DE3538193A1 - Steckverbindungssystem fuer komponenten von mittelspannungs- und hochspannungsenergieversorgungsnetzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steckverbindungssystem für die Herstellung einer kabellosen Verbindung zwischen Komponenten, insbesondere Geräten, von Mittelspannungs- oder Hochspannungs­ energieversorgungsnetzen, wobei die eine der beiden miteinan­ der zu verbindenden Komponenten ein Steckverbindungsteil in einer bei Kabelstecker üblichen Bauarten aufweist.

Das Herstellen einer Verbindung zwischen zwei Komponenten eines Mittelspannungs- oder Hochspannungsenergieversorgungs­ netzes, also beispielsweise zwischen zwei Schaltgeräte oder zwischen einem Schaltgerät und einer Muffe, kann bisher in der Regel nur mit Hilfe eines Kabels erfolgen. Die beiden Kabelenden werden dabei mit den erforderlichen Garnituren versehen, bei denen es sich vielfach um den einen Teil eines Steckverbindungssystems handeln kann, da bereits eine große Anzahl von Komponenten von Mittelspannungs- oder Hochspan­ nungsenergieversorgungsnetzen für einen Steckanschluß ausgerü­ stet sind; Eine bekannte Verbindungsvorrichtung (DE-PS 32 47 482) erlaubt zwar die Herstellung einer kabellosen Verbindung zwischen zwei der in Rede stehenden Komponenten, jedoch nur dann, wenn beide eine Steckbuchse des bekannten Innenko­ nussystems für Kabelstecker aufweisen. Diese Voraussetzung ist häufig nicht erfüllt. Außerdem ist in diese bekannte Verbindungsvorrichtung ein Stromwandler integriert, welcher bei vielen Verbindungen nicht benötigt wird und dann den Einsatz der Verbindungsvorrichtung aus Kostengründen aus­ schließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steckverbin­ dungssystem für die Herstellung einer kabellosen Steckverbin­ dung zwischen Komponenten eines Mittelspannungs- oder Hoch­ spannungsenergieversorgungsnetzes zu schaffen, das mit mög­ lichst geringem Aufwand den Anschluß an Steckverbindungsteile unterschiedlicher Art und unterschiedlicher Systeme erlaubt; Diese Aufgabe löst ein Steckverbindungssystem mit den Merkma­ len des Anspruches 1.

Dadurch, daß für die eine der beiden miteinander zu verbin­ denden Komponenten ein formstabiler, stabförmiger Isolator vorgesehen ist, der mittels eines Adapters zu einem Steck­ verbindungsteil ergänzt werden kann, kommt man mit einer geringen Zahl von unterschiedlichen Adaptern aus, um diesen Steckverbindungsteil an denjenigen anzupassen, welchen die andere Komponente aufweist. Handelt es sich also beispiels­ weise bei dem letztgenannten Steckverbindungsteil um eine übliche Steckbuchse nach dem Innenkonussystem, braucht der Adapter nur einen korrespondierenden Außenkonus aufzuweisen. Sofern außerdem eine Anpassung an die Form der Kontaktbuchsen notwendig ist, kann dies durch die geeignete Wahl eines Stecker-Kontaktkörpers erreicht werden, welcher mit dem im Isolator liegenden, elektrisch gut leitenden Körper verbind­ bar ist. Entsprechend braucht der Adapter für die Verbindung mit einem Stecker nach dem Außenkonussystem ebenfalls nur einen an dessen Innenkonus angepaßten Außenkonus aufzuweisen und der dazugehörige Kontaktkörper als Kontaktbuchse aus­ gebildet zu sein.

Der stabförmige Isolator, der vorzugsweise aus Gießharz besteht und an die eine Komponente angeformt sein kann, also nicht als ein mit dieser Komponente zu verbindendes Bauteil ausgebildet zu sein braucht, hat bei einer bevor­ zugten Ausführungsform die Form eines Kegelstumpfes, da diese Form eine elektrisch dichte, Lufteinschlüsse vermeidende Anlage des Adapters am Isolator begünstigt. Zu dem genannten Zweck sowie für eine einfache Festlegung der Eindringtiefe des Isolators in den Adapter ist eine Ausbildung dieser beiden Teile gemäß Anspruch 3 zweckmäßig.

Um in einfacher Weise den Isolator mit unterschiedlichen Kontaktkörpern kombinieren zu können, ist eine Ausbildung des in der Längsachse des Isolators liegenden, elektrisch gut leitenden Körpers gemäß Anspruch 4 vorteilhaft.

Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält der Isolierkörper des Adapters einen Feldsteuerkörper, so daß der Isolator zur Bildung eines Steckverbindungsteils außer dem Adapter allenfalls noch einen Kontaktkörper in Form eines Steckers oder einer Steckbuchse benötigt.

