DE10058265C1 - Kabelstecker für elektrische Kabelverbindungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kabelstecker 3 für elektrische Kabel- bzw. Steckverbindungen 10. Der Kabelstecker 3, der den Abschluß des Kabels 1 bildet, weist eine hohle Steckerhülse 4 aus Messing auf, deren Bohrung mit ihrem kabelseitigen Abschnitt eine Kabeleinführungsöffnung bildet und einen Anlagebund 5 aufweist, an dem sich ein Steckverbinder 6 mit einem Kragen 6' axial in einer Richtung abstützt. Die Kabeleinführungsöffnung ist mit einem Innengewinde 22 versehen, in das ein eine Durchgangsbohrung 35 für das Kabel aufweisender Vierkantteil 30 aus Metall eingeschraubt ist. Zwischen Durchgangsbohrung 25 und Kabelmantel 1' kann die Abschirmung oder Armierung des Kabels 1 aufgenommen werden, so daß eine gute Erdung des Kabels 1 und des Kabelsteckers 3 erzielt wird. Der Innenraum der Steckerhülse 4 wird mittels eines Formteils 27 abgedichtet, das am Kabelmantel 1', an der Steckerhülse 4 und am Mehrkantteil 30 angeformt ist. Mit dem Formteil 27 wird auch das Kabel 1 an der Steckerhülse 4 axial festgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kabelstecker für elektrische Kabel­ verbindungen, insbesondere für Steckkupplungen von elektrischen Kabelverbindungen im Untertagebergbau, entsprechend der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Ein bevorzugtes Anwen­ dungsgebiet im Untertagebergbau ist der elektrische Anschluß von Kabelsteckern z. B. an elektrohydraulischen Ausbausteuerungen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf untertägige Anwendungsfälle beschränkt.

Kabelstecker der vorgenannten Art mit einer Steckerhülse aus Me­ tall, die eine mit einem Innengewinde versehene Kabeleinfüh­ rungsöffnung und einen Anlagebund für einen Steckverbinder aus Kunststoff aufweist, der mit Steckerstiften und/oder Steckbuch­ sen ausgestattet ist, die mit den Leitungsadern eines ein- oder mehradrigen elektrischen Kabels verbunden sind, werden von der Anmelderin vertrieben. Die axiale Arretierung des Kabels an der Steckerhülse erfolgt mittels eines Schraubanschlusses aus Kunst­ stoff, der mit einem Gewindestopfen einenends in die Kabelein­ führungsöffnung eingeschraubt ist und an seinem anderen Ende ei­ nen ringförmig um den Kabelmantel angeordneten Leistenkranz auf­ weist, der mittels einer Kappe an eine den Kabelmantel umschlie­ ßende Dichtmanschette angeklemmt wird. Die kabelseitige Abdich­ tung des Steckerteils gegen Feuchtigkeit hängt von den auf die Dichtmanschette aufgebrachten Klemmkräften ab, wobei der Lei­ stenkranz bzw. der Spalt zwischen den einzelnen Leisten eine Schwachstelle für die Dichtigkeit bildet. Für den Einsatz in Steckverbindungen werden die Kabelstecker in einen Buchsenteil eingesteckt und mit einer Überwurfmutter an diesem gesichert, wobei zwischen Buchsenteil und Kabelstecker ein Dichtelement wie ein O-Ring als Schutz gegen Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutz angeordnet ist.

Beim Langzeiteinsatz in feuchter Umgebung und in spritzwasserge­ fährdeten Bereichen, wie sie insbesondere in untertägigen Gewin­ nungsbetrieben vorliegen, haben sich die Kabelstecker der ent­ sprechenden Steckverbindungen jedoch nicht immer als ausreichend wasserdicht herausgestellt. Die Schraubanschlüsse mit Leisten­ kranz sind fertigungstechnisch aufwendig. Mit den Schrauban­ schlüssen versehene Kabelstecker sind daher aufgrund ihres hohen Preises wirtschaftlich kaum konkurrenzfähig. Außerdem fehlt an den bekannten Kabelsteckern eine Erdung.

