DE2148163B2 - Kabelstecker - Google Patents

Description

irischer Signalgeber geeigneten Kabelstecker zu schaffen, der bei hohen Temperaturen einsetzbar ist, keine Störungen des Meßsigaals verursacht und eine einfache Abdichtung der Meßleitung ermöglicht. Sie geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die bei den bekannten Ausführungen festgestellten Störladungen durch sogenannte triboelektrische. Effekte verursacht werden, d. h. durch Reibung und Kapazitätsänderungen auf Grund von Relativbewegungen zwischen den Bestandteilen des Steckers. Es sollen demnach auch relativ zueinander bewegliche Teile im Stecker möglichst vermieden werden.

Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Kabelstecker dadurch gelöst, daß die mit einem durchgehenden Längsschlitz versehenen Doppelhülsen in radialer Richtung unter Verändirung ihres Durchmessers federnd ausgebildet und in die Bohrungen des Isoliereinsatzes unter Vorspannung spielfrei eingesetzt sind, und daß der Isoliereinsatz durch mindestens eine zwischen ihn und das Steckergehäuse mit Vorspannung eingesetzte, in radialer Richtung unter Veränderung ihres Durchmessers federnde Federhülse im Steckergehäuse spielfrei gehalten ist. Bei dieser Ausbildung des Steckers ist trotz spielfreier Halterung seinei Bestandteile der Ausgleich von Wärmedehnungsunterschieden möglich, da die auftretenden Abmessungsänderungen von den federnden Hülsen aufgenommen werden. Es ist also ein Einsatz bei hohen Temperaturen möglich. Darüber hinaus verhindern die federnden Hülsen Relativbewegungen zwischen den Steckerbestandteilen, beispielsweise im Falle von Vibrationen an der Meßstelle, so daß keine Störladungen durch Reibung und Kapazitätsänderungen auitreten können. Da ferner keine besonderen Vorkehrungen an den Steckerbestandteilen, wie Vorsprünge und Absätze, zur gegenseitigen Verankerung notwendig sind, kann der Stecker einfach ausgebildet sein, insbesondere ein glattes zylindrisches Gehäuse aufweisen, wodurch die Abdichtung erleichtert wird.

In radialer Richtung unter Veränderung ihres Durchmessers federnde Federhülsen, die mit Vorspannung zwischen Kontaktelemente in elektrischen Leitungen eingesetzt sind, sind aus der USA.-Patentschrift 2 280 728 schon bekannt. Dort handelt es sich jedoch um teleskopisch ineinander verschiebbare Leitungsbuchsen, wobei die Federhülsen die Aufgabe haben, unter Beibehaltung eines guten elektrischen Kontaktes eine leichtgängige Verschiebung zu ermöglichen. Im Falle der Erfindung geht es hingegen um eine spielfreie Halterung der Steckerbestandteile, derart, daß sich Wärmedehnungsunterschiede ausgleichen können.

Die erfindungsgemäße Bauart des Kabelsteckers ermöglicht auch eine sichere und temperaturfeste Abdichtung zwischen dem Stecker und dem Signalgeber. Zu diesem Zweck kann bei einer Ausführung mit einer zur Befestigung des Steckers an einem Signalgeber üblicherweise vorgesehenen Überwurfmutter nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Isoliereinsatz als einstückiger zylindrischer Körper mit im wesentlichen gleichbleibendem Außendurchmesser ausgebildet sein und das Steckergehäuse in seinem an die Überwurfmutter anschließenden Abschnitt einen kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Überwurfmutter aufweisen, wobei die Überwurfmutter zum Aufbringen und Auswechseln eines Dichtringes über das Steckergehäuse zurückschiebbar ist. Während bei den bekannten Kabelsteckern die Abdichtung mit Hilfe von Elastomeren, wie Gummi, Silikongummi oder Kunststoff, erfolgt, die für höhere Temperaturen nicht geeignet sind, besteht bei der erfindungsgemäßen Steckerausbildung der Dichtring aus härterem, temperaturfestem Material, insbesondere aus Metall. Beim Zusammenschrauben der Steckerelemente wird der temperaturfeste Ring plastisch deformiert. Die erfindungsgemäße Steckerausbildung ermöglicht einen

ίο einfachen Austausch des Dichtringes, so daß stets eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Kabelstecker und dem Signalgeber gewährleistet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kabelsteckers dargestellt. Es zei-

'5 gen

F i g. 1 und 2 je eine beispielsweise Ausführungsform des Steckers im axialen Mittelschnitt,
F i g. 3 ein Detail in Seitenansicht und
Fig.4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.

