DE102017130389A1

DE102017130389A1 - Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung

Info

Publication number: DE102017130389A1
Application number: DE102017130389.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Prüsener
Original assignee: Kl Ug (haftungsbeschrankt); Kl Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: Kl Ug (haftungsbeschrankt); Kl Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-06-19
Also published as: EP3707781A1; WO2019121346A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten elektrischen Leiter mit jeweils zumindest zwei Leiterelementen, umfassend eine erste Verbindungseinheit, die mit zumindest zwei Kontaktelementen versehen ist, und eine zweite Verbindungseinheit, die mit zumindest zwei Gegenkontaktelementen versehen ist, wobei die Kontaktelemente und Gegenkontaktelemente mit jeweils einem Leiterelement kontaktierbar sind, wobei die erste und die zweite Verbindungseinheit durch eine Magneteinrichtung magnetisch miteinander koppelbar sind und eine lösbare Klemmverbindung bereitstellende Klemmeinrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Leiterelemente an der ersten oder an der zweiten Verbindungseinheit fixierbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten elektrischen Leiter mit jeweils zumindest zwei Leiterelementen.
Derartige Vorrichtungen sind grundsätzlich bekannt und dienen dazu, elektrische Leiter zu verlängern oder elektrische Geräte wie beispielsweise Lampen an eine Stromversorgung anzuschließen. Dabei werden die Leiterelemente des elektrischen Gerätes mittels der Verbindungsvorrichtung mit stromführenden Leiterelementen verbunden, um den elektrischen Betrieb der Geräte zu ermöglichen. Die Verbindung der Leiter erfolgt dabei üblicherweise durch Schrauben oder ähnliche Fixiermittel, wobei die Leiterelemente in oder an der Verbindungsvorrichtung fixiert werden. Die Handhabung solcher Verbindungsvorrichtungen (z.B. Lüsterklemmen) erweist sich allerdings oft als unpraktisch bis schwierig, da die Leiterelemente leicht aus der Verbindungsvorrichtung herausrutschen können, bevor sie fixiert wurden. Im Übrigen wird zum Fixieren der Leiterelemente des Öfteren zusätzliches Werkzeug, wie beispielsweise Schraubenzieher, benötigt, was die Handhabung weiter erschwert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die sich zwei elektrische Leiter einfach, schnell und sicher verbinden lassen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine erste Verbindungseinheit, die mit zumindest zwei Kontaktelementen versehen ist, und eine zweite Verbindungseinheit, die mit zumindest zwei Gegenkontaktelementen versehen ist, umfasst, wobei die Kontaktelemente und Gegenkontaktelemente mit jeweils einem Leiterelement kontaktierbar sind, und wobei die erste und die zweite Verbindungseinheit durch eine Magneteinrichtung magnetisch miteinander koppelbar sind und eine lösbare Klemmverbindung bereitstellende Klemmeinrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Leiterelemente an der ersten oder an der zweiten Verbindungseinheit fixierbar sind.
Mit anderen Worten sind zumindest zwei Leiterelemente jeweils der ersten und der zweiten Verbindungseinheit zugeordnet. Diese umfassen jeweils eine Klemmeinrichtung, die die Leiterelemente an der ersten oder zweiten Verbindungseinheit lösbar fixiert. Die Klemmeinrichtung ist insbesondere ohne Werkzeug oder Hilfsmittel aktivierbar und wieder lösbar, wodurch sich eine einfache und schnelle Handhabung der Verbindungsvorrichtung ergibt. Es ist auch denkbar, dass nur eine der Verbindungseinheiten eine lösbare Klemmeinrichtung aufweist, während die andere Verbindungseinheit eine Fixiereinrichtung herkömmlicher Art mit Schrauben oder gar permanenter Art aufweist.
Zum Herstellen einer elektrischen Verbindung können die erste Verbindungseinheit und die zweite Verbindungseinheit in Kontakt gebracht werden, wodurch insbesondere die Kontaktelemente und die Gegenkontaktelemente elektrisch leitend miteinander verbunden werden In Kontakt sind die erste Verbindungseinheit und die zweite Verbindungseinheit magnetisch miteinander gekoppelt. Die magnetische Kopplung sorgt zum einen für eine dauerhafte und sichere Verbindung der ersten Verbindungseinheit und der zweiten Verbindungseinheit, zum anderen kann die Verbindung schnell und sicher wieder gelöst werden. Durch die Kombination einer magnetischen Kopplung mit einer Klemmeinrichtung können zwei Leiter daher auf unkomplizierte und einfache Weise schnell und sicher verbunden werden.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Klemmeinrichtung zumindest ein durch die rückstellende Kraft eines elastischen Elements, insbesondere eines Federelements, belastetes und bewegbar angeordnetes Klemmelement. Bevorzugt wird das Leiterelement alleine durch die Wirkung des Klemmelements fixiert, wodurch auf die Zuhilfenahme von Werkzeugen wie Schraubenzieher oder ähnliche Hilfsmittel verzichtet werden kann.
