot 14 must be smaller in width than the diameter of the strands 3, otherwise they could fall out. It is necessary in order to be able to slide the outer part 12 easily over the inner part. The outer part 12 thus serves as a safeguard against the strands 3 and plug connection falling out accidentally, and as insulation against contact and short circuits.

Fig. 6 zeigt den ganzen Stecker im Längsschnitt: Fig. 6 shows the entire connector in longitudinal section :

Hier sehen wir den aus dem Innenteil 1 und dem sich in der VertiefunglO befindenden Außenteil 12 bestehenden Gesamtstecker 15. In der Nut 2 liegen die Litzen 3, in der Verbreiterung 4 liegen die herkömmlichen Stecker 5 und 6 zusammen als Verbindung 13. Die Quetschverbindungen 11 dienen als Anschlag für die Zugentlastung und nehmen die dabei entstehenden Kräfte auf. Das Kabel 9 hegt zwecks besseren Halts in der Bohrung 8.Here we see the complete connector 15 consisting of the inner part 1 and the outer part 12 located in the recess 10. The strands 3 are located in the groove 2, and the conventional connectors 5 and 6 are located together in the widening 4 as a connection 13. The crimp connections 11 serve as a stop for the strain relief and absorb the forces generated. The cable 9 is held in the hole 8 for better support.

Claims

1. A connecting plug for electrical cables, characterized in that the plug is designed to connect one or more electrical cables to one another in such a way that, provided that the safety regulations are observed, they will never come loose or become damaged on their own, even under any combination of external stresses, and thus endanger the device or others.

2. A connector for electrical cables according to protection claim 1, characterized in that it absorbs any longitudinal forces acting on the cables and thus connects the cables in a tensile-safe manner.

3. A connecting plug for electrical lines according to protection claim 1, characterized in that different lines are insulated by the connection in this plug both from each other and against contact to or from the outside.

4. A connecting plug for electrical lines according to claim 1, characterized in that due to the spatial arrangement of the lines within the plug, these are not located directly next to each other.

5. A connector plug for electrical lines according to claim 1, characterized in that the plug can also be used inside hose lines and can even be pushed into them thanks to its rigid size.

6. A connector plug for electrical lines according to claim 1, characterized in that various other conventional connecting elements which establish the actual electrical connection can be easily integrated into this connector plug due to the structural design.