DE3529718A1 - Steckverbindung fuer elektrische leitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Steckverbindung für elektrische Leitungen, insbesondere für den Einsatz in untertägigen Grubenbetrieben, gemäß den Merkmalen im Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Steckverbindung zählt im Umfang des DE-GM′s 82 01 802 sowie der DE-OS 31 19 218 zum Stand der Technik. Sie hat sich von der Funktion her, insbesondere im untertägigen Grubenbetrieb, bewährt. Nachteilig an ihr ist jedoch, daß der Stecker ein unlösbarer vorstehender Bestand­ teil eines Kabelendes bildet. Da der Stecker im rauhen Gruben­ betrieb außergewöhnlichen Beanspruchungen ausgesetzt ist, kann er folglich leicht beschädigt und damit sehr schnell funk­ tionsuntüchtig werden. Ein Austausch des Steckers ist dann nicht zu vermeiden. Dazu ist es aber erforderlich, daß auf­ grund des unlösbar angesetzten Steckers auch das jeweilige Kabel zur Reparatur komplett nach Übertage gebracht werden muß. Es steht daher dem jeweiligen untertägigen Betriebspunkt nicht mehr zur Verfügung. Aber auch Übertage ist der Reparatur­ aufwand relativ hoch, um den Stecker vom Kabel zu lösen und einen neuen Stecker anzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Steckverbindung so zu verbessern, daß der Aufwand für den Austausch von be­ schädigten und damit funktionsuntüchtigen Steckern ver­ ringert und insbesondere von Übertage nach Untertage verlegt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfin­ dung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufge­ führten Merkmalen.

Kernpunkt der Erfindung bildet der Sachverhalt, daß der Stecker nunmehr vollkommen kabelunabhängig ausgebildet ist. Es handelt sich somit um ein für sich handhabbares Verbindungs­ element, das erst dann in eine Steckbuchse eingeführt wird, wenn zwei Kabel oder zwei Elektrogeräte miteinander verbunden bzw. wenn ein Elektrokabel an ein Elektrogerät angeschlossen werden sollen. Im nichtgekuppelten Zustand sind demzufolge keine vorstehenden Kontaktzapfen mehr vorhanden, die leicht be­ schädigt werden können. Selbst wenn aus gleich welcher Ur­ sache auch immer ein Stecker so beschädigt werden sollte, daß er nicht mehr seine Funktion erfüllen kann, so bildet es jetzt kein Problem mehr, den beschädigten Stecker noch Untertage sofort durch einen neuen zu ersetzen. Ein Verbringen von kom­ pletten langen Kabeln nach Übertage sowie der Rücktransport reparierter Kabel entfällt. Längere Betriebsstillstände mit Produktionsausfall werden vermieden. Der Herstellungsaufwand für den neuen Stecker ist gering. Es handelt sich um ein ver­ gleichsweise leichtes Teil, das selbst in größerer Anzahl problem­ los am Mann getragen werden kann und daher immer zur Ver­ fügung steht.

Die Kontaktringe sind derart in die Kunststoffhülse eingegossen, daß sie nicht nur eine sichere axiale Lage haben, sondern auch bei eingeführten Kontaktzapfen den ge­ wünschten elektrischen Leitungskontakt gewährleisten.

Beim Kuppeln zweier Kabel, zweier Geräte oder beim Anschluß eines Kabels an ein Gerät ist es jetzt lediglich erforderlich, einen Kontaktzapfen des Steckers in die Kunst­ stoffhülse einer der Steckbuchsen einzuführen, dann die gegenüberliegende Steckbuchse auf den zweiten Kontaktzapfen aufzuschieben und schließlich beide Steckbuchsen über die Verbindungsmuffe zug- und druckfest zu kuppeln.

Die einwandfreie Kupplung zweier Steckbuchsen wird mit Hilfe der Merkmale des Anspruchs 2 noch weiter verbessert.

