Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einer Kabelanschlusseinheit nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein System aus einer Anschlussdose und einer solchen Kabelanschlusseinheit und ein Verfahren zum Anschließen der Kabelanschlusseinheit an die Anschlussdose.

Derartige Kabelanschlusseinheiten werden zur elektrischen Kontaktierung von Anschlussdosen eingesetzt. Derartige Anschlussdosen werden insbesondere in der Gebäudeinstallation verwendet und können mit einer elektronischen Steuerung, insbesondere für Stellmotoren von Lüftungsanlagen, ausgestattet sein.

Stand der Technik

Die DE 102020 114330 A1 zeigt eine Anschlussdose, an welche elektrische Leiter eines Kabels mithilfe einer so genannten Anschlussklemme werkzeuglos angeschlossen werden können.

Die einzelnen Leiteranschlüsse sind bei dieser Lösung jedoch nicht abgedichtet. Hier kann Feuchtigkeit eindringen und eine in der Anschlussdose implementierte Elektronik möglicherweise schädigen.

Daher sind Anschlussdosen häufig mit Steckverbinderbuchsen ausgestattet, wie es in der DE 102012014519 B3 gezeigt ist. Eine derartige Konstruktion ist jedoch hochpreisig. Außerdem müssen Kabel mit Steckverbindern vorkonfektioniert werden, was einen hohen Zeitaufwand fordert. Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zur vorliegenden Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 102012014519 B3, DE 102004007525 A1,

DE 102020 114330 A1, DE 202005019522 U1 und DE 11 2012003826 T5.

Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine einfache und kostengünstige Kabelanschlusseinheit für eine Anschlussdose vorzuschlagen. Die Installation der Anschlussdose soll dabei werkzeuglos und zeitsparend möglich sein.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.

Die erfindungsgemäße Kabelanschlusseinheit ist zum Anschließen an eine bzw. zur elektrischen Kontaktierung einer Anschlussdose vorgesehen. In der Regel umfasst die Anschlussdose eine Elektronik, insbesondere eine Steuerungselektronik für Stellmotoren von Lüftungsanlagen. Dazu weist die Anschlussdose eine, durch das Gehäuse der Anschlussdose geschützte, Leiterkarte auf, die elektrisch über die Kabelanschlusseinheit kontaktiert wird.

Die Kabelanschlusseinheit besteht aus einem Kabel, welches zumindest zwei, bevorzugt jedoch zumindest vier elektrische Leiter aufweist, die von einem Kabelmantel umgeben sind. Die einzelnen Leiter sind ebenfalls jeweils von einem isolierenden Leitermantel umschlossen. Man spricht in diesem Fall auch von einem mehradrigen Kabel. Bei den Leitern handelt es sich vorzugsweise um so genannte Massivleiter und nicht um Litzenleiter. Es können jedoch auch elektrische Leiter mit mehr als vier Leitern verwendet werden.

Die Kabelanschlusseinheit weist eine den Kabelmantel radial umschließenden Kabeldichtung auf. Die Kabeldichtung ist im Wesentlichen zylinderförmig, den Kabelmantel umschließend ausgebildet. Die Kabeldichtung hat eine torusartige Grundform. Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Kabeldichtung um ein einstückiges Spritzgussteil, welches mithilfe eines Spritzgussprozesses am Kabelmantel befestigt ist. Die Kabeldichtung hat eine dichtende Funktion, stellt jedoch gleichzeitig eine Zugentlastung für das angeschlossene Kabel dar.

Die Kabelanschlusseinheit weist einen Kabelmanager auf, welcher zur Aufnahme und Fixierung der vier elektrischen Leiter des Kabels vorgesehen ist. In dem Kabelmanager liegen die vier elektrischen Leiter in einer Ebene nebeneinander. Sie sind voneinander so weit beabstandet, dass sie durch geeignete Schneidklemmen von

Schneidklemmenkontakten kontaktierbar sind. Schneidklemmenkontakte weisen an einem Ende eine Schneidklemme auf, welche zur elektrischen Kontaktierung der anzuschließenden elektrischen Leiter vorgesehen ist.