Aus der DE 200 04 566 U1 und DE 200 04 565 U1 sind Kabelverbin­ dungen für den untertägigen Bergbau bekannt, bei denen das aus der Kabeleinführungsöffnung an der Steckerhülse austretende Ka­ bel mittels eines angespritzten Formteils abgedichtet ist. Die DE 200 04 565 U1 offenbart auch, zwischen dem Formteil und dem Kunststoffgehäuse des Steckerteils eine Dichtmanschette und zwi­ schen Kabel und Formteil einen Dichtungsring einzuschließen. Schließlich zeigt die DE 92 08 427 U1 einen wasserdichten und hochfrequenzdichten elektrischen Winkelsteckverbinder, bei dem zwischen Kabel und Führungsloch ein Schirmring aus Metall einge­ spannt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obigen Nachteile bei Kabel­ steckern für elektrische Steckverbindungen zu vermeiden und durch einfache Maßnahmen einen für den Langzeiteinsatz in feuch­ ter Umgebung, wie dem Spritzwasserbereich in Bergbau-Untertage­ betrieben, geeigneten Kabelstecker zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Kabeleinführungsöffnung ein mit einer Durchgangsbohrung für das Kabel versehener Mehrkantteil aus Metall eingeschraubt ist und das Kabel mittels eines am Kabelmantel, an der Steckerhülse und am Mehrkantteil angeformten Formteils abgedichtet axial festge­ legt ist. Durch die Anformung eines geeigneten Formteils wird ein äußerst hoher Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit ins Innere der Steckerhülse geschaffen. Die Vorzüge des Form­ teils bestehen u. a. darin, daß es gewissermaßen als Dichtungs­ masse für die Abdichtung des Kabels an der Steckerhülse bzw. der Kabeleintrittsöffnung sorgt. Da konstruktionsbedingt Undichtig­ keiten durch Montagemängel ausgeschlossen werden, kann außerdem eine Qualitätskontrolle der erfindungsgemäßen Stecker bereits bei der Fertigung der Kabelstecker, d. h. bereits unmittelbar nach der Anformung der Formteile aus dauerelastischer Material, vorgenommen werden. Der Mehrkantteil aus Metall, der die metal­ lene Steckerhülse an den Gewindeflächen berührt, bewirkt gleich­ zeitig eine sichere Erdung des Kabels.

Vorzugsweise ist der Mehrkantteil nur an seinen Eckkanten mit Gewindeabschnitten versehen, so daß die Flachseiten zwischen den Eckkanten eben ausgebildet bleiben. Bei eingeschraubtem Mehr­ kantteil entstehen hierdurch mehrere Hohlräume zwischen der Au­ ßenfläche des Mehrkantteils und der Innenfläche der Kabeleinfüh­ rungsöffnung, in die Gußmasse des Formteils eindringen kann. Weiter vorzugsweise weist die Durchgangsbohrung des Mehrkant­ teils einen Absatz auf, wobei vorzugsweise der kabelseitige Boh­ rungsabschnitt einen Bohrungsdurchmesser hat, der größer als der Kabelmanteldurchmesser ist. In den zwischen Kabelmantel und Mehrkantteil erzeugten Zwischenraum kann die Armierung bzw. Ab­ schirmung des Kabels, die bei Freilegen der Leitungsadern über das Kabelende gestülpt wird, eingelegt werden, so daß auch hier die Erdung des Kabels am Kabelstecker gewährleistet ist.

In den kabelseitigen Bohrungsabschnitt kann eine Klemmhülse ein­ geschoben werden. Besonders günstig ist dann, wenn die freige­ legte Armierung bzw. Abschirmung des Kabels zwischen dem kabel­ seitigen Bohrungsabschnitt des Mehrkantteils und der Klemmhülse aufgenommen ist. Für die Montage empfiehlt sich, die Klemmhülse vor dem Anformen des Formteils mit einem Fixierband an dem Ka­ belmantel zu arretieren.

Weiter vorzugsweise ist die Länge des Mehrkantteils etwa 3 bis 7 mm länger als das Gewinde in der Kabeleinführungsöffnung und/oder das Gewinde erstreckt sich nur über den kabelseitigen Teilabschnitt der Kabeleinführungsöffnung, so daß der Mehrkant­ teil selbsthemmend in die Kabeleinführungsöffnung eingeschraubt werden kann. Da der Mehrkantteil länger als das Gewinde ist, ragt ein schmaler Abschnitt des Mehrkantkeils aus der Steckhülse hinaus, an dem ein Werkzeug wie z. B. ein Schraubschlüssel für die Endmontage angesetzt werden kann. Besonders bevorzugt ist, wenn der Mehrkantteil ein Vierkantteil ist.