In beiden Ausführungsbeispielen besteht der Kabelstecker aus einem im wesentlichen zylindrischen Steckergehäuse 1, das aus Herstellungsgründen aus zwei Teilen zusammengeschweißt und mit einer Überwurfmutter 2 zum Befestigen des Kabelsteckers an dem anzuschließenden Signalgeber versehen ist. Zur Abdichtung ist auf das Steckergehäuse 1 ein Dichtring 3 aufgesetzt, der durch die Überwurfmutter! an einen Bund des Gehäuses angepreßt wird und so eine sichere Abdichtung des Kabelsteckers gewährleistet. Nach Zurückschieben der Überwurfmutter 2 über das Gehäuse 1 kann der Dichtring 3 leicht aufgebracht und ausgewechselt werden. Im Inneren des Steckergehäuses 1 ist ein Isoliereinsatz 4 angeordnet, der aus einem einstückigen, zylindrischen Körper aus keramischem Material besteht und zwei axiale Bohrungen 5 und 6 aufweist. In den Bohrungen 5,6 befindet sich je eine Doppelhülse 7, die als Kontaktelement dient.

In den F i g. 3 und 4 ist eine solche Doppelhülse 7 dargestellt. Diese besteht aus einer etwa hohlzylindrischen Buchse mit drei im Abstand angeordneten Ringabschnitten 8, zwischen denen schmale Federlamellen 9 vorgesehen sind, die radial nach innen gewölbt sind. Die Doppelhülse 7 ist mit einem auch durch die Ringabschnitte 8 durchgehenden Längsschlitz IO versehen, so daß sie in radialer Richtung federt. Die Doppelhülsen 7 weisen in entspanntem Zustand einen größeren Durchmesser als die Bohrungen 5 und 6 des Isoliereinsatzes 4 auf und sind in diese mit Vorspannung eingesetzt, so daß die Ringabschnitte 8 fest an der Bohrung anliegen, wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist. Sie werden dadurch in den Bohrungen 5, 6 sicher und spielfrei festgehalten, können aber dennoch auf Grund ihrer Elastizität auch bei großen Temperaturänderungen Wärmedehnungsunterschiede zum Isoliereinsatz 4 ausgleichen. Zwischen dem Isoliereinsatz 4 und dem Steckergehäuse 1 ist eine ähnlich den Doppelhülsen 7 ausgebildete Federhülse 11 angeordnet, die gleichfalls federnde Lamellen und einen Längsschlitz aufweist, so daß sie den Isolicreinsatz 4 im Steckergehäuse sicher festhält und gleichfalls Wärmedehnungsunterschiede ausgleichen kann.

An ihrem innenliegenden Ende ist in jede Doppelhülse 7 ein Kontaktstift 12 eingesteckt, der an einem Ende eines Leiters 13 des in den Stecker eingesetzten Kabels 14 elektrisch leitend angebracht ist. Die

federnden Lamellen 9 der Doppelhülse 7 sichern dabei einen guten elektrischen Kontakt zwichen dem Kontaktstift 12 und der Doppelhülse 7. Gleichzeitig wird durch das Einstecken des Kontaktstiftes 12 die radial nach außen federnde Doppelhülse 7 an die Wandung der Bohrung 5 bzw. 6 mit verhältnismäßig großem Druck angepreßt und so im Isoliereinsatz 4 sicher fixiert. Das vordere Ende der Doppelhülse 7 ist für die Aufnahme von Anschlußstiften bestimmt, beispielsweise der Anschlußstifte eines Signalgebers. Es können aber auch die Kontaktstifte eines anderen Kabels in den vorderen Teil der Doppelhülsen eingesteckt werden, so daß der erfindungsgemäße Kabelstecker ohne Änderung seines prinzipiellen Aufbaues auch zum gegenseitigen Verbinden elektrischer Kabelleitungen verwendet werden kann.

Der in F i g. 1 gezeigte Kabelstecker ist an ein flexibles Kabel 14 angeschlossen, das in konventieller Weise aufgebaut ist. Die Fixierung des Kabels im Stecker erfolgt in an sich bekannter Weise durch eine ao als Druckschraube dienende Überwurfmutter 15, die auf das Steckergehäuse 1 aufgeschraubt ist, mit Hilfe eines Druckringes 16, der auf ein elastisches Element 17 wirkt. Ferner ist ein Masseansclilußring 18 vorgesehen, der das Ende der Abschirmung 19 des Kabels elektrisch leitend an das Steckergehäusel anpreßt. Die beiden Überwurfmuttern 2 und 15 sind mit Ausfräsungen 20 und 21 versehen, die einander gegenüberstehen. Zur Sicherung der Überwurfmuttern 2, 15, die gegenläufige Gewinde aufweisen, kann um das Steckergehäuse 1 eine Feder gelegt werden, die in die Ausfräsungen 20 und 21 einrastet.