Vorteilhafterweise umfasst die Klemmeinrichtung zumindest ein bewegbar angeordnetes, insbesondere linear verschiebbares Klemmelement, das mittels einer Rast- oder Schnappverbindung in einer zumindest eines der Leiterelemente klemmenden Position fixierbar ist. Es ist auch denkbar, dass das Klemmelement verschwenkbar ausgebildet ist, das beispielsweise über ein Filmschnarnier mit einem Grundkörper der entsprechenden Verbindungseinheit verbunden ist. Da das Klemmelement durch die beispielhaft genannte Rast- oder Schnappverbindung - andere kraft- oder formschlüssigen Verbindungsarten sind ebenfalls denkbar - gesichert wird, kann auf ein elastisches Element ggf. verzichtet werden.
Besonders einfach lässt sich die Verbindung der Leiterelemente herstellen, wenn die Klemmeinrichtung derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass sie auf alle einer der Verbindungseinheiten zugeordneten Leiterelemente gleichzeitig und/oder gemeinsam wirkt, insbesondere wobei das Klemmelement auf alle Leiterelemente gleichzeitig und/oder gemeinsam wirkt. Damit lassen sich alle einer der Verbindungseinheiten zugeordneten Leiterelemente gleichzeitig und in einem Schritt in einer der Verbindungseinheiten fixieren, was die Handhabung der Verbindungsvorrichtung weiter erleichtert.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die erste und die zweite Verbindungseinheit Verbindungskanäle auf, in die jeweils ein Leiterelement einführbar ist, das dort mittels der Klemmeinrichtung fixierbar ist. Die Verbindungskanäle können als Tunnel ausgebildet sein und sind bevorzugt derart ausgestaltet, dass die radialen Abmessungen groß genug sind, um ein problemloses Einführen der Leiterelemente zu ermöglichen.
Bevorzugt weist das Klemmelement Durchgangsöffnungen auf, durch die jeweils eines der Leiterelemente führbar ist. Die Durchgangsöffnungen können hierbei rund sein, was eine einfache und kostengünstige Herstellung erlaubt. Aber auch dreieckige, viereckige oder andere vieleckige Formen der Durchgangsöffnungen des Klemmelements sind grundsätzlich denkbar. Die Durchgangsöffnungen sollten einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser der Verbindungskanäle, um das Einführen der Leiterelemente zu erleichtern.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Durchgangsöffnungen derart angeordnet, dass sie in einer Aufnahmeposition des Klemmelements in Deckung mit jeweils einem der Verbindungskanäle angeordnet sind und in einer Klemmposition des Klemmelements zumindest teilweise versetzt zu dem entsprechenden Verbindungskanal angeordnet sind. Damit können die Leiterelemente in der Aufnahmeposition leicht von außen durch die Durchgangsöffnungen des Klemmelements in die Verbindungskanäle der Verbindungseinheit geführt werden. Nachdem die Leiterelemente in die Verbindungskanäle der Verbindungseinheit eingeführt wurden, kann das Klemmelement in die Klemmposition gebracht werden, wobei die Durchgangsöffnungen eine Position teilweise versetzt zu dem entsprechenden Verbindungskanal einnehmen. Durch den Versatz der Durchgangsöffnungen werden die Leiterelemente an der Position der Durchgangsöffnungen geklemmt, was - bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Klemmeinrichtung - eine einfach zu handhabende Fixierung aller Leiterelemente in einem Schritt ermöglicht.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist eine jeweilige Wandung der Verbindungskanäle zumindest abschnittsweise mit einem Leiterabschnitt aus elektrisch leitendem Material ausgekleidet oder durch diesen gebildet, der mit jeweils einem Leiterelement kontaktierbar ist und der in elektrischem Kontakt mit einem der Kontaktelemente oder einem der Gegenkontaktelemente steht. Dabei kann der Leiterabschnitt beispielsweise als Hülse ausgebildet sein. Auch schalenartige oder strangartige Ausbildungsformen des Leiterabschnitts sind denkbar, um einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen den Leiterelementen und den Kontakt- und Gegenkontaktelementen der Verbindungseinheiten zu gewährleisten. Der Leiterabschnitt kann einstückig mit dem (Gegen)Kontaktelement ausgebildet sein, dem er zugeordnet ist.