Das einstückig angeformte Formteil kann sich vorzugsweise im In­ nern der Steckerhülse zwischen Innengewinde der Kabeleinfüh­ rungsöffnung und Außenfläche des Mehrkantteils und mit seinem Ende außerhalb der Steckerhülse erstrecken. Durch eine entsprechende Anordnung bzw. Anformung des Formteils werden alle kabel­ seitigen Verbindungsfugen zwischen Steckerhülseninnenraum und Außenseite abgedichtet und auch die Hohlräume zwischen Stecker­ hülse und Mehrkantteil werden ausgefüllt, so daß absolute Dich­ tigkeit gewährleistet ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein den Ka­ belmantel umschließender Dichtungsring in das Formteil einge­ schlossen. Dieser Dichtungsring, der bei einer besonders kosten­ günstigen Ausgestaltung z. B. aus einem O-Ring besteht, bildet eine zusätzliche Barriere gegen einen Eintritt von Feuchtigkeit ins Innere der Steckerhülse. 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.

Das Formteil kann vorzugsweise aus einer dauerelastischen Guß- oder Spritzgußmasse aus geeignetem Kunststoff bestehen.

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

Fig. 1 eine nichtmontierte elektrische Steckverbindung z. B. für Geräte im Untertagebergbau, die von einem im Schnitt gezeigten Kabelstecker und einem Buchsenteil gebildet wird;

Fig. 2 den Vierkanteil für den erfindungsgemäßen Kabel­ stecker in Stirnansicht.

Fig. 3 die Klemmhülse für den erfindungsgemäßen Kabel­ stecker in Schnittansicht.

Die in der Zeichnung dargestellte Steckerverbindung 10 dient zum Anschluß eines Kabels 1 z. B. an eine nicht näher dargestellte elektrohydraulische Ausbausteuerung, wie sie im untertätigen Bergbau vielfältig im Einsatz ist.

Die Steckerverbindung 10 besteht im wesentlichen aus einem Buchsenteil 2 und einem Kabelstecker 3. Der Kabelstecker 3, der den Abschluß des Kabels 1 bildet, weist eine hohle Steckerhülse 4 aus Messing auf. Die Bohrung der Steckerhülse 4 bildet mit ih­ rem kabelseitigen Abschnitt eine Kabeleinführungsöffnung und weist einen Anlagebund 5 auf, an dem sich ein Steckverbinder 6 aus Kunststoff mit einem Kragen 6' axial in einer Richtung ab­ stützt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel stützt sich der Steck­ verbinder 6 buchsenteilseitig an dem Anlagebund 5 ab. Alternativ kann sich der Steckverbinder aber auch kabelseitig an einem An­ lagebund abstützten, d. h. auch der Steckverbinder wird dann durch die Kabeleinführungsöffnung in die Steckerhülse eingescho­ ben. Der Steckverbinder 6 weist, wie an sich bekannt, Stecker­ stifte und/oder Steckerbuchsen 7 auf, wobei einzelne Leitungs­ adern 23 des Kabels 1 mit den Steckerbuchsen 7 im Steckverbinder 6 verbunden sind. Im Montagezustand (nicht gezeigt) fassen Stec­ kerstifte des Steckverbinders 6 in passende Steckerbuchsen im Gegenstück 8 im Buchsenteil 2 ein und in die Steckerbuchsen 7 fassen entsprechend Steckerstifte des Gegenstücks 8 ein.

Die Steckerhülse 4 hat einen vorderen zylindrischen Führungs­ zapfen 9, der hier an seinem Umfang mit zwei in Einschubrichtung axial hintereinander angeordneten Haltenuten 11, 12 versehen ist, die beide je einen elastischen O-Ring 13, 14 aufnehmen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die O-Ringe 13, 14 radial etwas über die Umfangsfläche des Führungszapfens 9 aus den Hal­ tenuten 11, 12 herausragen. Alternativ könnten nur ein O-Ring und eine Haltenut vorgesehen sein und der Führungszapfen mit der einen Haltenut könnte dann insgesamt den vordersten Abschnitt der Steckerhülse bilden.

Das Buchsenteil 12 ist an seinem Innenumfang 16 mit einer umlau­ fenden Verriegelungsnut 15 versehen, die im Montagezustand in gleicher axialer Lage wie die in Einschubrichtung vordere Hal­ tenut 11 liegt, so daß der vordere O-Ring 13 in Montagestellung gleichzeitig in die vordere Haltenut 11 und in die Verriege­ lungsnut 15 einfaßt und Buchsenteil 2 und den Kabelstecker 3 in Axialrichtung gegeneinander sichert. Beide unter Radialspannung stehenden O-Ringe 13, 14 dichten die Steckverbindung 10 im Mon­ tagezustand gegen den Eintritt von Feuchtigkeit und Schmutz ab.

