-
"Eochspannungssteckverbindung"
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungssteckverbindung,
bestehend aus zwei zueinander passenden Verbindungselementen aus hochspannungsfestem
elektrischen Isoliermaterial, von denen jedes ein der zwei im gesteckten Zustand
miteinander verbundenen Kontaktstücke der Hochspannungssteckverbindung enthält.
-
Die erfindungsgemäße Hochspannungssteckverbindung läßt sich sowohl
zum gegenseitigen Verbinden an keinem Träger befestigter Hochspannungskabel ("fliegender"
Hoch3pannungsleitung) als auch
bei entsprechender äußerer Gestaltung
als Element einer nSteckverbindung im Baukastensystem" beispielsweise der handelsüblichen
Art der Rechtecksteckverbindungen benutzen, letztere Anwendungsmöglichkeit besondere
Vorteile in kommerziellen Geräten der Nachrichten- und Fernmeldetechnik und verwandter
Gebiete bietet, in denen beispielsweise wie in Gestellschränken mit ein- und ausschiebbaren
Geräteeinschüben insbesondere bei Wartungs- und Reparaturarbeiten relativ häufig,
schnell und betriebssicher große Anzahlen von Steckverbindungen selbstsuchend geschlossen
und auch wider gelöst werden müssen.
-
"Rechtecksteckverbindungen t- Baukastensystem" sind bei spielsweise
durch den Katalog J., Ausgabe 4.72 der Firma SOURIAU ELECTRIC GMBH bekannt.
-
Fig. zu zu 1 e zeigt nach Art einer Explosionszeichnung, wie sich
ein Ausführungsbeispiel einer solchen Steckverbindung aus seinen integrierenden
Einzelelementen zusammensetzt.
-
Das gezeigte Ausführungsbeispiel der Fig. 1 enthält sechs Paare von
Verbindungselementen aus elektrischem Isoliermaterial.
-
Die Einzelelemente dieser Paare besitzen zueinander passende Kontaktstücke,
nämlich einerseits Kontaktstecker und andererseits Kontaktbuchsen. Die in Fig. 1
nicht erkennbaren Enden dieser Kontaktstücke sind an Zuführungskabel anschließbar,
beispielsweise
durch Löten, Quetschen Wire-Wrap oder Mini-Wire-Wrap,
Die Durchmesser und gegenseitigen Abstände der Kontakt stücke richten sich nach
geforderter Spannungsfestigkeit und Größe des übertragbaren Stromes; dementsprechend
sind für Eontaktstücke größeren Durchmessers breitere Elemente aus Isoliermaterial
vorgesehen (vgl. das'!infachelement" 1 mit dem "Doppelelement" 2). Alle diese Elemente
weisen an ihren seitlichen Enden Stifte 3 auf, die in die entsprechenden Löcher
einer Lochschiene 4 bzw. 5 passen. Die Lochschienen 4 und 5 geben in Verbindung
mit den endseitigen Außenwinkeln 6 und 7 nach Zusammenschrauben den gezeigten Anordnungen
ihren mechanischen Halt. Führungsstifte 8 bzw. 9 dienen bei ihrem Einstecken in
Führungsbuchsen 10 bzw. 11 der Justage, wodurch die Steckverbindung der Fig. 1 selbstsuchend
ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer Hochspannungssteckverbindung
der einleitend genannten Art anzugeben, die bei entsprechender äußerer konstruktiver
Gestaltung in eine "Steckvorrichtung im Baukastensystem', deren Art anhand der ist
Fig. 1 erläutert ist, integrierbar/und die sich sowohl in wirtschaftlicher und technischer
Hinsicht als auch hinsichtlich der Erfüllung hoher Anforderungen an geringe Unfallgefährdung
im gesteckten und ungesteckten Zustand auszeichnet.
-
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß bei in der Dimensionierung abgestimmten Buchsen-und
steckerförmig
ausgebildeten Kontaktstücken (Buchsenkontakt bzw. Steckerkontakt) das eine Verbindungselement
buchsenförmig (Hochspannungsbuchse) und das andere steckerförmig (Hochspannungsstecker)
ausgebildet ist und daß in den Verbindungselementen die Auinnhmeräume der Kontakt
stücke derart dimensioniert sind, daß sowohl die Hochspannungsbuchse als auch der
Hochspannungsstecker wahlweise mit Buchsenkontakt oder Steckerkontakt versehen werden
können.
-
Weitere Merkmale der Erfindung und ihrer Weiterbildungen sind mit
den Unteransprüchen - ggf. in Verbindung/der nachfolgenden Beschreibung - entnehmbar.
-
Fig. 2 zeigt wiederum nach Art einer losionszeichnung ein Ausführungsbeispiel
einer Hochspannungs st tckverbindung, und zwar in ihrem linken Teil eine Rochspannungsbuchse
12 und in ihrem rechten Teil einen Hochspannungsstecker 13, von denen beide erfindungswesentliche
Merkmale aufweisen.
-
Die Hochspannungsbuchs e 12 2 enthält im Beispielsfall der Fig. 2
eine handelsübliche sogenannte federnde Buchse 14, die entsprechend dem geforderten
elektrischen Nennstrom bzw. dem zulässigen Spannungsabfall über der Steckverbindung
dimensioniert bzw. ausgewählt ist.
-
Im gesteckten Zustand der Hochspannungsverbindung nach Fig. 2
ist
in diese federnde Buchse ein handelsüblicher sogenannter starrer Stecker 15 eingesteckt,
der sich im Hochspsnnungsstecker 13 gemäß rechten eil der Fig. 2 befindet.
