-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung bestehend aus zwei
Steckverbindern, wovon vorzugsweise der erste ein steckerseitiger
Steckverbinder (Stecker) darstellt und der zweite Steckverbinder
vorzugsweise einen buchsenseitiger Steckverbinder (Buchse) genannt
ist, gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
-
Die
erfindungsgemäße Steckverbindung
ist insbesondere geeignet zum Einsatz in Fotovoltaiksystemen. Der
Stecker weist einen Kontaktkörper
mit Kontaktstiften in dem jeweiligen Buchsenkörper oder Stiftkörper auf.
Insbesondere im Bereich der Fotovoltaik stehen die an eine Fotovoltaikanlage
oder an eine entsprechende Einrichtung angeschlossene Steckverbinder
regelmäßig unter
elektrischer Last beziehungsweise unter elektrischer Spannung. Es
ist daher für
einen Monteur oder für
Personen, welche die Anlage typischerweise warten in der Regel schwierig
und gefährlich
solche Steckverbinder auszutauschen oder einzubauen. Ein besonderer
Anspruch an die Sicherheit solcher Steckverbinder wird durch eine
VDE-Anforderung gegeben, nämlich
der Fingersicherheit, welche geprüft wird mit dem VDE-Prüffinger.
Dabei darf der VDE-Prüffinger
bei Berühren
des Steckverbinders im Bereich der Kontakte diese nicht elektrisch
leitend berühren.
Es ist daher notwendig, eine Konstruktion so zu wählen, dass
dieses Erfordernis erfüllt
ist.
-
Im
Stand der Technik ist beispielsweise die
DE 10 2005 016 266 bekannt, welche
einen berührungssicheren
Steckverbinder für
Solaranwendungen offenbart. Dieser Steckverbinder ist jedoch aufwendig
in der Herstellung. Darüber
hinaus gibt es weitere am Markt befindliche Steckverbindersysteme,
welche allerdings auf Grund der zuvor genannten Forderung in der
Regel über
relativ lange Kontaktkammern verfügen.
-
Wenn
die Kontaktstifte mit der Länge
L bis zum vorderen Ende des Steckers reichen, können diese sehr leicht berührt werden,
wenn bedingt durch die Abmessung der Buchse mit einer Länge Lb und einem
Durchmesser Db der Öffnungsdurchmesser Ds
dann so groß ist
und der zuvor genannte VDE-Prüffinger
in Kontakt mit der Spitze des Kontaktstiftes treten kann. Wenn allerdings
der Kontaktstift die Länge
Ls der Buchsenlänge
Lb haben soll, kann ein Kontakt mit den VDE-Prüffingern nur verhindert werden,
wenn der umschließende
Steckerkörper
beziehungsweise Kontaktkörper
länger
konstruiert wird, nämlich
größer als
Ls plus die Eindringtiefe des Prüffingers.
Alternativ könnte
zwar der Kontaktstift auch kürzer
gewählt
werden, so dass er mit seinem berührbaren Ende tief genug im
Kontaktkörper
liegt; dann wäre
aber die effektive Kontaktanlagefläche vermindert und dies gilt
es zu vermeiden.
-
Ein
weiterer Nachteil gattungsgemäßer Steckverbinder
liegt darin, dass diese entweder vom Monteur am Montageort an ein
elektrisches Kabel der Fotovoltaikanlage anzuschleißen sind
oder aber dass der Steckverbinder mit bereits angeschlossenen Kabeln
in der Regel umspritzten Kabeln am Kabelende an der Montageanlage
oder an der Fotovoltaikanlage zu montieren ist. In beiden Fällen bedingt dies
eine relativ große
Bauartkonstruktion und bei Verwendung von Crimpkontakten darüber hinaus Spezialwerkzeuge.
Sofern auf eine Anschlusstechnik wie die der Schraubverbindung zurück gegriffen
wird, besteht der technische Nachteil darin, dass die Schraubverbindung
gegenüber
der Umgebung abgedichtet werden muss, was insbesondere Probleme bei
der Handhabung und bei der Reproduzierbarkeit von dichten Steckverbindungen
mit sich bringt. Eine alternative Ausführungsform dahingegen ist die
Montage werkseitig mit Umspritzung der Schraubanschlüsse, so
dass diese dicht gegenüber
der Umgebung ausgebildet sind. Nachteilig ist dabei, dass beim Auswechseln
des Steckverbinders in der Regel das gesamte Kabel mit ausgewechselt
werden muss.
-
Die
Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen fingersicheren
und dichten Steckverbinder zu schaffen, welcher einerseits auf der
Baustelle oder vor Ort konfektionierbar ist, mit herkömmlichem Werkzeug
ohne Verwendung von Spezialwerkzeug, bei gleichzeitiger Anforderung
an die Dichtheit des Steckverbinders, die ohne viel Aufwand im gesteckten
und ungesteckten Zustand hergestellt werden soll.
