DE20004565U1

DE20004565U1 - Kabelstecker für die elektrische Kabelverbindung im Untertagebergbau

Info

Publication number: DE20004565U1
Application number: DE20004565U
Authority: DE
Original assignee: DBT Automation GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 2000-03-11
Filing date: 2000-03-11
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2010-03-12

Description

DATUM DATE

Anm. : DBT Automation GmbH, Industriestraße 1,

D-44534 Lünen
Titel: Kabelstecker für die elektrische Kabelverbindung im Untertagebergbau

Die Erfindung betrifft einen Kabelstecker für die elektrische Kabelverbindung im Untertagebergbau, insbesondere für den elektrischen Kabelanschluß an elektrohydraulischen Ausbausteuerungen, entsprechend der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Kabelstecker der vorgenannten Art mit einem Gehäuse, in welchem ein oder mehrere elektrische Steckerelemente vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind und welches eine Kabeleinführungsöffnung für ein einadriges oder mehradriges elektrisches Kabel aufweist, dessen Leitungsadern im Kunststoffgehäuse mit den elektrischen Steckerelementen verbunden sind und das in der Kabeleinführungsöffnung unter Abdichtung festgelegt ist, sind aus dem Stand der Technik, z.B. der DE 296 14 501 Ul bekannt. Bei den gattungsgemäßen Steckern weist das Gehäuse eine im rechten Winkel zu der Längsrichtung der Steckerelemente ausgerichtete Kabeleinführungsöffnung auf, in deren Innengewinde eine Gewindehülse einschraubbar ist, die von dem elektrischen Kabel durchgriffen wird. Nachdem die freigelegten Leitungsadern des Kabels im Gehäuse mit den Anschlußösen der Steckerelemente elektrisch verbunden wurden, wird ein aus Gummi oder elastischem Kunststoffmaterial bestehender Dichtring, der das Kabelende umschließt, durch Einschrauben der Gewindehülse soweit elastisch verformt, daß er das Kabel an demjenigen Ende, wo die Leitungsadern freigelegt sind, fest umspannt. Durch das Einschrauben der Gewindehülse wird also das Steckerteil am Kabelende unter Abdichtung gegenüber dem Kunststoffgehäuse festgelegt. Die gattungsgemäßen Stecker werden in Steckverbindungen eingesetzt, bei

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denen zwischen dem Stecker und einer Anschlußbuchse eine umlaufende Dichtung eingelegt wird, die von einem umlaufenden Kragen des Gehäuses des Anschlußstücks umschlossen wird. Durch Einschrauben und Festziehen einer zentralen Feststellschraube wird die Dichtung durch die Schraubenkraft zwischen der Dichtsitzfläche des Anschlußstücks und der Anlagefläche des Steckerteils mit starker Quetschung verformt, so daß eine zuverlässige Abdichtung an der Dichtsitzfläche erzielt wird.

Entsprechende elektrische Steckverbindungen werden u.a. an elektrohydraulischen Ausbausteuerungen für den Untertagebergbau eingesetzt, wie sie z.B. aus der DE 37 08 902 C2 bekannt sind. Beim Langzeiteinsatz in feuchter Umgebung und in spritzwassergefährdeten Bereichen, wie sie insbesondere in untertägigen Gewinnungsbetrieben vorliegen, haben sich die entsprechenden Steckverbindungen jedoch nicht immer als ausreichend wasserdicht herausgestellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die elektrischen Steckverbindungen durch einfache Maßnahmen für den Langzeiteinsatz in feuchter Umgebung, wie dem Spritzwasserbereich in Bergbau-Untertagebetrieben, auszubilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Kabelstecker das Kabel in der Kabeleintrittsöffnung mittels eines am Kabelmantel und am Gehäuse angeformten Formteils festgelegt ist. Durch die Anformung eines geeigneten Formteils kann ein äußerst hoher Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit ins Innere des Steckergehäuses vermieden werden. Die Vorzüge des Formteils bestehen nicht nur darin, daß es gewissermaßen als Dichtungsmasse für die Abdichtung des Kabels im Gehäuse bzw. der Gehäuseeintrittsöffnung sorgt, sondern auch darin, daß konstruktionsbedingt Undichtigkeiten durch Montagemängel, wie sie z.B. bei den Schraubverbindungen mit Gewindehülsen auftreten können, ausgeschlossen werden. Eine Qualitätskontrolle der erfindungsgemäßen Stecker kann daher bereits bei der Fertigung der Kabelstecker, d.h. bereits unmittelbar nach der Anformung der Formteile aus dauerelastischem Material, vorgenommen werden, wobei