Zur Erzielung eines elektrisch dichten Verschlusses der Steckbindung besteht der Isolierkörper des Adapters vorzugs­ weise aus einem Silikongummi, wie er auch für die bekannten Kabelsteckersysteme Verwendung findet.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen teilweise in Ansicht und teilweise im Längs­ schnitt dargestellten Adapter eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels,

Fig. 2 einen Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 einen Längsschnitt des Adapters gemäß Fig. 1 in Verbindung mit einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 einen Längsschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 6 einen Längsschnitt eines fünften Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 einen Längsschnitt eines sechsten Ausführungsbeispiels.

Ein als Ganzes mit 1 bezeichneter Isolierkörper eines Adapters zur Herstellung von Steckbindungen zwischen zwei Geräten oder dgl; eines Mittelspannungsenergieversorgungsnetzes besteht aus Silikongummi und hat, wie Fig. 1 zeigt, eine rotationssymmetrische Form. Die Außenmantelfläche bildet auf einem sich bis zu einer Stirnfläche 2 erstreckenden Teil der Länge des Isolierkörpers 1 einen Außenkonus 3, der sich zur Stirnfläche 2 hin verjüngt. An das im Durchmesser größere Ende dieses Außenkonus 3 schließt sich eine Ringnut 4 an, deren Flanken ausgerundet sind und deren Grund im gleichen Sinne wie der Außenkonus 3 konisch ist; Der sich von dieser Ringnut 4 zur anderen Stirnfläche 5 erstreckende Endabschnitt 6 hat eine zylindrische Außenmantelfläche. Ein zentraler, den Isolierkörper 1 vollständig durchdringender Kanal bildet in dem in der Stirnfläche 2 mündenden Teil einen sich zu dieser Stirnfläche hin leicht konisch erweitern­ den Endabschnitt 6; Die Kanallänge dieses Endabschnittes ist geringer als die halbe axiale Länge des Außenkonus 3. An den Endabschnitt 6 schließt sich ein konzentrisch zum Kanal angeordneter und in den Isolierkörper 1 teilweise eingebetteter Feldsteuerkörper 7 an, der eine zentrale, zylindrische Durchgangsöffnung 8 hat, die denjenigen Teil der Wandung des Kanales bildet, in dem der Kanal seinen kleinsten Innendurchmesser hat; Der Feldsteuerkörper 7, der aus einem elektrisch leitenden Silikongummi besteht, ist in Richtung gegen die Stirnfläche 5 hin länger als derje­ nige Teil, der die zylindrische Durchgangsöffnung 8 begrenzt. Der über diese zylindrische Durchgangsöffnung 8 gegen die Stirnfläche 5 hin überstehenden Teil des Feldsteuerkörpers 7 begrenzt den inneren Endabschnitt eines sich zur Stirnfläche 5 hin konisch erweiternden Kanalabschnittes, welcher einen Innenkonus 9 bildet, der mit einer Ausrundung in die Stirnflä­ che 5 mündet; Die Ringnut 4, die Außenmantelfläche des Endab­ schnittes 6, die Innenmantelfläche des Kanalabschnittes 6, die diesem zugekehrte Stirnseite sowie die die zentrale Durchgangsöffnung 8 begrenzende Innenmantelfläche des Feld­ steuerkörpers 7 sind je mit einer leitenden Silikonschicht 10 versehen.

Das Steckverbindungssystem, zu dem der Adapter gehört, weist ferner am einen Gerät einen aus Gießharz hergestellten Isola­ tor 11 auf, der als ein vom Gerät abstehender Kegelstumpf ausgebildet ist und deshalb auch als Gerätkegel bezeichnet wird; Der Kegelwinkel entspricht demjenigen des Innenkonus 9, und der stark ausgerundete Übergang der Kegelfläche in die den Kugelfuß umgebende Ringschulter korrespondiert mit dem ausgerundeten Übergang zur Stirnfläche 5 des Isolierkör­ pers 1; In der Längsachse des Isolators 11 liegt ein rohrför­ miger Leiter 13, der mit dem freien Ende des Isolators 1 abschließt und mit einem Innengewinde versehen ist; Wie Fig. 2 zeigt, wird der Innenkonus 9 des Isolierkörpers 1 auf den Isolator 11 aufgesteckt. Ein Verbindungsbolzen 12, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 8 wird mit seinem einen Ende in die Gewindebohrung des Leiters 13 eingedreht. Sein anderer, mit einem Außengewinde versehener Endabschnitt steht über die Stirnfläche 2 des Isolierkörpers 1 über. Ein auf diesen Endabschnitt aufgesetzter und mechanisch fest sowie elektrisch gut leitend verbundener Steckkontaktkörper 14, der in seiner Form auf den Kontaktkörper einer am anderen Gerät vorgesehenen Steckbuchse abgestimmt ist, drückt eine über den Verbindungs­ bolzen 12 geschobene Buchse aus elektrisch gut leitendem Material gegen die freiliegende Stirnfläche des Leiters 13 des Isolators 11. Der Außendurchmesser dieser Buchse 15 ist so gewählt, daß an ihr mit radialem Druck der Feldsteuer­ körper 7 anliegt. Die Buchse 15 drückt mittels einer Ring­ schulter einen in den Kanalendabschnitt 6 eingelegten Druck­ ring 16 gegen den Feldsteuerkörper 7.