-
Erfindungsgemäß geschieht
dies durch die in dem Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Bevorzugte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Weitere Vorteile, Ziele
und Einzelheiten der Erfindung seien im Folgenden an Hand der Zeichnung
beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
-
1 eine
schematische, dreidimensionale Ansicht der erfindungsgemäßen Steckverbindung aus
zwei Steckverbindern;
-
2 die
zu 1 perspektivisch gespiegelte Ansicht der Steckverbindung
von unten;
-
3 zeigt
einen Schnitt durch die Steckverbindung gemäß 1 im gesteckten
Zustand.
-
Im
Folgenden wird die 1 und 2 gemeinschaftlich
beschrieben, da es sich lediglich um gespiegelte Ansichten zum besseren
Verständnis
der Erfindung handelt.
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Steckverbindung 1,
gebildet durch die Steckverbinder 2, 3. Im vorliegenden
Falle ist der Steckverbinder 2 als Buchse ausgebildet und der
Steckverbinder 3 als Stecker. Da die Steckverbindung 1 im
wesentlichen aus zwei korrespondierenden Steckverbindern 2, 3 besteht,
wird im folgenden der Steckverbinder 2 (Buchse) als Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
-
Der
Steckverbinder (2) ist gebildet aus einem Gehäuse (4)
in welchem Kontakte (19) angeordnet sind. Das Gehäuse (4)
ist einstückig
gebildet aus einem Buchsenkörper
(6) einem Gehäusemittelkörper (4a)
und einem Anschlusskörper
(12), welche aus einem beliebigen, nicht leitenden Isolierstoff
gebildet sind. Der Buchsenkörper
(6) verfügt über Kontaktöffnungen
(8) die im wesentlichen als zylinderförmige Durchgänge durch
das gesamte Steckverbindergehäuse
(4) hindurch reichen. Im vorliegenden Falle sind zwei paarweise
beabstandete Kontaktöffnungen (8)
in dem Steckverbinder (2) ausgebildet, an welche von der
gegenüberliegenden
Seite jeweils elektrische Leitungen anschließbar angebracht werden können. Am
Gehäusemittelkörper (4a)
ist mittels eines Verbindungselementes (10), welches einstückig mit
dem Gehäuse
(4) verbunden ist, ein Deckel (9) angebracht.
Das Verbindungselement (10) ist mittels Filmscharnier (11a)
am Gehäusemittelkörper (4)
angeformt. Hierdurch wird der Deckel unverlierbar mit dem Steckverbinder
(2) verbunden. Die Deckelgeometrie und die Aufnahmegeometrie
des Deckels (9) ist auf die Geometrie des Buchsenkörpers (6)
angepasst. Der Buchsenkörper
(6) ragt aus dem Gehäusemittelkörper (4a)
als Steckkontur heraus mit einer Länge, die so geometrisch ausgebildet
ist, dass die darin befindlichen Buchsenkontakte (19) mit
den VDE-Berührfingern
nicht mehr berührbar
sind.
-
Analog
gilt für
den Stecker (3), dass dort entsprechend korrespondierende
Dome, die Stiftkontakte (20), gegenüber dem VDE-Prüffinger
sichern, wie dies aus 3 ersichtlich ist. Nicht dargestellt
in 3 ist allerdings der Prüffinger. Allerdings ersichtlich
ist, dass der Abstand zwischen den beiden Domen (21a, 21b)
so geometrisch gewählt
ist, dass der VDE-Prüffinger
nicht bis zum Stiftkontakt (20) vordringen kann.
-
Auf
der dem Stiftkörper
(6) gegenüberliegende
Seite des Gehäusemittelkörpers (4a)
schließt
sich der Anschlusskörper
(12) einstückig
an als Teil des Gehäuses
(4). Zwischen dem Gehäusemittelkörper (4a)
und dem Anschlusskörper
(12) befindet sich eine umlaufende Rastnut (22).
Die Rastnut (22) ist als Vertiefung beziehungsweise als
Rinne im Gehäuse
(4) eingeformt.
-
Aufgabe
der Rastnut (22) ist einerseits das Verrasten des noch
zu beschreibenden Gleitdichtelementes (14) und gleichzeitig
Dicht,- und Fixiernut beziehungsweise Aufnahmekontur für die Dichtkontur (15)
des Gleitdichtelementes (14). Im Anschlusskörper (12)
befinden sich zwei Schraubanschlüsse
(13a, 13b), welche von außen zugänglich angeordnet sind und
in dem Aufnahmeraum (23) des Anschlusskörpers (12) hineinragen.
Der Aufnahmeraum (23) ist so ausgebildet, dass darin ein
herkömmliches
an seinem Ende abisoliertes Kabel beziehungsweise eine entsprechend
vorbereitete Leitung aufgenommen werden kann. Diese kann dann mit
herkömmlicher Schraubendreher
am Buchsenkontakt (19) beziehungsweise beim Steckverbinder
(3) an den Stiftkontakten (20) entsprechend angeschlossen
werden.