Der Dichtungsring gemäß Anspruch 3 kann in der Verbindungsmuffe vorgesehen sein. Vorteilhafter ist es jedoch, ihn in eine umfangsseitige Nut des Steckbuchsenstutzens ein­ zubetten.

Die Festlegung der Verbindungsmuffe mit den Steck­ buchsen erfolgt mit U-förmigen Klammern gemäß Anspruch 4. Solche U-förmigen Klammern sind an sich bekannt. Sie durch­ setzen Bohrungen in der Verbindungsmuffe und liegen in Tan­ gentialnuten der Steckbuchsen, wodurch die zug- und druckfeste Kupplung gewährleistet wird.

Bildet eine Steckbuchse einen Geräteanschluß, so ist es nach Anspruch 5 zweckmäßig, die Verbindungsmuffe mit der Steckbuchse einstückig auszubilden.

Gemäß Anspruch 6 ist es vorgesehen, die Kunststoff­ hülse durch ein Gewinde in der Steckbuchse festzulegen. Das Gewinde kann sich hierbei über die gesamte Länge der Kunst­ stoffhülse erstrecken.

Nach Anspruch 7 ist es aber auch möglich, die Kunst­ stoffhülse umfangsseitig glatt auszubilden und sie spielfrei bis zu einem Anschlag in der Steckbuchse einzuschieben. Die Lageorientierung erfolgt dann durch einen Sicherungsring, welcher in eine Nute der Steckbuchse eingesetzt wird und eine Lageveränderung der Kunststoffhülse, insbesondere beim Heraus­ ziehen eines Kontaktzapfens, verhindert.

Die gezielte Werkstoffwahl entsprechend Anspruch 8 führt dazu, daß die Kunststoffhülse in einem begrenzten Umfang verformbar ist. Dieser Sachverhalt stellt in Verbindung mit den eingegossenen Kontaktringen das leichte Einführen eines Kontaktzapfens auch dann sicher, wenn der Kupplungsvorgang relativ häufig durchgeführt werden muß.

Der Durchmesser der Schraubendrehfeder gemäß An­ spruch 9 ist so groß, daß aufgrund der Flexibilität der Schraubendrehfeder in Verbindung mit der Nachgiebigkeit der Kunststoffhülse eine derartige radiale Nachgiebigkeit ge­ währleistet werden kann, daß ein problemloses Einführen und Herausziehen eines Kontaktzapfens sichergestellt wird und bei eingeführtem Kontaktzapfen eine einwandfreie elektrisch leitende Verbindung besteht.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform eines Kontaktrings wird in den Merkmalen des Anspruchs 10 ge­ sehen. In beiden Fällen kann das Material der Kontaktringe vergoldeter Bronzedraht sein. Die Kontaktscheiben in den Kontaktzapfen sind bevorzugt hartkunststoffverpreßt.

Der Kabelanschlußstutzen gemäß Anspruch 11 dient der sicheren Einbindung in ein Kabelende, insbesondere zum Schutz gegen Feuchtigkeit. Der Anschlußstutzen kann umfangs­ seitige rippenartige Vorsprünge zur Verbesserung der Ver­ klammerung aufweisen. Eine Klemmhülse dient zum weiteren An­ pressen des Kabels auf den Anschlußstutzen. Ihre axiale Lage ist durch einen inneren Ringkragen gesichert, der in eine Ringnut am Übergangsbereich von der Steckbuchse auf den Anschlußstutzen vorgesehen ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 im vertikalen Längsschnitt eine Steckverbindung für zwei elektrische Kabel;

Fig. 2 im vertikalen Längsschnitt eine Steckverbindung zwischen einem Kabel und einem Geräteanschluß;

Fig. 3 einen Kontaktring in der Ansicht und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Kontaktrings in der Ansicht.

Mit 1 sind in den Fig. 1 und 2 elektrische Kabel bezeichnet, wie sie insbesondere im untertägigen Gruben­ betrieb Verwendung finden. Im Innern der Kabel 1 sind insge­ samt sieben Adern vorgesehen, die jedoch nicht näher ver­ anschaulicht sind.