gesichert ist, daß die festgestellten und ggf. geprüften Dichtigkeitseigenschaften des Kabelsteckers auch Untertage im Betrieb vorliegen werden.

Vorzugsweise erstreckt sich das einstückig angeformte Formteil sowohl im Innern des Kunststoffgehäuses zwischen Innenwand der Kabeleinführungsöffnung und Kabelmantel als auch mit seinem Ende außerhalb des Kunststoffgehäuses. Durch eine entsprechende Anordnung bzw. Anformung des Formteils werden alle kabelseitigen Verbindungsfugen zwischen Gehäuseinnenraum und Außenseite abgedichtet. Vorzugsweise weist dabei das Formteil einen vor der Kabeleinführungsöffnung angeordneten Abschnitt auf, der im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Gehäuseaußenwandung an der Kabeleinführungsöffnung hat. Diese Maßnahme hat nicht nur den Vorteil, daß das Formteil eine Stufe hat, die unmittelbar an der Stirnfläche der Kabeleinführungsöffnung anliegt, sondern ermöglicht auch eine Herstellung des Anformteils mit einfachsten Maßnahmen, da sich z.B. eine Gußform für das Formteil unmittelbar von der Gehäuseaußenwandung aus erstrecken kann.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein den Kabelmantel umschließender Dichtungsring in das Formteil eingeschlossen. Dieser Dichtungsring, der bei einer besonders kostengünstigen Ausführungsform z.B. von einem O-Ring gebildet werden kann, bildet eine zusätzliche Barriere für einen Feuchtigkeitseintritt ins Gehäuseinnere. Die von dem Dichtungsring bewirkte, innerhalb des Formteils angeordnete Barriere kann insbesondere dann zum Tragen kommen, wenn sich das Formteil aufgrund starker Vibrationen der angeschlossenen Geräte oder aufgrund zu starker Krümmungsradien des Kabels teilweise von dem Kabelmantel gelöst hat. Besonders bevorzugt wird hierbei, wenn der Dichtungsring in einem sich außerhalb des Gehäuses erstreckenden Bereich des Formteils eingeschlossen ist, so daß der das Kabel umschließende Dichtungsring allseitig von dem Formteil umschlossen wird. Weiter vorzugsweise ist vorgesehen, daß im Inneren des Kunststoffgehäuses zwischen Innenwand der Kabeleinführungsöffnung und Kabelmantel eine diesen umschließende Dichtungsmanschette angeordnet ist. Diese Dichtungsmanschette ist Vorzugs-

weise zwischen Formteil und Steckerelementen angeordnet, so daß sie einerseits eine zusätzliche Feuchtigkeitsbarriere bietet, andererseits verhindert, daß die beim Anformen des Formteils verwendete Masse in diejenigen Abschnitte des Steckergehäuses eindringen kann, in denen sich die freigelegten elektrischen Kabeladern befinden. Das Formteil kann vorzugsweise aus einer dauerelastischen Guß- oder Spritzgußmasse aus geeignetem Kunststoff bestehen. Ferner kennzeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform dadurch, daß die Kabeleinführungsöffnung, wie an sich bekannt, im rechten Winkel zu der Längsrichtung der Steckerelemente ausgerichtet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in überdimensionaler Vergrößerung eine nichtmontierte Steckverbindung für Geräte im Untertagebergbau, die von einem im Schnitt gezeigten Kabelstecker und einer Anschlußbuchse gebildet wird; und

Fig. 2 die Steckverbindung aus Fig. 1 vormontiert und unmittelbar vor der Quetschverbindung eines Dichtungsstreifens zwischen Anschlußbuchse und Kabelstecker, teilweise im Schnitt.

