Kabelstecker

Abstract

 Es sind Kabelstecker für Mittelspannungsnetze bekannt, bei denen ein Steckkontaktstift (30) in ein Sockelstück (20) eingeschraubt ist, an welchem eine Hülse durch Reibschweißung angebracht ist. In die Hülse ist ein Kabelleiter (3) eingepreßt. Der bekannte Kabelstecker ist langbauend, relativ umständlich zu montieren und weist viele Einzelteile sowie Übergangswiderstände zwischen diesen auf. Es wird vorgeschlagen, im Sockelstück (20) eine Aufnahmebohrung (21) zur Aufnahme des Kabelleiters (3) auszubilden und den Steckkontaktstift (30) derart in das Sockelstück einzuschrauben, daß er mit einer balligen Stirnfläche (32) den Kabelleiter (3) in der Aufnahmebohrung (21) festklemmt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kabelstecker nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Insbesondere handelt es sich hierbei um einen Steckendverschluß in Winkelform für gesteckte Leiterverbindungen für einen Transformator- oder Schaltanlagenanschluß in Mittelspannungsnetzen, mittels dessen ein Mittelspannungskabel an ein Gerät mit einer Durchführung angeschlossen wird, wie dies beispielsweise in der DEZ Elektrizitätswirtschaft 1985, 2; 55-58 beschrieben ist.

[0003] Nachfolgend wird ein bekannter Kabelstecker anhand der beiliegenden Figur 10 näher erläutert.

[0004] Beim bekannten Kabelstecker ist ein Sockelstück 20 aus Kupfer mittels Reibschweißung an einem Schweißflansch 9 einer Verbindungseinrichtung 8 aus Aluminium befestigt. Die Verbindungseinrichtung 8 ist als Preßhülse ausgebildet, welche einen Kontakt zu einem Kabelleiter 3 eines Kabels 1 herstellt, das mit einer Isoliertülle 2 in ein Steckergehäuse 10 eingeschoben ist. Das Sockelstück 20 steckt in einer entsprechenden Ausnehmung einer Auskleidung 12 aus halbleitendem Material, das von Isoliermaterial 11 zur Bildung des Steckergehäuses 10 umgeben wird.

[0005] Das Sockelstück 20 weist eine Gewindebohrung auf, in welche ein Steckkontaktstift 30 mit seinem Gewindeende 31 eingeschraubt ist. Zum Festziehen der Schraubverbindung ist am Steckkontaktstift 30 ein Außensechskant vorgesehen. Am Oberende des Steckergehäuses 10 ist ein kapazitiver Meßpunkt 14 angebracht.

[0006] Der so ausgebildete Stecker kann (wie in Fig. 10 gezeigt) auf ein Geräteanschlußteil 4 derart aufgesteckt werden, daß ein konischer Isolierkörper 5 des Geräteanschlußteils 4 dicht in dem entsprechend konisch ausgebildeten Ende des Steckergehäuses 10 sitzt. Der Steckkontaktstift 30 steckt hierbei in einer Kontakthülse 7, die in einem Kupfer-Verbindungsbolzen 6 angebracht ist.

[0007] Zur Montage wird nach einem entsprechenden Abschälen bzw. Absetzen der Isolierungen des Kabels 1 die Verbindungseinrichtung 8 auf den Kabelleiter 3 aufgesteckt und mittels eines Preßwerkzeugs verpreßt. Dann wird das Kabel 1 (mit übergeschobener Tülle 2) samt dem Sockelstück 20 in das Steckergehäuse 10 hineingeführt, bis das Sockelstück 20 in der entsprechenden Ausnehmung im Steckergehäuse 10 sitzt. Daraufhin wird der Steckkontaktstift 30 mit seinem Gewindeende 31 in das Sockelstück 20 eingeschraubt.

[0008] Dieser bekannte Kabelstecker weist eine relativ hohe Baulänge ℓ auf. Darüber hinaus ist die Montage insbesondere hinsichtlich der Pressung der Verbindungseinrichtung 8 relativ aufwendig. Schließlich umfaßt der bekannte Kabelstecker auch eine Vielzahl von Teilen, die miteinander elektrisch zu verbinden sind, so daß sich mehrere Übergangswiderstände addieren.

[0009] Aus der DE-C-42 24 672 ist ein Kabelstecker der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem die Verbindung zwischen dem Sockelstück und dem Kabelleiter mittels einer Klemmschraube bewerkstelligt wird. Auch diese bekannte Einrichtung ist relativ großbauend und platzraubend. Darüber hinaus sind die dort vorgesehenen Teile sehr kompliziert geformt, so daß die Herstellung des bekannten Kabelsteckers aufwendig und teuer ist.