Vorteilhafterweise sind das Kontaktelement und das Gegenkontaktelement als Kontaktplatten aus leitfähigem Material ausgebildet, insbesondere wobei die Kontaktplatten jeweils einen Verbindungskanal abschließen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Magneteinrichtung ein der ersten Verbindungseinheit zugeordnetes erstes Kopplungselement und ein der zweiten Verbindungseinheit zugeordnetes zweites Kopplungselement auf, wobei das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement permanentmagnetisches Material umfassen. Bei einer geeigneten Anordnung der Kopplungselemente, unter Berücksichtigung von deren Polarität, kann sichergestellt werden, dass die Verbindungseinheiten nur auf eine - die richtige - Weise miteinander gekoppelt werden können. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass eines der Kopplungselemente aus nicht-permanent-magnetischem aber magnetisierbarem Material gebildet ist, was eine kostengünstigere Herstellung der Vorrichtung ermöglichen würde. Bei einer geeigneten Materialwahl können die (Gegen)Kontaktelemente als Kopplungselemente fungieren.
Gemäß einer Ausführungsform sind das erste und das zweite Kopplungselement plattenförmig ausgeformt. Platten dieser Art sind einfach herstellbar. Dabei kann die Größe des ersten und des zweiten Kopplungselements übereinstimmen. Insbesondere wenn das erste Kopplungselement oder das zweite Kopplungselement aus nicht-permanent-magnetischen Material gebildet sind, sind jedoch auch unterschiedliche Größen des ersten und des zweiten Kopplungselements denkbar, z.B. um eine „Kodierung“ zum intuitiv richtigen Verbinden der Einheiten bereit zu stellen (siehe unten).
Vorteilhafterweise weisen die erste und die zweite Verbindungseinheit Kodierungsmerkmale zur Festlegung einer bestimmungsgemäßen Verbindung der Leiter mit den Verbindungseinheiten auf. Mittels der Kodierung wird die Sicherheit der Verbindungsvorrichtung erhöht, da erschwert oder verhindert wird, dass die Leiter auf verkehrte Weise mit der Verbindungseinheit verbunden werden, was zu Kurzschlüssen, Schäden an den Leitungen und/oder den elektrischen Geräten führen könnte.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kodierungsmerkmale Markierungen an den Eingängen der Verbindungskanäle der ersten und der zweiten Verbindungseinheit. Denkbar sind hier farbliche Markierungen oder Markierungen mittels geometrischer Formen, die eine Anleitung darstellen, um auf der Basis von „gleich zu gleich“ die Leiterelemente bestimmungsgemäß zu verbinden.
Vorteilhafterweise sind die Kodierungsmerkmale als komplementäre geometrische Formen an der Außenseite eines jeweiligen Grundkörpers der ersten und der zweiten Verbindungseinheit ausgeformt. Die geometrischen Formen, die beispielsweise bei einer korrekten Kopplung der Verbindungseinheiten zumindest abschnittsweise ineinander greifen, können beispielsweise pyramidenförmig, halbkugelförmig oder quaderförmig ausgeformt sein. Mittels der geometrischen Formen wird erreicht, dass die Verbindungseinheiten in einer einzigen möglichen Lage zueinander verbindbar sind, die der bestimmungsgemäßen Verbindung entspricht. Bedienungsfehler, die zu einer nicht bestimmungsgemäßen Verbindung führen könnten, werden somit unterbunden, was die Sicherheit der Vorrichtung weiter erhöht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das erste und das zweite Kopplungselemente komplementär geformt und/oder angeordnet, so dass sie zusätzlich als Kodierungsmerkmale fungieren. Da zusätzliche geometrische Formen an der Außenseite des jeweiligen Grundkörpers nicht mehr erforderlich sind, würde sich eine kostengünstigere Herstellung der Vorrichtung ergeben.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand möglicher Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung.
2 zeigt eine erste Verbindungseinheit der Ausführungsform von 1 in einer Vorderansicht.
3 zeigt die erste Verbindungseinheit der Ausführungsform von 1 in einer Seitenansicht.
4 zeigt die erste Verbindungseinheit der Ausführungsform von 1 in einer Draufsicht.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung.
6 zeigt eine erste Verbindungseinheit der Ausführungsform von 5 in einer Vorderansicht.
7 zeigt die erste Verbindungseinheit der Ausführungsform von 5 in einer Seitenansicht.
8 zeigt die erste Verbindungseinheit der Ausführungsform von 5 in einer Draufsicht.