Am anderen Ende bestehen die Schneidklemmenkontakte beispielsweise aus einem Kontaktpin, der mit einer Leiterbahn einer Leiterkarte elektrisch kontaktiert wird.

Bei der Schneidklemmenkontaktierung werden die elektrischen Leiter zwischen zwei metallische Schneiden gedrückt, wodurch die Isolierung der Leiter durchdrungen und ein elektrischer Kontakt zwischen dem Leiter und der Schneidklemme hergestellt wird. Schneidklemmen sind beispielsweise aus der DE 11 2012003826 T5 bekannt und werden daher im Folgenden nicht weiter beschrieben. Im Kabelmanager werden die elektrischen Leiter voneinander beabstandet und aufgefächert gehalten, so dass sie gleichzeitig in ein Schneidklemmenarray eindrückbar sind. Dieser Vorgang wird weiter unten noch genauer beschrieben. Von einem Schneidklemmenarray spricht man, wenn zwei oder mehr Schneidklemmenkontakte in einem Anschlussbereich als Gruppe angeordnet sind.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kabelmanager um ein einstückiges Spritzgussteil, welches mithilfe eines Spritzgussprozesses an den elektrischen Leitern befestigt bzw. daran angespritzt ist. Durch eine derartige Vorkonfektionierung des Kabelmanagers sind die elektrischen Leiter in ihrer Reihenfolge zuverlässig geordnet, was die Fehleranfälligkeit bei der Installation reduziert.

Alternativ ist der Kabelmanager zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Teile über Rastmittel miteinander verrastbar sind. Dabei werden die Leiter zunächst in Aufnahmen des ersten Teils händisch in selbiges eingelegt. Durch die Verrastung mit dem zweiten Teil werden die eingelegten Leiter letztendlich durch den Kabelmanager fixiert. Die einzelnen Aufnahmen können farblich gekennzeichnet sein und mit den Farben der Leiterisolierungen korrelieren. Hierdurch wird die Konfektionierung des Kabelmanagers vereinfacht.

Vorzugsweise weist der Kabelmanager zwei Kontaktöffnungen auf, die jeweils im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sind. Die Kontaktöffnungen sind für die spätere Schneidklemmenkontaktierung vorgesehen.

Vorteilhafterweise sind die Kontaktöffnungen - in Steckrichtung gesehen - hintereinander und versetzt zueinander angeordnet. Dadurch kann eine so genannte Polarisierung erzeugt werden, die eine Fehlsteckung bzw. Fehlkontaktierung des Kabelmanagers verhindert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kabel beidseitig jeweils einen Kabelmanager und eine Kabeldichtung auf. Damit ist die Kabelanschlusseinheit zur werkzeuglosen, elektrischen Verbindung zweier Anschlussdosen geeignet.

Vorzugsweise hat das Kabel eine Länge von maximal drei Metern. Diese Länge hat sich im Bereich der Gebäudeinstallation als ausreichend herausgestellt. Die Kabel müssen nicht händisch gekürzt werden, was die Installationszeit insgesamt verringert.

Das erfindungsgemäße System besteht aus einer Anschlussdose und einer oben beschriebenen Kabelanschlusseinheit. Die Anschlussdose weist vorzugsweise eine Steuerungselektronik für einen Stellmotor auf, der insbesondere für eine Lüftungsregelung des Gebäudes vorgesehen ist.

Die Anschlussdose weist zumindest einen Aufnahmebereich für die Kabelanschlusseinheit auf, in welcher die Kabeldichtung und der Kabelmanager jeweils einlegbar sind. Hier kann bereits eine leichte Vorverrastung der entsprechenden Bauteile erfolgen, um den Installationsvorgang zu vereinfachen.

Vorzugsweise weist der Aufnahmebereich der Anschlussdose Schneidklemmenkontakte auf. Dabei sind jeweils zwei Schneidklemmen einer Kontaktöffnung der Kabelanschlusseinheit zugeordnet.