[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kabelstecker der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei geringem Bauaufwand gleichzeitig die Baugröße verringert werden kann.

[0011] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen in überraschend einfacher Weise gelost.

[0012] Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt hierbei darin, daß ein ohnehin notwendiges Teil (nämlich der Steckkontaktstift) so ausgebildet ist, daß es gleichzeitig als Klemmschraube dient. Gegenüber der in der vorgenannten DE-C-42 24 672 genannten Ausführung entfällt also eine gesonderte Klemmschraube. Darüber hinaus kann das Steckergehäuse sehr einfach aufgebaut werden, da der Steckkontaktstift ohnehin von außen zugänglich sein muß und darum mit einem Werkzeug einschraubbar ist.

[0013] Vorzugsweise weist hierzu der Steckkontaktstift an seinem dem Gewindeende entgegengesetzten Ende ein Werkzeugansatzstück auf. Dieses wiederum ist vorteilhafterweise über eine Sollbruchstelle mit dem Steckkontaktstift verbunden, wobei diese Sollbruchstelle so ausgebildet ist, daß das Werkzeugansatzstück bei einem definierten Drehmoment abreißt. Dadurch ist gewährleistet, daß bei der Montage kein Fehler gemacht werden kann und die Übergangswiderstände zwischen dem Kabelleiter und dem Steckkontaktstift bzw. die Kontaktkräfte ganz klar definiert sind.

[0014] Der Übergangswiderstand zwischen dem Kabelleiter und dem Steckkontaktstift ist insofern gegenüber den bisher bekannten Kabelsteckern minimiert, als eine optimale Verbindung zwischen dem Kabelleiter und dem als Klemmschraube wirkenden Ende des Steckkontaktstiftes hergestellt ist. Beim Einschrauben und Festklemmen des Kabelleiters wird dieser nämlich durch das vorzugsweise ballig ausgebildete Ende des Steckkontaktstiftes durch dessen Drehbewegung und gleichzeitige Anpreßbewegung verformt, so daß ein vollflächiger und formschlüssiger Kontakt zwischen dem Kabelleiter und dem Steckkontaktstift bzw. dessen Ende hergestellt wird. Besonders exakt kann man die Anpreßkraft zwischen dem Steckkontaktstift und dem Kabelleiter einstellen, wenn man den Gewindeabschnitt vor dem Einschrauben mit einem Gleitmittel einschmiert.

[0015] Das Sockelstück weist vorzugsweise eine zylindrische Außenkontur auf, so daß es sehr leicht herstellbar ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung verläuft die Symmetrieachse des Sockelstücks senkrecht zu der des Steckkontaktstiftes. Man kann in diesem Fall das Steckergehäuse so ausbilden, daß bei der Montage das Sockelstück zunächst auf den Kabelleiter aufgesteckt und diese Anordnung dann in das Gehäuse eingeschoben wird, bevor man den Steckkontaktstift einschraubt. Das Sockelstück kann aber auch mit seiner Symmetrieachse konzentrisch zu der des Steckkontaktstiftes ausgebildet werden, wobei es dann vorzugsweise in das Steckergehäuse eingegossen ist.

[0016] Die Aufnahmebohrung im Sockelstück ist vorzugsweise als Sackloch ausgebildet, so daß eine definierte Einschubtiefe des Kabelleiters gewährleistet ist und keine Spitzen aus dem Sockelstück hervorstehen, welche Feldkonzentrationen hervorrufen könnten.

[0017] Wenn das Sockelstück bei der Montage in das Steckergehäuse eingeschoben wird, so ist im allgemeinen gewährleistet, daß keine tiefen Kratzer im Halbleitermaterial im Innern des Steckergehäuses auftreten können, da das Sockelstück selbst mit angefasten Kanten bzw. Abrundungen zur Vermeidung von Feldkonzentrationen ausgebildet ist. Wenn das Sockelstück in das Steckergehäuse mit eingegossen ist, so weist die Aufnahmebohrung an ihrer Eintrittsöffnung eine relativ starke Anfasung zur Bildung eines Einführungsabschnittes für den Kabelleiter auf. In diesem Fall ist es auch möglich, eine gesonderte, aus sehr dünnem Aluminium ausgebildete Kappe vorzusehen, die auf den Kabelleiter aufgesetzt und dann in das Sockelstück mit eingeschoben wird. Dabei ist darauf zu achten, daß die Aufnahmebohrung tief genug ist und auch die Kappe flach genug bemessen ist, um dem Steckkontaktstift einen direkten Zugang zum Kabelleiter zu ermöglichen.