In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 10 dargestellt. Die Verbindungsvorrichtung 10 umfasst eine erste Verbindungseinheit 12 und eine zweite Verbindungseinheit 14, die, wenn bestimmungsgemäß miteinander in Kontakt gebracht, eine elektrische Leitung zwischen zwei elektrischen Leitern (nicht gezeigt) bewirken können, die mit den Verbindungseinheiten 12, 14 verbindbar sind. In 2 bis 4 ist die erste Verbindungseinheit 12 detaillierter dargestellt; die Figuren zeigen eine Vorderansicht, eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht der ersten Verbindungseinheit 12.
Die erste Verbindungseinheit 12 umfasst einen Grundkörper 16, welcher aus Kunststoff oder einem anderen isolierenden, d.h. elektrisch nicht leitenden Material geformt ist. So kann der Grundkörper 16 beispielsweise mittels Spritzguß gefertigt sein, was eine kostengünstige Herstellung ermöglichen würde. Der Grundkörper 16 umfasst eine Kontakteinrichtung zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen den beiden Leitern, eine Klemmeinrichtung zur Fixierung von zumindest zwei (hier konkret drei) Leiterelementen eines der Leiter in der Verbindungseinheit 12 und eine Magneteinrichtung zur magnetischen Kopplung der Verbindungseinheit 12 und der Verbindungseinheit 14. Dabei sind die Grundkörper 16 der Verbindungseinheit 12 und der Verbindungseinheit 14 im Wesentlichen in gleicher Weise ausgeformt, was aber nicht zwingend so sein muß.
Als Teil der Kontakteinrichtung sind an der Vorderseite des Grundkörpers 16 zumindest zwei Kontaktelemente 18 aus einem leitfähigen Material ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktelemente 18 als erhabene Kontaktplatten ausgeformt, die aus der Oberfläche des Grundkörpers 16 herausragen. Ihre Entsprechung finden die Kontaktelemente 18 der ersten Verbindungseinheit 12 in den Gegenkontaktelementen 19 der zweiten Verbindungseinheit 14, wobei die Gegenkontaktelemente 19 entsprechend den Kontaktelementen 18 ausgeformt sind, um einen optimalen Kontakt zwischen beiden zu gewährleisten. Mit anderen Worten sollten geometrische Ausformungen der Kontaktelemente 18 ihre Entsprechung in geometrischen Formen der Gegenkontaktelemente 19 finden. Insbesondere sind bei plattenförmigen Kontaktelementen 18 die Gegenkontaktelemente 19 ebenso plattenförmig ausgeformt.
Im Hinblick auf obige Ausführungen wird auf eine Beschreibung der Kontakteinrichtung der zweiten Verbindungseinheit 14 verzichtet und im weiteren Verlauf alleine auf die Beschreibung der Kontakteinrichtung der ersten Verbindungseinheit 12 eingegangen. Die Beschreibung ist in analoger Weise auf die Kontakteinrichtung der zweiten Verbindungseinheit 14 anwendbar.
Die Kontaktelemente 18 bilden auf der Vorderseite des Grundkörpers 16 den Abschluss von jeweils einem Verbindungskanal 20, der den Grundkörper 16 in bevorzugt gerader Erstreckung von der Vorderseite des Grundkörpers 16 bis an die Rückseite des Grundkörpers 16 durchquert. Die Verbindungskanäle 20 sind als Aussparungen oder Tunnel im Grundkörper 16 ausgebildet und durchlaufen den Grundkörper 16 bevorzugt in waagerechter Richtung, jedoch sind auch angewinkelte Verbindungspfade denkbar. Der Querschnitt der Verbindungskanäle 20 kann rund oder mehreckig sein, wobei eine runde Ausgestaltung eine besonders kostengünstige Herstellung ermöglichen würde. Den rückseitigen Abschluss des Verbindungkanals 20 bilden Eintrittsöffnungen, durch die jeweils ein Leiterelement in die Verbindungseinheit 12 und den Verbindungskanal 20 eingeführt werden können.
Eine Wandung der Verbindungskanäle 20 ist zumindest abschnittsweise von einem Leiterabschnitt 22 aus elektrisch leitendem Material ausgekleidet oder durch diesen gebildet. Während ein erstes Ende des Leiterabschnitts 22 an einer der Vorderseite des Grundkörpers 16 zugewandten Seite in elektrischem Kontakt mit einem der Kontaktelemente 18 steht, ist der Leiterabschnitt 22 an einem zweiten Ende auf der entgegengesetzten Seite des Grundkörpers 16 mit jeweils einem Leiterelement kontaktierbar. Der Leiterabschnitt 22 kann dabei beispielsweise als Hülse ausgebildet sein, jedoch sind auch schalenartige oder strangartige (so im gezeigten Ausführungsbeispiel realisiert) Ausbildungsformen des Leiterabschnitts 22 denkbar, um einen elektrischen Kontakt zwischen den Leiterelementen und den Kontaktelementen 18 der Verbindungseinheit 12 zu gewährleisten.
