DE102008030737B3

DE102008030737B3 - Zweipoliger Steckverbinder mit Gleitdichtelement

Info

Publication number: DE102008030737B3
Application number: DE200810030737
Authority: DE
Inventors: Michael Grimm
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-06-28
Also published as: EP2139077A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder umfassend ein Gehäuse, einstückig gebildet aus einem Kontaktkörper, einem sich daran anschließenden Gehäusemittelkörper und einem Anschlusskörper, sowie einem dazu beweglichen Dichtkörper zur Abdichtung des Steckverbinders im Bereich des Anschlusskörpers, wobei der Dichtkörper als gesondertes Gleitdichtelement ausgebildet ist, welches entlang einer oder mehrerer anschließbarer Leitungen hin und her bewegbar so angeordnet ist, dass das Gleitdichtelement von einer Montageposition in eine Dichtposition verschoben werden kann.

Description

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

Claims

Steckverbinder (2, 3) umfassend ein Gehäuse (4), in welchem Kontakte (19) angeordnet sind, wobei das Gehäuse (4) einstückig gebildet ist aus einem Kontaktkörper (5), einem sich daran anschließenden Gehäusemittelkörper (4a) und einem Anschlusskörper (12), wobei sich im Anschlusskörper (12) zwei von außen zugängig angeordnete Schraubanschlüsse (13a, 13b) befinden, die in einen Aufnahmeraum (23) des Anschlusskörpers (12) hinein ragen, sowie einem dazu beweglichen Dichtkörper zur Abdichtung des Steckverbinders (2, 3) im Bereich des Anschlusskörpers (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper als gesondertes Gleitdichtelement (14) ausgebildet ist, welches entlang einer oder mehrerer anschließbarer Leitungen (24) hin und her bewegbar so angeordnet ist, dass das Gleitdichtelement (14) von einer Montageposition in eine Dichtposition verschoben werden kann, bei der die Schraubanschlüsse (13a, 13b) abgedichtet werden.
Steckverbinder (2, 3) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitdichtelement (14) über einen Dichtraum (25) zur Aufnahme des Anschlusskörpers (12) verfügt.
Steckverbinder (2, 3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitdichtelement (14) in seiner Dichtposition den Anschlusskörper (12) vollständig umgibt und in seiner Montageposition den Anschlusskörper (12) zumindest teilweise frei gibt.
Steckverbinder (2, 3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitdichtelement (14) über mindestens einen Kabeldurchgang (18a, 18b) für eine anzuschließende Leitung (24) verfügt und der mindestens eine Kabeldurchgang (18a, 18b) so ausgebildet ist, dass dieser die Leitung (24) radial abdichtet, während das Gleitdichtelement (14) von seiner Montageposition in seine Dichtposition verschoben wird.
Steckverbinder (2, 3) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine angeschlossene Leitung (24) sowohl in der Montageposition als auch in der Dichtposition von dem Gleitdichtelement (14) an den Kabeldurchgängen (18a, 18b) und gegenüber diesen abgedichtet werden.
Steckverbinder (2, 3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (5) einen Stiftkörper (6) bildet, welcher so ausgebildet ist, dass die Stiftkontakte (20) mit dem VDE-Berührfinger nicht berührbar sind.
Steckverbinder (2, 3) gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (5) einen Buchsenkörper (7) darstellt, welcher so ausgebildet ist, dass die darin befindlichen Buchsenkontakte (19) mit dem VDE-Prüffinger nicht berührbar sind.
Steckverbinder (2, 3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäusemittelkörper (4a) und dem Anschlusskörper (12) eine umlaufende Rastnut (22) für das Gleitdichtelement (14) im Gehäuse (4) ausgebildet ist.
Steckverbinder (2, 3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitdichtelement (14) an seiner Öffnung zum Dichtraum (25) über eine Innen umlaufende Dichtkontur (15) mit einer Fixierungsrippe (16) verfügt, welche geeignet ist zum Eingreifen in die Rastnut (22).
Steckverbinder (2, 3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Anschlusskörpers (12) Schraubanschlüsse (13a, 13b) für die anzuschließenden Leitungen (24) ausgebildet sind.
Steckverbinder (2, 3) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckel (9) einstückig mittels eines Filmscharniers (11a, 11b) und mittels eines Verbindungselementes (10) am Gehäusemittelkörper (4a) und damit am Gehäuse (4) unverlierbar angeformt ist.