[0018] Wenn das Sockelstück in das Steckergehäuse einschiebbar ausgebildet ist, so wird vorteilhafterweise eine Justierfläche am Sockelstück und eine korrespondierende Fläche im Steckergehäuse ausgebildet, so daß beim Einschieben des Sockelstücks in das Steckergehäuse die Gewindebohrung zur Aufnahme des Steckkontaktstifts die korrekte Richtung aufweist.

[0019] Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist gegenüber dem Steckkontaktstift ein Schraub-Steckkontaktstift vorgesehen, der zum Anschluß weiterer Stecker (über Außenkonus-Zwischenstücke) bzw. einer Abschlußkappe in an sich bekannter Weise ausgebildet ist, so daß ein T-Stecker entsteht. Hierbei kann auch der Steckkontaktstift mit einem Gewinde versehen sein, so daß ein T-Stecker mit (bedingt lösbarem) Schraubkontakt geschaffen wird, wie er für höhere Stromstärken Verwendung findet.

[0020] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0021] Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1

eine erste Ausführungsform eines Winkel-Kabelsteckers im Teil-Längsschnitt,

Fig. 2

eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Steckkontaktstiftes, wie er im Stecker nach Fig. 1 Verwendung findet,

Fig. 3

einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 2,

Fig. 4

einen Längsschnitt durch ein Sockelstück, wie es in einem Kabelstecker gemäß Fig. 1 Verwendung findet,

Fig. 5

eine Ansicht entlang der Linie V-V aus Fig. 4,

Fig. 6

einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Sockelstücks in einer Darstellung gemäß Fig. 4,

Fig. 7

eine Ansicht entlang der Linie VII-VII aus Fig. 6,

Fig. 8

einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Kabelsteckers in einer Ansicht ähnlich der in Fig. 1,

Fig. 9

einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Kabelsteckers in einer Ansicht ähnlich der in Fig. 1, und

Fig. 10

einen Schnitt durch einen bekannten Kabelstecker.

[0022] Bei der nachfolgenden Erläuterung werden für gleiche oder gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.

[0023] Der Kabelstecker nach Fig. 1 unterscheidet sich von dem eingangs erläuterten bekannten Kabelstecker nach Fig. 10 im wesentlich dadurch, daß die Verbindungseinrichtung 8 mit ihrem Schweißflansch 9 keine Verwendung findet. Um dies zu erreichen, ist das Sockelstück 20 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist - wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt - eine Aufnahmebohrung 21 auf, die durch eine Endfläche 24 abgeschlossen ist, also ein Sackloch bildet. Quer zur Aufnahmebohrung 21 ist eine Gewindebohrung 23 im Sockelstück 20 vorgesehen, deren Mittelachse die Mittelachse der Aufnahmebohrung 21 unter einem rechten Winkel schneidet.

[0024] Das Sockelstück 20 sitzt in einer Auskleidung 12 aus halbleitendem Material, wobei sich diese Auskleidung 12 in der Einsteckrichtung des Kabels 1 verjüngt und eine Ausnehmung 15 bildet, die das Sockelstück 20 aufnimmt.

[0025] In die Gewindebohrung 23 kann ein Steckkontaktstift 30 mit seinem Gewindeende 31 eingeschraubt werden. Das Gewindeende 31 wird durch eine ballige Stirnfläche 32 abgeschlossen.

[0026] Dem Gewindeende 31 gegenüberliegend geht der Steckkontaktstift 30 über einen Konus 36 und eine Sollbruchstelle 35, die als umlaufende Einkerbung ausgebildet ist, in ein Werkzeugansatzstück über, das bei dieser Ausführungsform mit einem Innensechskant 34 ausgebildet ist, in welchen ein Sechskantschlüssel zum Eindrehen des Steckkontaktstiftes 30 in die Gewindebohrung 23 einsteckbar ist. Anstelle des Innensechskants 34, der in Fig. 3 deutlich gezeigt ist, kann das Werkzeugansatzstück 33 auch ähnlich einer Sechskantmutter ausgebildet sein.