Bei der Beschreibung der Klemmeinrichtung wird auf eine Beschreibung der Klemmeinrichtung der zweiten Verbindungseinheit 14 verzichtet und im weiteren Verlauf alleine auf die Beschreibung der Klemmeinrichtung der ersten Verbindungseinheit 12 eingegangen. Die Beschreibung ist in analoger Weise auf die Klemmeinrichtung der zweiten Verbindungseinheit 14 anwendbar.
Für die Klemmeinrichtung weist der Grundkörper 16 der ersten Verbindungseinheit 12 eine parallel zur Vorderseite laufende, senkrechte Aussparung 24 (z. B. Schlitz) auf, deren unteres Ende verschlossen ist und im Inneren des Grundkörpers 16 liegt, und deren oberes Ende geöffnet ist. Am unteren Ende der Aussparung 24 ist ein elastisches Element 26 angeordnet, welches insbesondere als Federelement, beispielsweise als Blattfeder, ausgebildet sein kann. Auf dem elastischen Element 26 liegt ein Klemmelement 28 auf, das bewegbar und insbesondere linear verschiebbar in die Aussparung 24 des Grundkörpers 16 eingeschoben ist. Mittels eines Anschlags 36 im Inneren der Aussparung 24, der mit Anschlagsmitteln 38 an dem Klemmelement 28 zusammenwirkt, wird das Klemmelement 28 in der Aussparung 24 gehalten, auch wenn kein Leiterelemente das Klemmelement 28 durchqueren (siehe unten). Die Mittel 38 sind im vorliegenden Beispiel Rastnasen, die beim erstmaligen Einführen des Klemmelements 28 in die Aussparung 24 zusammengedrückt werden. Nach dem Passieren des Anschlags 36 spreizen sich die Mittel 38 wieder nach außen, sodass das Klemmelement 28 unverlierbar in der Aussparung 24 gehalten ist. Es versteht sich, dass auch andere Bauweisen des Anschlags 36 und/oder der Anschlagmittel 38 gewählt werden können
Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Klemmelement 28 verschwenkbar ausgebildet ist. Das Fixieren der Leiterelemente geschieht dann durch eine Schwenkbewegung des Klemmelements 28 um eine Schwenkachse, die beispielsweise als Filmscharnier ausgebildet ist. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dass das Klemmelement 28 Durchgangsöffnungen 30 aufweist. Das Klemmelement 28 kann dann eine Art Klemmleiste fungieren.
Zur Aufnahme der jeweiligen Leiterelemente weist das Klemmelement 28 zumindest zwei Durchgangsöffnungen 30 auf, durch die jeweils eines der Leiterelemente führbar ist. Die Durchgangsöffnungen 30 können hierbei rund sein, was eine einfache und kostengünstige Herstellung erlaubt. Aber auch dreieckige, viereckige oder andere vieleckige Formen der Durchgangsöffnungen 30 des Klemmelements 28 sind denkbar. Die Durchgangsöffnungen 30 sollten dabei einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser der Verbindungskanäle 20.
Die Durchgangsöffnungen 30 sind hierbei derart angeordnet, dass sie in einer Aufnahmeposition des Klemmelements 28 in Deckung mit jeweils einem der Verbindungskanäle 20 angeordnet sind und in einer in 2 gezeigten Klemmposition des Klemmelements 28 zumindest teilweise versetzt zu dem entsprechenden Verbindungskanal 20 angeordnet sind. In der Aufnahmeposition können die Leiterelemente leicht von außen durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen 30 des Klemmelements 28 in die Verbindungskanäle 20 der Verbindungseinheit 12 geführt werden. Nachdem die Leiterelemente in die jeweiligen Verbindungskanäle 20 der Verbindungseinheit 12 eingeführt wurden, kann das Klemmelement 28 in die Klemmposition gebracht werden, wobei die Durchgangsöffnungen 30 eine Position teilweise versetzt zu dem entsprechenden Verbindungskanal 20 einnehmen. Durch den Versatz der Durchgangsöffnungen 30 werden die Leiterelemente an der Position der Durchgangsöffnungen 30 geklemmt, was eine einfach zu handhabende Fixierung aller Leiterelemente auf einmal ermöglicht.