Endseitig der Kabel 1 befinden sich metallische Steckbuchsen 2, die mit Anschlußstutzen 3 in die zugeordneten Kabelenden 4 eingreifen. Umfangsseitig der Anschlußstutzen 3 sind verzahnungsartige Rippen 5 vorgesehen, die sich mit dem Material der Kabel 1 verklammern, wenn umfangsseitige Klemm­ hülsen 6 die Kabelenden 4 auf die Anschlußstutzen 3 pressen. Die axiale Lagesicherung der Klemmhülsen 6 erfolgt über radial nach innen vorstehende Kragen 7, welche in Nuten 8 eingreifen, die im Übergangsbereich von den Steckbuchsen 2 auf die An­ schlußstutzen 3 vorgesehen sind.

In jede Steckbuchse 2 ist eine Kunststoffhülse 9 aus einem weichgestellten Polyvinylchlorid spielfrei bis zu einem Anschlag 10 eingeschoben und durch einen Sicherungsring 11 axial lageorientiert. Die Sicherungsringe 11 fassen hierzu in Nuten 12 der Steckbuchsen 2 ein. Am Innenumfang der Kunst­ stoffhülsen 9 sind in axialem Abstand voneinander aus vergoldetem Bronzedraht bestehende Schraubendrehfedern 13 eingegossen (siehe auch Fig. 3). Die Längsachse der Schraubendrehfedern 13 ver­ läuft in Umfangsrichtung der Kunststoffhülsen 9. Die Enden 14 der Schraubendrehfedern 13 sind an den inneren Stirnenden 15 der Kunststoffhülsen 9 herausgeführt und hier z. B. als Löt­ anschlüsse zur Verbindung mit den Kabelenden ausgebildet.

Anstelle der Schraubendrehfedern 13 können aber auch nur eine Windung aufweisende Drähte 16 gemäß Fig. 4 zur Anwendung gelangen. Ein Ende 17 des Drahts 16 ist dann in den Kunststoffhülsen 9 hakenartig verankert und das andere Ende 18 parallel zu den Längsachsen 19 der Kunststoffhülsen 9 am inneren Ende 15 als Lötanschluß herausgeführt.

Die Steckbuchsen 2 weisen darüberhinaus im Außen­ durchmesser verkleinerte Stutzen 20 auf, deren Stirnseiten 21 aneinanderstoßen. Die Stutzen 20 werden von einem Innenkragen 22, 22′ einer Verbindungsmuffe 23, 23′ umschlossen, die mit den Steckbuchsen 2 durch U-förmige Klammern 24 zug- und druck­ fest gekuppelt ist.

Die Kunststoffhülsen 9 werden von einem Stecker 25 mit zwei endseitigen Kontaktzapfen 26 durchsetzt. Im Kupplungs­ zustand liegen die Stirnseiten 27 der Kontaktzapfen an den inneren Enden 15 der Kunststoffhülsen 9 an. Jeder Kontakt­ zapfen 26 weist der Zahl und der Anordnung der Kontaktringe 13 entsprechende Kontaktschienen 28 auf, die in Hartkunststoff eingebettet sind. Die Kontaktscheiben 28 des einen Kontaktzapfens 26 sind mit den Kontaktscheiben 28 des anderen Kontaktzapfens 26 derart elektrisch leitend gekuppelt, daß, vom kontakt­ scheibenfreien Mittelteil 29 des Steckers 25 ausgehend, immer die denselben Abstand zur Kupplungsebene KE aufweisenden Kontaktscheiben 28 miteinander verbunden sind.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 soll ein Kabel 1 mit einem Elektrogerät 30 verbunden werden. Dazu ist die Steckbuchse 2′ mittels eines Konterrings 31 an der Gerätewand 32 festgelegt. Die Verbindungsmuffe 23′ bildet einstückiger Bestandteil der Steckbuchse 2′. Ansonsten ent­ spricht die Ausführungsform der Fig. 2 identisch der Aus­ führungsform der Fig. 1. Es sind daher auch dieselben Be­ zugszeichen verwendet worden.