[0027] Das Sockelstück 20 weist angefaste Außenkanten auf sowie eine Anfasung 22 am Eingang der Aufnahmebohrung 21, so daß ein trichterförmiger Einlaß zum Einstecken eines Kabelleiters 3 entsteht, wie dies in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist.

[0028] Bei einer anderen Ausführungsform des Sockelstücks 20 ist in der zylindrischen Außenfläche eine als Abflachung ausgebildete Justierfläche 25 vorgesehen, wie dies in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Dieser Justierfläche 25 entspricht eine Justiergegenfläche im Steckergehäuse, so daß bei Einschieben des Sockelstücks 20 in das Steckergehäuse 10 eine exakt definierte Position des Sockelstücks 20 erreicht wird.

[0029] Zum Montieren des Steckers nach den Fig. 1 - 7 geht man nun so vor, daß man zunächst die Isolierung am Ende des Kabels 1 abschält bzw. absetzt, bis ein hinreichend langes Stück des Kabelleiters 3 blankliegt. Nach dem Überschieben der Isoliertülle 2 wird dann ein Sockelstück 20 auf den Kabelleiter 3 aufgesetzt und zusammen mit diesem in den Kabelstecker 10 eingeführt. Wenn die in Fig. 1 gezeigte Position des Sockelstücks 20 relativ zum Kabelstecker 10 erreicht ist, wird ein Steckkontaktstift 30 mit seinem Gewindeende 31 in die Gewindebohrung 23 eingeschraubt. Hierbei drückt die ballige Stirnfläche 32 des Steckkontaktstiftes 30 den Kabelleiter 3 zusammen und verformt dessen Material, so daß ein flächiger, formschlüssiger Übergang zwischen dem Kabelleiter 3 und der Stirnfläche 32 des Steckkontaktstifts 30 entsteht. Der Schraubvorgang ist dann abgeschlossen, wenn das Werkzeugansatzstück 33 an der Sollbruchstelle 35 abreißt. Diese ist so bemessen, daß ein hinreichend großes Drehmoment entstehen kann, um eine einwandfreie elektrische Verbindung zu schaffen.

[0030] Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß zur Schaffung eines T-Steckers, vom Sockelstück 20 einstückig hervorspringend, ein Schraub-Steckkontaktstift 40 koaxial zum Steckkontaktstift 30 vorgesehen ist. Die Verwendung eines solchen Steckers ist aus den eingangs erwähnten Dokumenten an sich bekannt.

[0031] Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform ist der bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 8 glatte Steckkontaktstift 30 mit einem Gewinde versehen, so daß ein bedingt lösbarer T-Stecker entsteht. Zum Herstellen einer Verbindung wird das Sockelstück 20 mit dem Schraub-Steckkontaktstift 40 unter Zwischenlage einer Ausgleichsscheibe 26 in ein Geräteanschlußteil 4 bzw. in dessen Gewindeloch im Verbindungsbolzen 6 eingeschraubt, bis es festsitzt. Dann wird das Steckergehäuse 10 aufgesetzt, so daß das Sockelstück 20 in der in Fig. 9 gezeigten Position steht. In diesem Fall ist also das Sockelstück 20 ebenfalls zylindrisch ausgebildet, wobei jedoch die Zylinderachse fluchtend mit den Achsen des Steckers 30 und des Schraub-Steckkontaktstifts 40 verläuft.

[0032] Nach dem Aufsetzen des Steckergehäuses 10 wird das Kabel 1 mit seinem freigelegten Kabelleiter 3 in das Steckergehäuse 10 eingeschoben, bis der Kabelleiter 3 in der Aufnahmebohrung des Sockelstücks 20 sitzt. Dann wird der Steckkontaktstift 30 mittels eines Werkzeugs, das an einem Außensechskant 37 am Steckkontaktstift 30 angesetzt wird, eingeschraubt, bis der Kabelleiter 3 festgeklemmt ist. Selbstverständlich ist es möglich, auch hier ein Werkzeugansatzstück 33 gemäß Fig. 2 am Steckkontaktstift 30 vorzusehen.

[0033] In den Ausführungsformen gemäß Fig. 8 und 9 erkennt man ferner eine Abschlußklappe 13, die auf das eine stirnseitige Ende des Kabelsteckers 10 sowie das Bauteil 14 aufgesetzt ist.