Die Ausführungsform nach F i g. 2 ist für ein steifes, mineralisoliertes Kabel bestimmt. Um einen hermetischen Abschluß zu erzielen, ist der Stahlmantel des Kabels 14 in ein mehrteiliges Gehäuse 22 hart eingelötet. Die beiden Leiter 13 sind durch rohrförmige, mit keramischem Material isolierte Durchführungen 23 aus dem Gehäuse 22 herausgeführt, wobei ihre Enden in röhrchenförmigen Kontaktstiften 12 sitzen. Nach Ausheizen und Evakuieren des Gehäuses 22 durch die noch offenen Kontaktstifte 12 hindurch wird das Kabel getrocknet und auf hohe Isolation gebracht, worauf dann die Leiterenden am außenliegenden Ende mit den Kontaktstifen 12 hermetisch dicht verschweißt werden. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, ist das so hermetisch abgeschlossene Gehäuse 22 in das Steckergehäuse 1 eingesetzt und am rückwärtigen Ende durch eine umlaufende Schweißnaht 24 mit dem Steckergehäuse 1 verschweißt. Dadurch ergibt sich ein hermetischer Abschluß des Kabelendes, so daß keinerlei Fremdstoffe eindringen können, die den Isolationswert der mineralischen Kabelisolierung verschlechtern könnten. Die Kontaktstifte 12 sitzen wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 in den rückwärtigen Teilen der Doppelhülsen 7, so daß auf Grund der federnden Lamellen 9 ein guter elektrischer Kontakt gewährleistet ist. Die Montage des Kabelsteckers am Kabelende ist dabei denkbar einfach.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 den zugehörigen elektronischen Einrichtungen und Patentansprüche: Geräten auf, wobei im besonderen die Kabelan schlüsse am Geber und die dem Geber benachbarten

1. Kabelstecker zum Anschließen oder gegen- Kabelteile kritisch sind.

seitigen Verbinden elektrischer Leitungen, insbe- 5 In Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderunsondere für Meß- und Überwachungsanordnun- gen werden im wesentlichen zwei verschiedene Ausgen mit piezoelektrischen Signalgebern, mit führungen von Geberkabeln verwendet. Die eine einem Steckergehäuse, in dem ein vorzugsweise Ausführung ist weitgehend konventionell aufgebaut aus keramischem Material bestehender Isolierern- und besitzt eine flexible Isolation, die aus hoch temsatz vorgesehen ist, der für jeden Leiter des Ka- io peraturbeständigen Kunststoffen, wie z. B. Polytetrabels eine Bohrung aufweist, in der eine an beiden fluoräthylen (Teflon) besteht. Diese Kabel können Enden radial federnde Doppelhülse zur Auf- bis zu einer Temperatur von 300° C eingesetzt wernahme des Leiters an einem Ende und eines An- den. Einen grundsätzlich verschiedenen Aufbau beschlußstiftes am anderen Ende angeordnet ist, sitzen die sogenannten steifen, mineralisolierten Kadadurch gekennzeichnet, daß die mit 15 bei, bei denen die Stahlleiter in einem anorganischen einem durchgehenden Längsschlitz (10) versehe- Isoliermaterial, meist Magnesiumoxyd, eingebettet nen Doppelhülsen (7) in radialer Richtung unter sind, das von einem Stahlrohr umschlossen ist. Diese Veränderung ihres Durchmessers federnd ausge- Kabel vertragen Temperaturen bis über 100^:C. Da bildet und in die Bohrungen (5, 6) des Isolierein- das anorganische Isoliermaterial aber hygroskopisch satzes (4) unter Vorspannung spielfrei eingesetzt 20 ist. d. h. daß es Luftfeuchtigkeit aufzunehmen versind und daß der Isoliereinsatz (4) durch minde- mag, müssen die Kabelenden hermetisch abgedichtet stens eine zwischen ihn und das Steckergehäuse werden, da durch die Feuchtigkeitsaufnahme der Iso-

(1) mit Vorspannung eingesetzte, in radialer lationswert des Kabels in unerwünschter Weise abRichtung unter Veränderung ihres Durchmessers sinken würde. Ein solches Kabel stellt daher vor alfedernde Federhülse (11) im Steckergehäuse (1) 25 lern hinsichtlich der Abdichtung besondere Anfordespielfrei gehalten ist. rangen an den Kabelstecker, insbesondere bei Ver-