Für die zuverlässige Sicherung der Steckerhülse 4 bzw. des Ka­ belsteckers 3 am Buchsenteil 2 dient vornehmlich eine an der Steckerhülse 4 drehbar gelagerte Überwurfmutter 17, die mit ei­ nem rückwärtigen Halteflansch 18 versehen ist, der in eine um­ laufende Lagernut 19 einfaßt. Alternativ könnten die Lagernut für die Überwurfmutter und die Haltenut für die O-Ringe auch nä­ her am hier unteren Einsteckende 20 angeordnet sein.

Fig. 1 zeigt, daß die Steckerhülse 4 in der Kabeleinführungsöff­ nung am Kabeleinführungsende 21 mit einem Innengewinde 22 verse­ hen ist, in das ein in Fig. 2 vergrößert dargestellter stumpfar­ tiger Vierkantteil 30 eingeschraubt ist. Der vorzugsweise aus einer Messingvierkantstange gefertigte Vierkantteil 30 weist entsprechend vier Eckkanten 31 und vier Flachseiten 32 auf, wo­ bei die Eckkanten 31 mit Gewindeabschnitten 33 versehen sind. Die Gewindeabschnitte 33 aller vier Eckkanten 31 ergeben zusam­ men eine an das Innengewinde 22 angepaßtes Gewindebahn. Der Vierkantteil 30 ist mit einer Durchgangsbohrung 35 versehen, die sich an ihrem unteren Ende mittels des Absatzes 36 zu einem Durchgangsloch 37 verjüngt, dessen lichte Öffnungsweite schmaler als der Kabeldurchmesser D (Fig. 1) ist. Der kabelseitige Boh­ rungsabschnitt 38 des Vierkantteils 30 hat einen Durchmesser B, der um wenige mm größer als der Kabeldurchmesser ist. Das dem Durchgangsloch 37 gegenüberliegende Bohrungsende 39 ist gegen­ über dem Bohrungsabschnitt 38 aufgebohrt, so daß die in Fig. 3 gezeigte Klemmhülse 45 zwischen Kabelmantel 1' und den Bohrungs­ abschnitten 38, 39 im Vierkantteil 30 eingeschoben werden kann. Die Klemmhülse 45 aus Messing weist einen Ringbund 46 und einen Ringsteg 47 auf.

Fig. 1 zeigt den Montagezustand von Steckerhülse 4, Vierkantteil 30, Klemmhülse 45, Kabel 11 und Steckverbinder 6. Für die Monta­ ge werden zuerst die Leitungsadern 23 und die Armierung 24 des Kabels 1 freigelegt und die Leitungsadern 23 werden durch das Durchgangsloch 37 im Vierkantteil 30 hindurchgeführt. Die Armie­ rung 24 wird hierbei zwischen Kabelmantel 1' und Bohrungsab­ schnitt 38 eingeklemmt, so daß das Kabel 1 an dem Messingvier­ kantteil 30 geerdet ist. Nachdem die Leitungsadern 23 mit den Steckbuchsen 7 im Steckverbinder 6 verbunden wurden, wird das Vierkantteil 30 in das Innengewinde 22 eingeschraubt; hierdurch wird zugleich aufgrund der metallischen Verbindung zwischen Ar­ mierung 24, Vierkantteil 30 und Steckhülse 4 eine vollständige Erdung gewährleistet. Die Länge des Innengewindes 22 erstreckt sich nur über einen Teilabschnitt der Kabeleinführungsöffnung, so daß der Vierkantteil 30 selbsthemmend in diese eingeschraubt werden kann. Die Länge des Vierkantteils 30 selbst ist länger als die Länge des Innengewindes 22.