Vorteilhafterweise weist die Anschlussdose einen schwenkbaren Deckel auf. Der Deckel hat in diesem Fall eine Doppelfunktion. Einerseits schütz er die Anschlussdose vor ein Eindringen von Medien, wie Staub und Wasser. Andererseits können die einzelnen Leiter über den Deckel zur elektrischen Kontaktierung in die Schneidklemmen der Schneidklemmenkontakte hineingedrückt werden. Über den Deckel wird hierzu eine ausreichende Hebelkraft zur Verfügung gestellt, so dass neben einer werkzeuglosen auch eine kraftschonende Installation der Anschlussdose möglich ist.

In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung weist der Kabelmanager Prüföffnungen auf. Jeweils eine Prüföffnung ist dabei einem elektrischen Leiter zugeordnet. Über die Prüföffnungen sind die einzelnen Leiter zugänglich, auch wenn diese bereits an der Anschlussdose elektrisch angeschlossen sind.

Das erfindungsgemäße System weist vorzugsweise ein Testgerät auf, mit welchem die korrekte elektrische Kontaktierung zwischen der jeweiligen Schneidklemme und dem zugehörigen elektrischen Leiter überprüfbar ist. Dafür weist das Testgerät Kontaktpins auf, die jeweils in eine Prüföffnung des Kabelmanagers hineinsteckbar sind.

Die Kontaktpins durchstechen den Leiter und stellen so einen elektrischen Kontakt zum elektrischen Leiter her. Über eine implementierte Prüfelektronik kann eine korrekte elektrische Kontaktierung der einzelnen Leiter und damit der gesamten Anschlussdose überprüft werden. Anschließend können die Kontaktpins des Prüfgerätes einfach, nahezu Rückstandslos abgezogen werden. Das kleine Loch im Mantel des elektrischen Leiters schließt sich durch die Spannkraft des Materials automatisch und ist für die weitere Funktionsweise des Systems nicht relevant.

Nachdem die Anschlussdose an den vorgesehenen Platz, beispielsweise eine Gehäusewand, befestigt wurde, läuft das elektrische Installationsverfahren folgendermaßen ab:

Zunächst werden die Kabeldichtung und der Kabelmanager in einen Anschlussbereich der Anschlussdose eingelegt. Anschließend wird der Deckel der Anschlussdose heruntergeklappt, wodurch die elektrischen Leiter des Kabels jeweils in eine Schneidklemme des Anschlussbereichs hineingedrückt und dadurch elektrisch kontaktiert werden.

Anschließend kann eine korrekte elektrische Installation mit dem oben beschriebenen Testgerät überprüft werden.

Alternativ durch Deckelkontaktierung kann der Kabelmanager auch mit dem Testgerät heruntergedrückt werden. Vorzugsweise wird ein erstes Kabelende, wie oben beschrieben, an einer ersten Anschlussdose angeschlossen und ein zweites Ende des Kabels analog wird an einer zweiten Anschlussdose angeschlossen. Mit einer erfindungsgemäßen Anschlussdose und einer erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinheit kann eine Gebäudeinstallation schnell und effektiv erfolgen.

Die Anschlusseinheit kann beidseitig über Kabelmanager verfügen, so dass zwei benachbarte Anschlussdosen über eine Anschlusseinheit miteinander elektrisch kontaktiert werden können. Die Anschlussdosen können jeweils mehrere Kontaktierungsaufnahmen, beispielsweise zwei Kontaktierungsaufnahmen, für Anschlusseinheiten aufweisen.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung zweier erfindungsgemäßer Kabelanschlusseinheiten und eine dazugehörige erfindungsgemäße Anschlussdose,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Kabels mit freien elektrischen Leitern im Endbereich und einer davor angespritzten Kabeldichtung, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Kabels mit einem erfindungsgemäßen Kabelmanager,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Leiterkarte mit einer Kabelanschlusseinheit,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Leiterkartensteckverbinders,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines zweiteiligen Kabelmanagers in einem unverrasteten Zustand,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines zweiteiligen Kabelmanagers in einem verrasteten Zustand,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels eines zweiteiligen Kabelmanagers mit angeformter Kabeldichtung in einem unverrasteten Zustand und

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels eines zweiteiligen Kabelmanagers mit angeformter Kabeldichtung in einem verrasteten Zustand.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. Angaben wie links und rechts sind auf die Perspektive der jeweiligen Figur bezogen.