Der in dieser Weise gebildete Stecker ermöglicht eine unmittel­ bare Steckverbindung zwischen demjenigen Gerät oder dgl., mit dem der Isolator 11 fest verbunden ist, und einem nicht dargestellten, zweiten Gerät oder dgl. Im Ausführungsbeispiel ermöglicht ein am Isolator 11 angreifender Verbindungsflansch 23 die Herstellung einer Schraubverbindung zwischen dem in Fig. 2 dargestellten Stecker und der nicht dargestellten Steckbuchse; Der Isolierkörper 1 gewährleistet hierbei eine elektrisch dichte Verbindung sowohl mit dem Isolator 11 als auch mit der Steckbuchse.

Wie Fig. 3 zeigt, kann der Isolator 11 auch in der Weise komplettiert werden, daß auf den Verbindungsbolzen 12, der in den Leiter 13 eingeschraubt ist, der buchsenförmige Fort­ satz 17 eines Kontaktkörpers 18 in Form einer Steckbuchse aufgeschraubt ist, falls an dem anderen Gerät in einem Buchsen­ körper mit konischem Innenraum ein Steckerstift vorhanden ist.

Ein Isolator 11′, der die gleiche Form wie der Isolator 11 hat, kann, wie Fig. 4 zeigt, auch an einem Ende einer Stromschiene 18 vorgesehen sein, wobei der nicht dargestellte, in der Längsachse des Isolators 11′ liegende Leiter elektrisch leitend mit der Stromschine verbunden ist; Mit einem Isolier­ körper 1′, der wie der Isolierkörper 1 ausgebildet ist, läßt sich der Isolator 11′ zu einem Steckverbindungsteil in der gleichen Weise vervollständigen, wie dies für die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 2 und 3 vorstehend be­ schrieben ist.

Fig. 5 zeigt einen von einem Gerät abstehenden Isolator 11′′, der wie der Isoaltor 11 ausgebildet ist. In den in der Längsachse des Isolators 11′′ liegenden Leiter ist ein Steckerstift 14′′ eingeschraubt. Der den Adapter bildende Isolierkörper 1′′ unterscheidet sich von dem Isolierkörper 1 nur dadurch, daß der konische Endabschnitt 6′′ des zentralen, den Isolierkörper durchdringenden Kanals die bei Kabelsteckern mit Außenkonussystem übliche Form und Größe hat. Eine entspre­ chende Form und Größe hat auch der in den Abschnitten 6′′ ragende Teil des Steckerstiftes. Der aus dem Isolator 11′′, dem Isolierkörper 1′′ und dem Steckerstift 14′′ gebildete Stecker ist deshalb in eine an einem anderen Gerät oder dgl. vorgesehene Steckbuchse des Außenkonussystems einsteck­ bar.