In die derart vormontierte Baueinheit wird von der Rückseite, d. h. vom Kabeleinführungsende 21 her die Klemmhülse 45 mit dem Ringbund 46 voran in den Bohrungsabschnitt 38 eingeschoben und mittels eines Fixierbandes 48 arretiert. Die Klemmhülse 45 un­ terstützt mit ihrem tief eingeschobenen Ringsteg 47 die axiale Fixierung des Kabels 1 in der Steckhülse 4. Nachdem anschließend ein O-Ring 26 in vorgegebenem Abstand zum Kabeleinführungsende 21 angebracht wird, kann das Formteil 27 aus geeignetem Kunst­ stoff z. B. mittels zweier das Ende der Steckhülse 4 übergreifen­ der Halbschalen durch Gießen oder Spritzgießen angeformt werden. Ein Teil des Kunststoffs tritt hierbei auch in den Zwischenraum zwischen den Flachseiten 32 des Vierkantteils 30 und dem Gewin­ degang 22 sowie weiter zwischen dem Steckverbinder 6 und dem Ab­ satz 36 des Vierkantteils 30 und durch das Durchgangsloch 37 in das Ende der Bohrung 39 hinein. Dies wird durch lediglich einen Spritzvorgang bewerkstelligt und führt unter anderem zum Verkle­ ben des Spritzmaterials mit dem Steckverbinder 6, der hierdurch gleichzeitig fixiert wird. Das Formteil 27 bildet den Abschluß des Kabelsteckers 3, wobei der Dichtungsring 26 in einem sich außerhalb der Steckerhülse erstreckenden, größeren Endabschnitt 28 des Formteils 27 eingeschlossen ist.

Claims (13)

1. Kabelstecker für elektrische Kabelverbindungen, insbesondere für Steckkupplungen von elektrischen Kabelverbindungen im Untertagebergbau, mit einer Steckerhülse aus Metall, die ei­ ne mit einem Innengewinde versehene Kabeleinführungsöffnung und einen Anlagebund für einen Steckverbinder aus Kunststoff aufweist, der mit Steckerstiften und/oder Steckbuchsen aus­ gestattet ist, die mit den Kabeladern eines ein- oder mehr­ adrigen, vorzugsweise mit einer Abschirmung oder Armierung versehenen elektrischen Kabels verbunden sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in die Kabeleinführungsöffnung ein mit ei­ ner Durchgangsbohrung (35) für das Kabel versehener Mehr­ kantteil (30) aus Metall eingeschraubt ist und das Kabel (1) mittels eines am Kabelmantel (1'), am Mehrkantteil (30) und an der Steckerhülse (4) angeformten Formteils (27) abgedich­ tet festgelegt ist.

2. Kabelstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrkantteil an seinen Eckkanten (31) mit Gewindeab­ schnitten (33) versehen ist.

3. Kabelstecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (35) des Mehrkantteils (30) einen Absatz (36) aufweist, wobei vorzugsweise der kabelseitige Bohrungsabschnitt (38) einen Bohrungsdurchmesser (B) hat, der größer als der Kabelmanteldurchmesser (D) ist.

4. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den kabelseitigen Bohrungsabschnitt (38, 39) eine Klemmhülse (45) eingeschoben ist.

5. Kabelstecker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die freigelegte Armierung (24) bzw. Abschirmung des Kabels (1) zwischen dem kabelseitigen Bohrungsabschnitt (38) des Mehrkantkeils (30) und der Klemmhülse (45) aufgenommen ist.

6. Kabelstecker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (45) vor dem Anformen des Formteils (27) mit einem Fixierband (48) an dem Kabelmantel (1') arretiert ist.

7. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Länge des Mehrkantteils (30) etwa 3 bis 7 mm länger als das Innengewinde (22) in der Kabelein­ führungsöffnung ist und/oder sich das Gewinde (22) nur über den kabelseitigen Teilabschnitt der Kabeleinführungsöffnung erstreckt.

8. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mehrkantteil (30) ein Vierkantteil ist.

9. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich das einstückig angeformte Formteil (27) im Innern der Steckerhülse (4) zwischen dessen Innenge­ winde (22), den Flachseiten (32) des Mehrkantteils (30) so­ wie bis in das Ende der Bohrung 39 hinein und mit seinem größeren Endabschnitt (28) außerhalb der Steckerhülse (4) erstreckt.

10. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in einem sich außerhalb der Steckerhülse (4) erstreckenden Abschnitt des Formteils (27) ein den Ka­ belmantel (1') umschließender Dichtungsring (26) einge­ schlossen ist.

11. Kabelstecker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (26) ein O-Ring ist.

12. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Formteil (27) aus einer dauerelasti­ schen Guß- oder Spritzgußmasse aus Kunststoff besteht.

13. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steckerhülse (4), der Mehrkantteil (30) und/oder die Klemmhülse (45) aus Messing bestehen.