Die Magneteinrichtung an der Vorderseite des Grundkörpers 16 umfasst zumindest ein erstes Kopplungselement 32 an der ersten Verbindungseinheit 12. Gleichzeitig umfasst die zweite Verbindungseinheit 14 zumindest ein zweites Kopplungselement 33 an der Vorderseite des Grundkörpers 16 (hier konkret zwei), wobei das erste Kopplungselement 32 und das zweite Kopplungselement 33 zumindest teilweise aus permanent-magnetischem Material bestehen. Hierbei ist es grundsätzlich auch möglich, dass eines der Kopplungselemente 32, 33 (ggf. teilweise) aus nicht-permanent-magnetischen, aber magnetisierbarem Material gebildet ist, was eine kostengünstigere Herstellung der Vorrichtung ermöglichen würde.
In einer ersten Ausführungsform gemäß 1 bis 4 sind das erste Kopplungselement 32 und das zweite Kopplungselement 33 plattenförmig ausgeformt. Dabei können die Größe des ersten Kopplungselements 32 und des zweiten Kopplungselements 33 übereinstimmen. Insbesondere wenn das erste Kopplungselement 32 oder das zweite Kopplungselement 33 aus nicht-permanent-magnetischen Material gebildet sind, sind auch Abweichungen in der Größe zwischen dem ersten Kopplungselement 32 und dem zweiten Kopplungselement 33 denkbar. Die magnetische Kopplung sorgt zum einen für eine dauerhafte und sichere Verbindung der ersten Verbindungseinheit 12 und der zweiten Verbindungseinheit 14, zum anderen kann die Verbindung schnell und sicher wieder gelöst werden.
Um die Sicherheit der Verbindungsvorrichtung weiter zu erhöhen, haben die erste Verbindungseinheit 12 und die zweite Verbindungseinheit 14 Kodierungsmerkmale 34 in Form von komplementären geometrischen Formen an der Außenseite des jeweiligen Grundkörpers 16 ausgeformt. Im konkreten Ausführungsbeispiel sind Vorsprung und eine entsprechende Aussparung vorgesehen. Die Kodierungsmerkmale 34 können dabei beispielsweise pyramidenförmig, halbkugelförmig oder quaderförmig ausgeformt sein. Mittels der Kodierungsmerkmale 34 wird erreicht, dass die Verbindungselemente in einer einzigen relativen Lage zueinander verbindbar sind, die der bestimmungsgemäßen Verbindung entspricht. Bedienungsfehler der Verbindungsvorrichtung, die zu Kurzschlüssen, Schäden an den Leitungen und/oder an den jeweiligen elektrischen Geräten führen könnten, werden somit unterbunden, was die Sicherheit der Vorrichtung weiter erhöht.
Die Kodierungsmerkmale können zusätzlich oder alternativ auch Markierungen an den Eingängen der Verbindungskanäle 20 der ersten Verbindungseinheit 12 und der zweiten Verbindungseinheit 14 umfassen. Denkbar sind hier farbliche Markierungen oder Markierungen mittels geometrischer Formen, die eine Anleitung darstellen, um auf der Basis von „gleich zu gleich“ die jeweiligen Leiterelemente bestimmungsgemäß zu verbinden.
In 5 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 10 dargestellt. 6 bis 8 zeigen die zweite Ausführungsform nacheinander in einer Vorderansicht, in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform allein durch die unterschiedliche Ausgestaltung der Kopplungselemente 32 und 33 der ersten Verbindungseinheit 32 und der zweiten Verbindungseinheit 33. Die zweite Ausführungsform umfasst ein erstes Kopplungselement 32 und ein zweite Kopplungselement 33, die zusätzlich zu ihrer Koppelungsfunktion auch als Kodierungsmerkmale fungieren. So können die Kopplungselemente 32, 33 komplementär geformt und/oder angeordnet sein, beispielsweise können die Kopplungselemente 32, 33 als vor- bzw. zurückstehende Quader ausgebildet sein. Da eine Kodierung zur bestimmungsgemäßen Verbindung bereits in den Kopplungselementen 32, 33 ausgebildet ist, kann auf die Ausformung von Kodierungsmerkmalen 34 in der zweiten Ausführungsform verzichtet werden kann.
Hierbei ist das Vorgehen, um zwei elektrische Leiter mit jeweils zumindest zwei Leiterelementen mittels der Verbindungsvorrichtung zu verbinden bei beiden Ausführungsformen gleich. Beide Ausführungsformen vereinen Sicherheit mit einer einfachen Handhabung, wobei insbesondere die Klemmeinrichtung den Vorteil bietet, ohne Zuhilfenahme eines zusätzlichen Werkzeugs alle Leiterelemente eines elektrischen Leiters gleichzeitig und in einem Schritt in der jeweiligen Verbindungseinheit 12, 14 fixieren zu können.