-
Erfindungsgemäß wird als
Gleitdichtelement (14) ein verschiebbares, elastisches
Dichtelement (14) verwendet, welches über Kabeldurchgänge (18a, 18b)
verfügt,
durch die das anzuschließende Kabel
hindurch läuft,
wie in 1 und 2 deutlich zu erkennen. Die
Kabeldurchgänge
(18a, 18b) sind auf die anzuschließende Leitung
in ihrem Durchmesser entsprechend anzupassen und dichten in folge der
Auswahl des Materials des Gleitdichtelementes (14) radial
an der Leitung (24) ab. Durch die entsprechende Variabilität und damit
mögliche
Auswahl unterschiedlicher Kabelquerschnitte können auch unrunde Kabelformen,
insbesondere Flachkabel Verwendung finden, indem entsprechend die
Kabeldurchgänge
(18a, 18b) den anzuschließenden Leitungen (24)
beziehungsweise deren Außenkontur angepasst
werden. Das Gleitdichtelement (14) verfügt über einen Dichtraum (25),
welcher korrespondierend zur Außengeometrie
des Anschlusskörpers (12)
ausgebildet ist. Insofern hat der Anschlusskörper (12) eine in
etwa kappenartiger Aufbau, indem sich an dem im wesentlichen geschlossenen
Ende die beiden Durchtrittsöffnungen
beziehungsweise Kabeldurchgänge
(18a, 18b) befinden.
-
Zur
Montage befindet sich das elastische Gleitdichtelement (14)
in einer Montageposition, welche dadurch bewerkstelligt wird, dass
das Gleitdichtelement entgegen der Steckrichtung sozusagen nach
hinten über
die zu montierenden Leitungen (24) geschoben wird. In einem
nächsten
Arbeitsschritt kann der Monteur die Kabel in die Aufnehmungen (23)
der wahlweise Buchsenkontakte (19) oder Stiftkontakte (20)
einführen.
Da das Gleitdichtelement (14) über eine Dichtkontur (15),
welche umlaufend am inneren Öffnungsende
zum Dichtraum (25) angeordnet ist, verfügt, kann nach Anschluss der
Leitungen (24) an den Schraubanschlüssen (13a, 13b)
das Gleitdichtelement über
die Außenkontur
des Anschlusskörpers
(12) geschoben werden. Bei vollständigem Erreichen der Dichtstellung
gleitet die Dichtkontur (15) mit ihrer Fixierungslippe
(16) in die Rastnut (22). Es kommt insofern zur
radialen Abdichtung der zuvor genannten Schraubanschlüsse (13a, 13b) sowie
der Kabeleinführungen
und Aufnehmungen (23) des Steckverbinders (2, 3).
-
Vorzugsweise
wird das Gleitdichtelement (14) mit seinem Dichtraum (25)
so ausgebildet, dass ein Verschieben entlang des Anschlusskörpers (12) problemlos
möglich
ist. Insbesondere wird hierzu ein relativ weiches, elastisches Material
für die
Dichtkontur (15) verwendet, so dass dieses mit seiner Fixierungslippe
(16) problemlos in die Rastnut (22) eintauchen
kann. Wie in 3 deutlich gezeigt, basiert
die Abdichtung und Isolation insofern einerseits im Bereich der
Steckkontur über
eine ebenfalls angebrachte Dichtkontur (15) und im Bereich
des Anschlusskörpers
(12) ausschließlich über das
Gleitdichtelement (14) in Verbindung mit der Rastnut (22).
-
Das
hier gezeigte Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist nur exemplarisch und nicht durch seine geometrische
Anordnung eingeschränkt.
So können beispielsweise
auch mehrere Dichtlippen im Bereich des Gleitdichtelementes (14)
im Dichtraum (25) angeordnet sein, welche paarweise beabstandet
sind. So könnte
beispielsweise zusätzlich
eine zweite Dichtlippe im Dichtraum (25) so angeordnet
sein, dass diese Wassereintritt zwischen dem Kabel und den Kabeldurchgängen (18a, 18b)
welcher in den Zwischenraum hin zu den Schraubanschlüssen (13a, 13b)
eintreten würde,
von diesen fern hält.
-
Es
könnte
darüber
hinaus auch eine weitere zweite Gleitdichtung, ausgebildet als Gleitelement über das
erste Gleitdichtelement (14) hinaus geschoben werden, so
dass im wesentlichen der gesamte Steckverbinder in einer zweiten
umgebenden Gleitdichtung Platz finden würde.
-
- 1
- Steckverbindung
- 2,
3
- Steckverbinder
- 4
- Gehäuse
- 4a
- Gehäusemittelkörper
- 5
- Kontaktkörper
- 6
- Stiftkörper
- 7
- Buchsenkörper
- 8
- Kontaktöffnungen
- 9
- Deckel
- 10
- Verbindungselement
- 11a,
11b
- Filmscharnier
- 12
- Anschlusskörper
- 13a,
13b
- Schraubanschlüsse
- 14
- Gleitdichtelement
- 15
- Dichtkontur
(umlaufend)
- 16
- Fixierungslippe
- 18a,
18b
- Kabeldurchgänge
- 19
- Buchsenkontakte
- 20
- Stiftkontakte
- 21a,
21b
- Dome
- 22
- Rastnut
- 23
- Aufnahmen
- 24
- Leitungen
- 25
- Dichtraum