2. Kabelstecker nach Anspruch 1 mit einer wendung auf Flugzeugen, da durch die verschiedenen über dem Gehäuse angeordneten Überwurfmutter Flughöhen Druckunterschiede entstehen, die das zur Befestigung des Steckers an einem Signalge- Eindringen von Luftfeuchtigkeit und Verunreinigunber, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierein- 30 gen erleichtern.

satz (4) als einstückiger zylindrischer Körper mit Bei Verwendung von piezoelektrischen Accelero-

im wesentlichen gleichbleibendem Außendurch- metern, die bekanntlich Ladungssignale liefern,

messer ausgebildet ist und das Steckergehäuse (1) welche über ein Meßkabel an einen weiter entfernt

in seinem an die Überwurfmutter (2) anschlie- angeordneten Ladungsverstärker weitergegeben wer-

ßenden Abschnitt einen kleineren Außendurch- 35 den müssen, muß weiterhin sowohl die Verbindungs-

messer als der Innendurchmesser der Überwurf- leitung als auch der Kabelstecker einen hohen Isola-

mutter (2) aufweist, wobei die Überwurfmutter tionswert aufweisen, der auch bei hohen Temperatu-

(2) zum Aufbringen und Auswechseln eines ren beibehalten wird. Außerdem muß eine Entste-Dichtringes (3) über das Steckergehäuse (1) zu- hung von Störladungen im Kabel und im Stecker verrückschiebbar ist. 40 mieden werden.

Die bisher verwendeten Kabelstecker der eingangs

angeführten Bauart erfüllen diese Anforderungen nur

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kabelstecker teilweise. Durch Verwendung von keramischem Mazum Anschließen oder gegenseitigen Verbinden elek- terial, insbesondere von Aluminiumoxydkeramik für trischer Leitungen, insbesondere für Meß- und Über- 45 den Isoliereinsatz wird zwar eine entsprechend hohe wachungsanordnungen mit piezoelektrischen Signal- Temperaturfestigkeit erreicht. Der Aufbau der begebern, mit einem Steckergehäuse, in dem ein vor- kannten Stecker ist jedoch verhältnismäßig komplizugsweise aus keramischem Material bestehender ziert. Mit Rücksicht auf die großen Wärmedehn ungs-Isoliereinsatz vorgesehen ist, der für jeden Leiter des unterschiede zwischen den als zylindrische Buchsen Kabels eine Bohrung aufweist, in der eine an beiden 50 ausgeführten Kontaktelementen, dem Isoliereinsatz Enden radial federnde Doppelhülse zur Aufnahme und dem Steckergehäuse ist der Isoliereinsatz mit des Leiters an einem Ende und eines Anschlußstiftes Spiel im Gehäuse angeordnet, wobei zu seiner Halteam anderen Ende angeordnet ist. rung ein bundartiger Vorsprung vorgesehen ist, an

Kabelstecker dieser Art werden in der piezoelek- dem sich ein in einer Erweiterung des Gehäuses lie-

trischen Meß- und Überwachungstechnik zum An- 55 gender Federring axial abstützt. Aus dem gleichen

schließen der Meßkabel an die Signalgeber verwen- Grund sind auch die Kontaktelemente innerhalb des

det. In letzter Zeit hat sich die Vibrationsüberwa- Isoliereinsatzes lose angeordnet. Um einen Zusam-

chung von rotierenden Maschinen mittels piezoelek- menbau der Bestandteile des Steckers zu ermögli-

trischer Vibrationsgeber durchgesetzt. Durch Weiter- chen, muß der Isoliereinsatz mehrteilig ausgeführt

entwicklung der piezoelektrischen Signalgeber, insbe- 60 sein. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß

sondere der Accelerometer, ist es möglich geworden, eine wirksame Abdichtung des Kabelendes auf

die Signalgeber auch an verhältnismäßig heißen Ma- Grund der komplizierten Steckerausführung prak-

schinenteilen zu montieren, insbesondere an Turbo- tisch nicht zu erreichen ist. Weiterhin wurde festge-

triebwerken von Flugzeugen. Da die modernen Ge- stellt, daß bei der bekannten Steckerausbildung die

ber auch noch bei Temperaturen von über 600° C 65 Entstehung von Störladungen kaum vermieden wer-

voll einsatzfähig sind, ergaben sich diesbezüglich den kann.

keine Probleme. Dagegen treten oft Schwierigkeiten Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

bei der Übertragung der Meßsignale vom Geber zu für die Übertragung von Ladungssignalen piezoelek-