In Figur 1 sind zwei Varianten von erfindungsgemäßen Kabelanschlusseinheiten 1, T gezeigt. Die Kabelanschlusseinheit 1, T besteht aus einem Kabel 4 an dessen einem Kabelende die elektrischen Leiter 5 vom Kabelmantel befreit worden sind. Erfindungsgemäß wird ein mindestens vieradriges Kabel verwendet. Es können aber auch mehr als vier Leiter, beispielsweise sechs Leiter 5, wie beispielsweise in Figur 8 gezeigt, vorhanden sein. Vor den kabelmantelbefreiten Leitern 5 ist eine angespritzte Kabeldichtung 3 vorgesehen. Die einzelnen Leiter 5 werden in einem Kabelmanager 2 aufgefächert fixiert. Der Kabelmanager 2 weist zwei - in Steckrichtung SR gesehen - hintereinander, aber parallel zur Steckrichtung SR versetzt zueinander angeordnete Kontaktöffnungen 6 auf.

Die Anschlussdose 10 ist in Figur 1 in ihrem geöffneten Zustand dargestellt. Die Anschlussdose 10 weist einen Anschlussbereich 11, 11' auf, der in Figur 1 durch ein gestricheltes Rechtseck gekennzeichnet bzw. hervorgehoben ist. Im Anschlussbereich 11, 11' ist ein Leiterkartensteckverbinder 12 angeordnet. Der Leiterkartensteckverbinder 12 weist Schneidklemmenkontakte mit Kontaktpins 9 für die Leiterkarte 17 und Schneidklemmen 14 für die elektrischen Leiter 5 auf. Außerdem befindet sich im Anschlussbereich 11, 11' eine Aufnahme 15, in welche die Kabeldichtung 3 formschlüssig eingelegt werden kann. Die Anschlussdose 10 weist einen Deckel 15 auf, der für den geschlossenen Zustand Ausnehmungen 16 für das Kabel 4 aufweist. Der Deckel 15 kann über Schrauben 7 am Gehäuse der Anschlussdose 10 festgeschraubt werden.

Der vom Kabelmantel befreite Endabschnitt eines Kabels 4 ist in Figur 2 zu sehen. Hier handelt es sich um ein vieradriges Kabel mit entsprechend vier elektrischen Leitern 5, die jeweils einen Isoliermantel in einer anderen Farbe aufweisen. Die Farben sind weltweit genormt. So steht beispielsweise eine grüngelbe Farbkennzeichnung für das Erdpotential. Die Leiter 5 werden wie in Figur 2 dargestellt aufgefächert. Dann können diese beispielsweise in eine Spritzgussform eingelegt werden und in einem Spritzgussverfahren mit einem Kabelmanager 2, 2' versehen werden, wie er beispielsweise in Figur 3 gezeigt ist. Alternativ können zweiteilige Kabelmanager 2“, 2‘“ verwendet werden, wie sie in den Figuren 6 und 8 dargestellt sind.

Die Anschlussdose 10 weist eine Leiterkarte 17 mit Steuerungselektronik (nicht dargestellt) auf. Die Leiterkarte 17 ist rein schematisch in Figur 4 zu sehen. Auf der Leiterkarte 17 ist der Leiterkartensteckverbinder 12 mithilfe von Kontaktpins 9 gesteckt. Die Kontaktpins 9 sind jeweils mit Leiterbahnen der Leiterkarte 17 elektrisch verbunden. Der Kabelanschlussbereich des Leiterkartensteckverbinders 12 wird durch die Schneidklemmen 14 der Schneidklemmenkontakte gebildet.

Wenn die Kabelanschlusseinheit 1 passgenau im Anschlussbereich 11 der Anschlussdose 10 positioniert bzw. eingelegt ist, wird der Deckel 15 der Anschlussdose 10 geschlossen. Im Inneren des Deckels sind Stege 26 angeformt. Hierdurch werden die einzelnen Leiter 5 des Kabels 4 in die zugehörigen Schneidklemmen 14 des Leiterkartensteckverbinders 12 (Figur 5) eingedrückt.