Ferner zeigen die Fig. 1 und 2, daß in die Stutzen 20 Dichtringe 33 eingebettet sind, welche an dem Innenkragen 22, 22′ zur Anlage gelangen.

In der Fig. 2 ist eine Abwandlung bei der Fest­ legung der Kunststoffhülse 9 in der Steckbuchse 2 veran­ schaulicht. In diesem Fall wird die Kunststoffhülse 9 durch ein Gewinde 34 befestigt.

Claims (11)

1. Steckverbindung für elektrische Leitungen, ins­ besondere für den Einsatz in untertägigen Grubenbetrieben, welche eine mehrpolige Steckbuchse mit wenigstens zwei in axialem Abstand voneinander vorgesehenen, je einem Pol zuge­ ordneten innenseitigen Kontaktringen als anschlußseitiger Bestandteil eines Kabels oder eines Elektrogeräts und einen mit einem Kontaktzapfen in die Steckbuchse einführbaren Stecker mit der Anzahl sowie Anordnung der Kontaktringe entsprechenden Kontaktscheiben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktringe (13, 16) in eine in der Steckbuchse (2, 2′) festlegbaren Kunststoff­ hülse (9) eingegossen sind und der als kabelunabhängiges Überbrückungsglied zwischen zwei durch eine Verbindungsmuffe (23, 23′) kuppelbaren Steckbuchsen (2, 2′) ausgebildete Stecker (25) an jedem Ende einen Kontaktzapfen (26) aufweist, deren Kontaktscheiben (28) polgerecht miteinander verbunden sind.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzapfen (26) durch einen kontaktscheibenfreien Mittelteil (29) voneinander distanziert und die Steckbuchsen (2, 2′) mit den Mittelteil (29) übergreifenden, von einem Innenkragen (22, 22′) der Ver­ bindungsmuffe (23, 23′) umschlossenen und mit ihren Stirn­ seiten (21) aneinanderstoßenden Stutzen (20) versehen sind.

3. Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Steck­ buchsenstutzen (20) und der Verbindungsmuffe (23, 23′) ein Dichtungsring (33) vorgesehen ist.

4. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungsmuffe (23, 23′) durch eine U-förmige Klammer (24) mit einer Steckbuchse (2) zug- und druckfest kuppelbar ist.

5. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer als Geräteanschluß gestalteten Steckbuchse (2′) die Ver­ bindungsmuffe (23′) einen einstückigen Bestandteil der Steck­ buchse (2′) bildet.

6. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülse (9) mit einem umfangsseitigen Gewindeabschnitt (34) in der Steck­ buchse (2, 2′) befestigt ist.

7. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülse (9) bis zu einem Anschlag (10) in die Steckbuchse (2, 2′) spielfrei eingeschoben und durch einen Sicherungsring (11) lageorientiert ist.

8. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülse (9) aus einem weichgestellten Kunst­ stoff, insbesondere einem weichgestellten Polyvinylchlorid, besteht.

9. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Kunststoffhülse (9) eingegossenen Kontaktringe jeweils aus einer Schraubendrehfeder (13) mit einem parallel zur Längsachse (19) der Kontakthülse (9) an deren innerem Stirnende (15) herausgeführten Anschluß, insbesondere Lötan­ schluß (14), bestehen.

10. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder in eine Kunststoffhülse (9) eingegossene Kontaktring aus einem Draht (16) mit nur einer Windung besteht, dessen eines Ende (17) in der Kunatstoffhülse (9) hakenartig ver­ ankert und dessen anderes Ende (18) als insbesondere Lötan­ schluß am inneren Stirnende (15) der Kunststoffhülse (9) herausgeführt ist.

11. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede einem Kabel (1) zugeordnete Steckbuchse (2) am kabelseitigen Ende einen Kabel-Anschlußstutzen (3) aufweist.