In der Zeichnung ist eine insgesamt mit 50 bezeichnete Steckverbindung für den Anschluß von nicht gezeigten Geräten im Untertagebergbau gezeigt, die aus einem elektrischen Kabelstecker 1 und einer elektrischen Anschlußbuchse 2 besteht. Der Kabelstecker 1 ist an das Ende eines mehradrigen Kabels 7 angeschlossen, das innerhalb seines Kabelmantels 7' mehrere Adern 20 aufweist, von denen hier nur zwei dargestellt sind. Der Kabelsteckerteil 1 weist ein Kunststoffgehäuse 3 auf, welches mehrere, hier vier aus Metall bestehende elektrische Steckerelemente 4 aufnimmt, die sich innerhalb eines aus Kunststoff bestehenden Einsatzstükkes 5 befinden, das von unten in eine Öffnung des Kunststoffge-

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häuses 3 eingesteckt und in diesem z.B. mit Klemmung oder auf andere Weise arretiert ist. Das Einsatzstück 5 ist im wesentlichen quadratisch, wobei die Steckerelemente 4 ebenfalls quadratisch zueinander angeordnet sind. Die einzelnen Steckerelemente sind etwa gabelförmig ausgebildet und weisen Anschlußösen 4' auf, an denen die metallenen, elektrischen Leitungsadern 21 der Adern 20 des Kabels 7 durch Umwickeln und Verlöten angeschlossen sind.

Das Gehäuse 3 weist eine Kabeleinführungsöffnung 6 mit einer Innenwand 6' und einer Außenwandung 6'' auf. Die Innenwandung 6' ist mit einem Innengewinde oder mit Rillen od.dgl. versehen. Die Kabeleinführungsöffnung 6 ist im rechten Winkel zu der Längsrichtung der in dem Gehäuse 3 montierten Steckerelementen 4 ausgerichtet, wobei eine Durchtrittsöffnung 18 den Übergang zwischen dem Innern der Kabeleinführungsöffnung 6 und dem das Einsatzstück 5 aufnehmenden Bereich des Gehäuses 3 bildet. Das Mantelende 17 des Kabelmantels 7' endet im montierten Zustand unmittelbar vor der Durchtrittsöffnung 18 oder reicht in diese hinein. Auf dem Kabelmantel 7¹, in geringem Abstand von dem Mantelende 17 oder bis an dieses heranreichend, ist eine aus Gummi oder elastischem Kunststoffmaterial bestehende Dichtungsmanschette 8 angeordnet, die den Kabelmantel 7¹ eng und abdichtend umschließt. Die Dichtungsmanschette 8 kann beim Einschieben des Kabels 7 in die Kabeleintrittsöffnung 6 leicht deformiert werden, so daß sie eine Abdichtung zwischen der Innenwandung 6' der Kabeleintrittsöffnung 6 und dem Kabelmantel 7' des Kabels 7 bewirkt.

Die axiale und abdichtende Festlegung des Kabels 7 am Gehäuse 3 bzw. innerhalb der Kabeleintrittsöffnung 6 besteht jedoch aus dem Formteil 30, das aus einer Guß- oder Spritzgußmasse aus geeignetem, dauerelastischen Kunststoff wie einem Kautschuk, einem Polyisopren, einem Elastomer etc. besteht. Das Formteil 30 wird also erst an das Gehäuse 3 angeformt, nachdem der Stecker 1 mit angeschlossenen Leitungsadern 21, Einsatzstück 5 und Dichtungsmanschette 8 vormontiert wurde. Das angeformte Formteil 30 wird derart an das Gehäuse 3 angegossen, daß es sich sowohl im Innern