In den Figuren 6 und 7 ist eine erste zweiteilige Variante eines erfindungsgemäßen Kabelmanagers 2“ dargestellt. Die beiden Teile 2a“, 2b“ können mithilfe von Rastarmen 8 eines Teils 2b“ und dazu passenden Ausnehmungen 18 des anderen Teils 2a“ miteinander verrastet werden. Die einzelnen Leiter 5 werden zuvor in einem der beiden Teile 2a“, 2b“ passend aufgefächert eingelegt.

Die Figuren 8 und 9 zeigen eine weitere zweiteilige Variante eines Kabelmanagers 2‘“. Hier werden die beiden Teile 2a“‘, 2b“‘ mithilfe von Noppen 20 und dazu passenden Noppenöffnungen 21 miteinander verrastet. Die elektrischen Leiter 5 werden zuvor in dafür vorgesehene Leiteraufnahmen 19 eingelegt. Die hier gezeigte Variante des Kabelmanagers 2‘“ ist weiterhin mit der Kabeldichtung 3 ausgestattet, so dass hierfür auch keine vorherige Umspritzung erfolgen muss.

Im Kabelmanager 2‘“ sind Prüföffnungen 22 vorgesehen. Jeweils eine Prüföffnung ist einem elektrischen Leiter 5 des Kabels 4 zugeordnet. In Figur 11 ist ein Testgerät 30 gezeigt, welches mit Kontaktpins 23 versehen ist, die in die Prüföffnungen 22 einsteckbar sind. Hierdurch werden die elektrischen Leiter 5 im Kabelmanager 2 elektrisch kontaktiert. Die Kontaktpins 23 sind am anderen Ende mit Kontrollleitern 24 verbunden, die mit einer Prüfelektronik (nicht gezeigt) gekoppelt sind. Hierüber kann geprüft werden, ob die elektrische Kontaktierung der elektrischen Leiter 5 an der Anschlussdose 10 korrekt erfolgt ist.

In Figur 10 ist ein alternativer Kontaktierungsprozess der Kabelanschlusseinheit 1 an die Anschlussdose 10 zu sehen. Das Testgerät weist innenseitig zwei Stege 25 auf, welche passgenau in die Kontaktöffnungen 6 des Kabelmanagers 2, 2‘, 2“, 2‘“ einführbar sind. Über das Testgerät 30 wird die Anschlusseinheit 1 senkrecht - in Kontaktierungsrichtung KR - in den Anschlussbereich 11 der Anschlussdose 10 gedrückt. Dabei wird über das Testgerät 30 die Kraft aufgebaut, die notwendig ist, die elektrischen Leiter 5 in die Schneidklemmen 14 einzudrücken. Bei erfolgreicher Kontaktierung wird vom Testgerät 30 ein entsprechendes Signal, beispielsweise ein grüne LED, aktiviert. Danach wird das Testgerät 30 entfernt und der Deckel 15 der Anschlussdose 10 kann verschlossen werden.

Die Anschlusseinheit 1 kann beidseitig über Kabelmanager 2, 2‘, 2“, 2‘“ verfügen, so dass zwei benachbarte Anschlussdosen 10 über eine Anschlusseinheit miteinander elektrisch kontaktiert werden können.

Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden. Anmelderin: HARTING Electronics GmbH Titel: Kabelanschlusseinheit für eine Anschlussdose

Bezugszeichenliste

1 Kabelanschlusseinheit

2 Kabelmanager

3 Kabeldichtung

4 Kabel

5 Elektrischer Leiter

6 Kontaktöffnung

7 Schraube

8 Rastarm

9 Kontaktpin

10 Anschlussdose

11 Anschlussbereich

12 Leiterkartensteckverbinder

14 Schneidklamme

15 Deckel

16 Ausnehmung für das Kabel 4

17 Leiterkarte

18 Ausnehmung

19 Leiteraufnahme

20 Noppe

21 Noppenöffnung

22 Prüföffnung

23 Kontaktpin des Testgeräts 30

24 Kontrollleiter

25 Steg

26 Steg 28 Testgerät

SR Steckrichtung

KR Kontaktierungsrichtung