Hierzu wird zunächst das Klemmelement 28 der Verbindungseinheit 12, 14 in der Aussparung 24 in die Aufnahmeposition gebracht, was durch einfaches Eindrücken gegen die rückstellende Kraft des elastischen Elements 26 geschehen kann. Durch das Eindrücken des Klemmelements 28 liegen die Durchgangsöffnungen 30 des Klemmelements 28 und die Verbindungskanäle 20 der Verbindungseinheit 12, 14 genau übereinander und bilden somit in dem Grundkörper 16 Pfade für die jeweiligen Leiterelemente aus.
Die abisolierten Aderenden der Leiterelemente können somit in die Verbindungseinheit 12, 14 eingeführt werden und entlang des Pfades der Verbindungskanäle bis zum Anschlag an die Kontaktelemente eingeschoben werden. Dabei sorgt der Leiterabschnitt 22 des jeweiligen Verbindungskanals 20 durch den Kontakt mit den Leiterelementen einerseits und dem Kontaktelement 18 bzw. Gegenkontaktelement 19 andererseits für eine optimale elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen Leiterelement und der Verbindungseinheit 12, 14. Die Leiterenden müssen also nicht unbedingt so weit eingeschoben werden, bis sie die (Gegen)Kontaktelemente 18, 19 berühren. Um eine bestimmungsgemäße Verbindung der elektrischen Leiter zu gewährleisten, können Kodierungsmerkmale wie farbliche Markierungen (blau, braun, gelbgrün) oder auch geometrische Formen an den jeweiligen Eintrittsöffnungen der Verbindungskanäle 20 helfen, die Leiterelemente in einer bestimmten Anordnung in die Verbindungseinheit 12, 14 einzuführen.
Nachdem die Leiterelemente mit den (Gegen)Kontaktelementen 18, 19 in der Verbindungseinheit 12, 14 in elektrischen Kontakt gebracht wurden, kann das Klemmelement 28 entlastet werden, wodurch das Klemmelement 28 in die in 2 bis 4 bzw. 6 bis 8 gezeigte Klemmposition gebracht wird. Hierbei verschiebt sich durch die rückstellende Kraft des elastischen Elements 26 die jeweilige Durchlassöffnung 30 des Klemmelements 28 gegen den Verbindungskanal 20, wodurch die Leiterelemente verklemmt und dadurch in ihrer Position in der Verbindungseinheit 12, 14 fixiert werden. Durch die rückstellende Kraft des elastischen Elements 26 sind die Leiterelemente nun mit den jeweiligen Leiterabschnitten 22 samt Kontaktelementen 18 bzw. Gegenkontaktelementen 19 in Kontakt. Wie bereits erwähnt können somit alle Leiterelemente eines jeweiligen Leiters gleichzeitig in der Verbindungseinheit 12, 14 fixiert werden. In gleicher Weise ist die Klemmung der Leiterelemente in einem Schritt durch Eindrücken des Klemmelements 28 gegen die rückstellende Kraft des elastischen Elements 26 lösbar.
Nachdem die jeweiligen Leiterelemente in beide Verbindungseinheiten 12 und 14 eingeführt und dort fixiert wurden, können die Verbindungseinheiten 12 und 14 verbunden werden, um einen elektrische Verbindung zwischen den Leitern zu bewirken. Hierzu werden die jeweiligen Vorderseiten der Verbindungseinheiten 12 und 14 in Kontakt gebracht, wodurch die Kopplungselemente 32 und 33 aneinander anliegen und durch ihre magnetische Verbindungskraft eine Kopplung der Verbindungseinheiten 12 und 14 bewirken.
Durch die komplementär geformten geometrischen Kodierungsmerkmale 34 der ersten Ausführungsform oder die komplementär geformten Kopplungselemente 32 und 33 der zweiten Ausführungsform können etwaige Scher- und Torsionskräfte aufgefangen werden. Im Übrigen wird durch diese geometrische Ausformung einem Verwechseln oder Vertauschen der Leiterelemente vorgebeugt und somit einen bestimmungsgemäße und sichere Verbindung gewährleistet.
Mit der magnetischen Kopplung der Verbindungseinheiten 12 und 14 mittels der Kopplungselemente 32 und 33 sind die Verbindungseinheiten 12 und 14 verbunden und es kann eine elektrische Verbindung zwischen den Leitern mittels der Kontakteinrichtungen der Verbindungseinheiten hergestellt werden. Hierbei wird der Stromfluss innerhalb der Verbindungseinheiten 12 und 14 dadurch ermöglicht, dass die Leiterelemente ständig mit leitfähigem Material in Verbindung stehen, wobei der Stromfluss von der Verbindungseinheit 12 in die Verbindungseinheit 14 durch die Kontaktelemente 30 realisiert wird.