Wie die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 6 und 7 zeigen, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Steckverbindungssystem nicht nur geradlinige Steckverbindungen, sondern auch abgewin­ kelte Steckverbindungen herstellen; Bei dem Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 6 ist das eine Geräte oder dgl. mit einem abstehenden Isolator 111 versehen, der die gleiche Form und Größe wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispie­ len hat, also ebenfalls ein Gerätekegel ist. Mit diesem und dem in seiner Längsachse liegenden, nicht dargestellten Leiter ist ein als Ganzes mit 120 bezeichnetes Winkelstück gekuppelt, das ein metallisches, rohrförmiges Gehäuse 121 mit je einem Verbindungsflansch an beiden Enden aufweist. In der Längsachse des Gehäuses 121 liegt, eingebettet in Gießharz, ein stabförmiger Leiter 122, dessen eines Ende für eine Verbindung mit dem Leiter des Isolators 111 ausge­ bildet ist. Über das andere Ende des Gehäuses 121 steht ein einstückig mit dem den stabförmigen Leiter 122 isolie­ renden Gießharz gebildeter Gerätekegel 111′ über, welcher die gleiche Form und Größe wie die Gerätekegel der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele hat; Dieser Gerätekegel 111′ ist im Ausführungsbeispiel mittels eines Isolierkörpers 101, der wie der Isolierkörper 1 ausgebildet ist, und einem Steckkontaktkörper 114 in der gleichen Weise wie das Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 2 zu einem Stecker nach dem bekannten Innenkonussystem komplettiert. Der Stecker kann in eine entsprechende Steckbuchse eingesteckt werden, die an dem anderen Gerät oder dgl. vorhanden ist.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der als Adapter dienende Isolierkörper 201 in einem abgewinkelten, rohrförmigen Gehäuse 221, das wie das Gehäuse 121 an beiden Enden mit einem Verbindungsflansch versehen ist. Das auf einen Isolator 211 aufzusteckende Ende des Isolierkörpers 201 ist mit einem Innenkonus versehen, welcher die Form des Innenkonus 9 des Isolierkörpers 1 hat, da der Isolator 211, der von einem Gerät oder dgl. absteht, die gleiche Form wie der Isolator 11 hat; In der Längsachse des aus Silikongummi bestehenden Isolierkörpers 201 liegt ein stabförmiger Leiter 222, dessen eines Ende mit dem im Isolator 211 liegenden Leiter verbindbar ist. Das andere Ende des Isolierkörpers 201 bildet einen Innenkonus 206, welcher die gleiche Form und Größe wie bei den bekannten Steckern des Außenkonussystems hat. Der in den Innenkonus 206 ragende Endabschnitt des Leiters 222 ist hinsichtlich Form und Größe wie der Steckerstift eines bekannten Steckers ausgebildet, und daher kann eine Steckverbindung mit einer an einem anderen Gerät oder dgl. vorgesehenen Steckbuchse des Außenkonussystems hergestellt werden.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims (7)

1. Steckverbindungssystem für die Herstellung einer kabellosen Verbindung zwischen Komponenten, insbesondere Geräten, von Mittelspannungs- oder Hochspannungsenergie­ versorgungsnetzen, wobei die eine der beiden miteinander zu verbindenden Komponenten ein Steckverbindungsteil mit einer bei Kabelsteckern üblichen Bauart aufweist, gekenn­ zeichnet durch

• a) einen formstabilen, stabförmigen Isolator (11; 11′; 11′′, 111; 211) für diejenige Komponente, welche mit der das Steck­ verbindungsteil aufweisenden Komponente zu verbinden ist,
• b) einen in der Längsachse des Isolators (11; 11′, 11′′; 111; 211) liegenden, elektrisch gut leitenden Körper (13), der als Kontaktkörper ausgebildet ist oder mit dem vom freien Ende des Isolator (11; 11′; 11′′; 111; 211) her ein elek­ trischer Leiter (12, 14; 12, 17, 18; 14′′; 122; 222) verbind­ bar ist,
• c) einen Adapter mit einem Isolierkörper (1; 1′; 1′′, 101; 201), der mit einem zentralen Kanal versehen ist und aus elastisch verformbarem Isoliermaterial besteht, das sowohl an den Isolator (11; 11′; 11′′; 111; 211) als auch das Steck­ verbindungsteil des anderen Körper elektrisch dicht anlegbar ist.

2. Steckverbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stabförmige Isolator (11; 11′, 11′′; 111; 211) die Form eines Kegelstumpfes hat.

3. Steckverbindungssystem nach Anspruch 2, gekennzeich­ net durch einen ausgerundeten Übergang vom Fußende der Mantel­ fläche des Kegelstumpfes zu einer ringförmigen Schulterfläche, und eine korrespondierend ausgebildete Innenmantelfläche des Isolierkörpers (1; 1′; 1′′; 111; 211).

4. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Längsachse des Isolators (11; 11′; 11′′; 111; 211) liegende, elektrisch gut leitende Körper (13) eine zentrale Bohrung mit einem Gewinde aufweist, in das der Kontaktkörper (14′′) oder ein zu ihm führender Leiter (12; 122) einschraubbar ist.

5. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1) einen konzentrisch zu seinem zentralen Kanal angeordneten Feldsteuerkörper (7) enthält, der sich an den Isolator (11) anschließt.

6. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1) eine sich gegen sein vom Isolator wegweisendes Ende (2) hin konisch verjüngende Außenfläche (3) aufweist, zu der konzentrisch eine sich zum gleichen Ende (2) hin konisch erweiternde Innenmantelfläche liegt, welche die Wandung des einen Endabschnittes (6) des zentralen Kanales bildet.

7. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1; 1′; 1′′; 101; 201) aus Silikongummi besteht.