der Kabeleintrittsöffnung 6, d.h. zwischen der Innenwand 6' des Gehäuses 3 und dem Kabelmantel 7' als auch außerhalb des Gehäuses 3 erstreckt, wie in Fig. 1 gut zu erkennen ist. Hierzu werden z.B. nicht dargestellte Gußformschalen an der Außenwandung 6¹· des Gehäuses 3 befestigt und die Kunststoffgußmasse wird in den zwischen Kabelmantel 7', Gehäuseinnerem und Gußform entstehenden Zwischenraum eingegossen. Je nach Wahl der Gußmasse 30 härtet diese dann in Grenzen aus, bis sie die in den Fig. 1 und 2 gezeigte, durch die Formschalen vorgegebene Form annimmt. Dabei legt sich das Formteil 30 dichtend an die Innenwandung 6' und an den Kabelmantel 7' an. Die an der Innenwandung 6' vorgesehenen Rillen 25, Gewindegänge od.dgl. erhöhen den festen Verbund zwischen dem Formteil 30 und dem Gehäuse 3. In das Formteil 30 ist ein O-Ring 31 eingeschlossen, der sich außerhalb des Gehäuses 3 befindet und unmittelbar auf dem Kabelmantel 7' sitzt. Feuchtigkeit, die am Kabelmantel 7" entlang kriecht oder Undichtigkeitsstellen zwischen dem Formteilende 32 des Formteils 30 und dem Kabelmantel 7' findet, kann daher die von dem O-Ring 31 gebildete Feuchtigeitsbarriere nicht überwinden. Durch das Zusammenwirken des O-Rings 31 und des Formteils 30 ist daher der Kabelstecker 1 optimal gegen Feuchtigkeitseintritt vom Kabel 7 her geschützt. Zusätzliche Sicherheit gegen Feuchtigkeitseintritt bietet noch die Dichtungsmanschette 8, die zugleich eine Barriere für die eingegossene Gußmasse bildet, so daß das Volumen des von der dauerelastischen Masse auszufüllenden Zwischenraums vordefiniert ist. Zum Herstellen des Anformteils 30 ist es günstig, wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, der Durchmesser D der Außenwandung 6'' des Gehäuses 3 an der Kabeleintrittsöffnung 6 und der Durchmesser E des Formteils 30 im Abschnitt 33 unmittelbar an der Gehäuseeintrittsöffnung 6 im wesentlichen gleich groß sind. Hierdurch entsteht auch, wie in der Schnittansicht in Fig. 1 zu erkennen ist, ein dichtender Sitz zwischen der Stirnwand des Gehäuses 3 an der Kabeleintrittsöffnung 6 und dem Formteil 30.

Der Kabelstecker 1 wird vorzugsweise mit einer eine Durchstecköffnung durchgreifenden axialen Feststellschraube 10 an die Anschlußbuchse 2 angeschlossen, so daß Stecker 1 und Anschlußbuch-