[0034] Wenn man nun die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum bekannten Kabelstecker nach Fig. 10 betrachtet, so fällt zunächst schon die geringere Baulänge ℓ auf, die durch das Fortlassen der beim bekannten Kabelstecker vorgesehenen Verbindungseinrichtung 8 erzielbar ist. Weiterhin wird ersichtlich, daß der Montagevorgang erheblich vereinfacht wird und auch weniger bzw. einfacheres Werkzeug benötigt, da keine Preßverbindung geschaffen werden muß.

[0035] Es sind auch die Anzahl der Teile und dadurch insbesondere die Anzahl der Kontaktübergänge vom Kabelleiter 3 zum Steckkontaktstift 30 deutlich verringert, so daß insgesamt ein geringerer Übergangswiderstand erzielbar ist. Schließlich sind auch - im Gegensatz zur Preßhülsentechnik gemäß Figur 10 - Kabel mit Kabelleitern verschiedener Querschnitte (in gewissen Bereichen) zusammen mit einem Sockelstück 20 mit einem (einzigen) bestimmten Querschnitt der Aufnahmebohrung 21 verwendbar.

Bezugszeichenliste

[0036] 

1

Kabel

2

Isoliertülle

3

Kabelleiter

4

Geräteanschlußteil

5

Isolierkörper

6

Verbindungsbolzen

7

Kontakthülse

8

Verbindungseinrichtung

9

Schweißflansch

10

Steckergehäuse

11

Isoliermaterial

12

Halbleitermaterial

13

Abschlußkappe

14

kapazitiver Meßpunkt

15

Ausnehmung

20

Sockelstück

21

Aufnahmebohrung

22

Anfasung

23

Gewindebohrung

24

Endfläche

25

Justierfläche

26

Ausgleichsscheibe

30

Steckkontaktstift

31

Gewindeende

32

Stirnfläche

33

Werkzeugansatzstück

34

Innensechskant

35

Sollbruchstelle

36

Konus

37

Außensechskant

40

Schraub-Steckkontaktstift

Ansprüche

1. Kabelstecker, insbesondere Steckendverschluß zum Verbinden eines Kabels (1) mit einem (Außenkonus-)Geräteanschlußteil (4) einer gekapselten Schaltanlage, eines Transformators oder einer ähnlichen Anlage in einem Mittelspannungsnetz, mit einer Verbindungseinrichtung (8) zum elektrischen Verbinden eines Kabelleiters (3) mit einem in einem Steckergehäuse (10) gehaltenen Sockelstück (20), das eine Gewindebohrung (23) aufweist, in welcher bei fertig montiertem Stecker ein Steckkontaktstift (30) mit einem Gewindeende (31) eingeschraubt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sockelstück (20) eine Aufnahmebohrung (21) zur Aufnahme des Kabelleiters (3) aufweist, zu der die Gewindebohrung (23) quer verläuft und in der die Gewindebohrung (23) mündet, in welche das Gewindeende (31) des Steckkontaktstiftes (30) derart einschraubbar ist, daß der Kabelleiter (3) in der Aufnahmebohrung (21) durch eine endseitige Stirnfläche (32) des Gewindeendes (31) geklemmt und elektrisch kontaktiert wird, wobei die Aufnahmebohrung (21) zusammen mit dem Gewindeende (31) die Verbindungseinrichtung bildet.

2. Kabelstecker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steckkontaktstift (30) an seinem dem Gewindeende (31) entgegengesetzten Ende ein Werkzeugansatzstück (33) aufweist.

3. Kabelstecker nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeugansatzstück (33) über eine Sollbruchstelle (35), die bei einem definierten Drehmoment bricht, mit dem Steckkontaktstift (30) verbunden ist.

4. Kabelstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sockelstück (20) eine im wesentlichen zylindrische Außenkontur aufweist.

5. Kabelstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahmebohrung (21) als Sackloch ausgebildet ist.

6. Kabelstecker nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Symmetrieachse des Sockelstücks (20) senkrecht zu der Symmetrieachse des Steckkontaktstiftes (30) verläuft.

7. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß gegenüber der Gewindebohrung (23) und mit dieser fluchtend ein Schraub-Steckkontaktstift (40) vorgesehen ist.

8. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sockelstück (20) nach dem Aufstecken auf den Kabelleiter (3) zusammen mit diesem in das Steckergehäuse (10) einschiebbar ausgebildet ist.

9. Kabelstecker nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sockelstück (20) an seiner Außenfläche eine Justierfläche (25) aufweist, die mit einer Justiergegenfläche im Steckergehäuse (10) beim Einschieben in Eingriff gelangt.

Zeichnung