Bezugszeichenliste

10: Verbindungsvorrichtung
12: erste Verbindungseinheit
14: zweite Verbindungseinheit
16: Grundkörper
18: Kontaktelement
19: Gegenkontaktelement
20: Verbindungskanal
22: Leiterabschnitt
24: Aussparung
26: elastisches Element
28: Klemmelement
30: Durchgangsöffnung
32: erstes Kopplungselement
33: zweites Kopplungselement
34: Kodierungsmerkmal
36: Anschlag
38: Anschlagsmittel

Claims

Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten elektrischen Leiter mit jeweils zumindest zwei Leiterelementen, umfassend eine erste Verbindungseinheit (12), die mit zumindest zwei Kontaktelementen (18) versehen ist, und eine zweite Verbindungseinheit (14), die mit zumindest zwei Gegenkontaktelementen (19) versehen ist, wobei die Kontaktelemente (18) und Gegenkontaktelemente (19) mit jeweils einem Leiterelement kontaktierbar sind, wobei die erste und die zweite Verbindungseinheit (12 bzw. 14) durch einen Magneteinrichtung magnetisch miteinander koppelbar sind und eine eine lösbare Klemmverbindung bereitstellende Klemmeinrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Leiterelemente an der ersten oder an der zweiten Verbindungseinheit (12 bzw. 14) fixierbar sind.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung zumindest ein durch die rückstellende Kraft eines elastischen Elements (26), insbesondere eines Federelements, belastetes und bewegbar angeordnetes Klemmelement (28) umfasst.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung zumindest ein bewegbar angeordnetes, insbesondere linear verschiebbares oder verschwenkbares Klemmelement umfasst, das mittels einer Rast- oder Schnappverbindung in einer zumindest eines der Leiterelemente klemmenden Position fixierbar ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass sie auf alle einer der Verbindungseinheiten (12 bzw. 14) zugeordneten Leiterelemente gleichzeitig und/oder gemeinsam wirkt, insbesondere wobei das Klemmelement (28) auf alle Leiterelemente gemeinsam wirkt.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Verbindungseinheit (12 bzw. 14) Verbindungskanäle (20) aufweisen, in die jeweils ein Leiterelement einführbar ist, das dort mittels der Klemmeinrichtung fixierbar ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (28) Durchgangsöffnungen (30) aufweist, durch die jeweils eines der Leiterelemente führbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (30) derart angeordnet sind, dass sie in einer Aufnahmeposition des Klemmelements (28) in Deckung mit jeweils einem der Verbindungskanäle (20) angeordnet sind und in einer Klemmposition des Klemmelements (28) zumindest teilweise versetzt zu dem entsprechenden Verbindungskanal (20) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Wandung der Verbindungskanäle (20) zumindest abschnittsweise mit einem Leiterabschnitt aus elektrisch leitendem Material ausgekleidet oder durch diesen gebildet ist, der mit jeweils einem Leiterelement kontaktierbar ist und der in elektrischem Kontakt mit einem der Kontaktelemente (18) oder einem der Gegenkontaktelemente (19) steht.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (18) und das Gegenkontaktelement (19) als Kontaktplatten aus leitfähigem Material ausgebildet sind, insbesondere wobei die Kontaktplatten jeweils einen Verbindungskanal (20) abschließen.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung ein der ersten Verbindungseinheit (12) zugeordnetes erste Kopplungselement (32) und ein der zweiten Verbindungseinheit (14) zugeordnetes zweites Kopplungselement (33) aufweisen, wobei das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement (32 bzw. 33) permanent-magnetisches Material umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das das erste und das zweite Kopplungselement (32 bzw. 33) plattenförmig ausgeformt sind.
Vorrichtung zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Verbindungseinheit (12 bzw. 14) Kodierungsmerkmale zur Festlegung einer bestimmungsgemäßen Verbindung der Leiter mit den Verbindungseinheiten aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierungsmerkmale Markierungen an den Eingängen der Verbindungskanäle (20) der ersten und der zweiten Verbindungseinheit (12 bzw. 14) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierungsmerkmale als komplementäre geometrische Formen (34) an der Außenseite eines jeweiligen Grundkörpers 16 der ersten und der zweiten Verbindungseinheit (12 bzw. 14) ausgeformt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Kopplungselement (32 bzw. 33) komplementär geformt und/oder angeordnet sind, so dass sie zusätzlich als Kodierungsmerkmale fungieren.