se 2 lösbar, aber gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert, miteinander verbunden sind. Die Anschlußbuchse 2 weist ein Kunststoffgehäuse 11 auf, welches zu den Steckerelementen 4 korrespondierende, metallene Steckerstifte 12 aufnimmt und, angepaßt an das Steckerteil 5, eine quadratische Umrißform mit abgeschrägten Ecken aufweist. Für den Eingriff der Feststellschraube 10 ist mittig zwischen den Steckerstiften 12 eine zu diesen parallele Gewindehülse 13 fest angeordnet, die mit einem Innengewinde versehen ist. An der Ansteckseite des Kabelsteckers 1 weist das Kunststoffgehäuse 11 der Anschlußbuchse 2 eine Dichtsitzfläche 14 auf, die von einer im Umriß etwa quadratischen Ausnehmung mit abgeschrägten Ecken gebildet wird. Die Dichtsitzfläche 14 wird umlaufend von einem Kragen 15 begrenzt, der ebenfalls einen entsprechend quadratischen Umriß mit abgeschrägten Ecken aufweist. Beim Herstellen der Steckverbindung zwischen Stecker 1 und Anschlußbuchse 2 wird das Einsatzstück 5 in die entsprechend angepaßte Innenöffnung der Anschlußbuchse 2 eingesteckt, so daß der elektrische Kontakt zwischen den Steckerelementen 4 und den Steckerstiften 12 entsteht. Eine umlaufende, an die Umrißform des Einsatzstücks 5 angepaßte Dichtung 16 wird dabei in den vom Kragen 15 umschlossenen Dichtsitzbereich des Anschlußstücks 2 eingeschoben und beim Anziehen der Anschlußbuchse 2 an den Stecker 1 mittels der Feststellschraube 10 derart gequetscht, daß eine zuverlässige Dichtung zwischen Kabelsteckerteil 1 und Anschlußbuchse 2 entsteht. Die Dichtung 16 hat daher vorzugsweise eine Dicke d, die gleich oder größer als die Höhe des Kragens ist.

Die Verwendung einer Steckverbindung 50 mit Dichtung zwischen Stecker 1 und Anschlußbuchse 2 stellt ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Kabelstecker 1 mit Anformteil 30 dar, da diese Ausführungsform höchsten Anforderungen an die Dichtigkeit genügt. Der erfindungsgemäße Kabelstecker ist aber auch in anderen Steckverbindungen vorteilhaft einsetzbar.

Claims

1. Kabelstecker für die elektrische Kabelverbindung im Untertagebergbau, insbesondere für den elektrischen Kabelanschluß an elektrohydraulischen Ausbausteuerungen, mit einem Gehäuse (3), in dem ein oder mehrere elektrische Steckerelemente (4) vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind und das eine Kabeleinführungsöffnung (6) für ein ein- oder mehradriges elektrisches Kabel (7) aufweist, dessen Leitungsadern (20, 21) im Kunststoffgehäuse (3) mit den elektrischen Steckerelementen (4) verbunden sind und das in der Kabeleinführungsöffnung (6) unter Abdichtung festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (7) in der Kabeleinführungsöffnung (6) mittels eines am Kabelmantel (7') und am Gehäuse (3) angeformten Formteils (30) festgelegt ist.

2. Kabelstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das einstückig angeformte Formteil (30) im Innern des Kunststoffgehäuses (3) zwischen Innenwand (6') der Kabeleinführungsöffnung (6) und Kabelmantel (7') und mit seinem Ende (32) außerhalb des Kunststoffgehäuses (3) erstreckt.

3. Kabelstecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (30) einen Abschnitt (33) aufweist, der im wesentlichen den gleichen Durchmesser (E) wie der Durchmesser (D) der Gehäuseaußenwandung (6") an der Kabeleinführungsöffnung (6) aufweist.

4. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Formteil (30) ein den Kabelmantel (7') umschließender Dichtungsring (31) eingeschlossen ist.

5. Kabelstecker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsgring (31) ein O-Ring ist.

6. Kabelstecker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (31) in einem sich außerhalb des Gehäuses (3) erstreckenden Abschnitt (33) des Formteils (30) eingeschlossen ist.

7. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Kunststoffgehäuses (3) zwischen Innenwand (6') der Kabeleinführungsöffnung (6) und Kabelmantel (7') eine diesen umschließende Dichtungsmanschette (8) angeordnet ist.

8. Kabelstecker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmanschette (7) zwischen Formteil (30) und Steckerelementen (4) angeordnet ist.

9. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (30) aus einer dauerelastischen Guß- oder Sprizgußmasse aus Kunststoff besteht.

10. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabeleinführungsöffnung (6) im rechten Winkel zur Längsrichtung der Steckerelemente (4) ausgerichtet ist.

11. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (6') der Kabeleinführungsöffnung (6) Rillen (25), Kerben od. dgl. aufweist.