-
In Fig. 3 ist oben ein handelsüblicher starrer Stecker" 15 und unten
eine handelsübliche "federnde Buchse" 14 näher dargestellt. Diese Bauelemente sind
beispielsweise durch Firmendruckschriften der Firma Multi-Contact AG bekannt und
besitzen jeweils genormte Schraubanschlüsse mit zugehörigen Werkzeug-Angriffsflächen,
wie im einzelnen der Fig. 3 ohne weiteres entnehmbar ist. Im Innern der Buchse befinden
sich federnde Lamellenstege, welche zwischen Stecker und Buchseninnenwandung Strombrücken
mit kleinem tlbergangswi derst and bilden.
-
Selbstverständlich lassen sich bei der erfindungsgemäßen Hochspannungs
st eckverb indung auch andersartige Kontaktstücke verwenden. Im Ausfiihrungsbeispiel
der Erfindung nach Fig. 2 sind beispielsweise die Schraubanschlüsse der Kontaktstücke
überflüssig, weil hier die Kontaktstücke auf andere Weise gehalten sind.
-
Die Hochspannungsbuchse 12 enthält hierzu weiterhin ein rohrförmiges
Distanz stück 16, dessen Innendurchmesser entsprechend dem Iußendurchmesser der
federnden Buchse 14 und dessen Außendurchmesser entsprechend dem Inndndurchmesser
des konzentrischen Iufnahmeraums 17 eines Isolierteils 18 gewählt ist.
-
Die Lange des Distanz stückes 16 ist gleich der Länge des Buchsentejls
der federnden Buchse 14 gewählt.
-
Zur Hochspannungsbiichse 12 nach Fig. 2 gehört weiterhin ein metallenes
Distanzstück 19, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Inschlußteils
20 der federnden Buchse 14 angepaßt ist und dessen Lange angenähert gleich der Länge
dieses teiles 20 ist. Der Außendurchmesser des Distanzstückes 19 entspricht dem
Innendurchmesser des Aufnahmeraums 17 des Isolierteiles 18.
-
Weiterhin gehört zur Eochspsnnungsbuchne 12 nach Fig. 2 ein Distanzstück
22 aus Isoliermaterial. Die Summe der Langen des Distanzstückes 16, des Distanzstückes
19 und des Distanzstückes 22 ist gleich der Länge des Aufnahmeraums 17 des Isolierteils
18 gewählt. Der lnnendurchmesser des Distansstückes 22 ist vorzugsweise wie gezeigt
größer als der des Distanzstückes 19, um die Durchführung eines Hochspannungskabels
durch die Druchführungsöffnung 23 eines weiterhin vorgesehenen Isolierteiles 24
bis zu Anschlußstück 20 der federnden Buchse 14 ungehindert zu ermöglichen; daher
ist der Innendurchmesser des Distanzstückes 22 vorzugsweise gleich dem Durchmesser
der zylindrischen Durchführungsöffnung 23.
-
Sofern wie im gezeigten Beispielsfall das Distanzstück 19 elektrisch
leitend ist, ergeben sich elektrische Vorteile für den Fall, daß die federnde Buchse
14 im Sinne der Fig. 3 ein Befestigungsstück 20 mit Außengewinde besitzt, weil sich
an den scharfen Gewindekanten ansonsten derart hohe Feldstärken aufbauen, daß es
zu unerwünschten Entladungserscheinungen kommen kann; diese elektrischen Entladungen
werden durch ein elektrisch leitendes Distanzstück 19 weitgehend vermieden. Bei
andersartigem Kabel anschluß an die federnde Buchse 14 mit geringerer Gefahr unerwünschter
elektrischer Entladungen kann auch das Distanzstück 19 aus elektrischem Isoliermaterial
gefertigt sein, so daß in einem solchen Fall die gesamte Hochspannungsbuchse 12
mit Ausnahme ihrer federnden Buchse 14 aus elektrischem Isoliermaterial besteht.
Dieses Isoliermaterial ist in allen Fällen beispielsweise Nylon.
-
Die Hochspannungsbuchse 12 ist im Zusammenhang mit der Erfindung als
Buchse bezeichnet, weil sich aa der Spitze ihres Isolierteils 18 ein hohlzylinderförmiger
konzentrischer Ansatz 25 befindet, der die Form einer Buchse aufweist und in seinem
Aufnahmeraum 26 einen passenden Stecker aus Isoliermaterial aufnehmen kann.
-
Dieser Stecker aus Isoliermaterial ist beim Hochspannungsstecker 13
gemäß dem rechten Teil der Fig. 2 in seinem Isolierteil
28 durch
den konzentrischen steckerförmigen Teil 27 realisiert, der sich ergibt, wenn man
im Vorderteil des Isolierteils 28 konzentrisch eine Ringnut 29 einbringt, die
Breite und Tiefe den Dimensionen des hohlzylinderförmigen Ansatzes 25 der Hochspannungsbuchse
12 angepaßt ist.
-
Ebenso wie das Isolierteil 24 mit dem Isolierteil 18 des Hochspannungssteckers
12 dadurch srbunden werden kann, daß man das Isolierteil 18 in den Aufnabmeraum
30 des Isolierteils 24 einbringt, läßt sich über den Hauptteil des Isolierteils
28 beim Hochspannungsstecker 13 ein weiteres Isolierteil 31 entsprechender Dimensionierung
schieben, das hierfür einen Aufnahmeraum 32 entsprechender Dimensionierung besitzt
und weiterhin analog zur Durchführungsöffnung 23 des Isolierteils 24 eine Dufchfuhrungs
öffnung 33, durch die ein Hochspannungskabel geführt werden kann, um es mit dem
starren Stecker 15 zu verbinden.
-
Im monierten Zustand befinden sich der starre Stecker 15 im Isolierteil
28, wobei sein Steckerteil durch die Öffnung 34 des Isolierteils 28 herausragt,
während sich seine Werkzeugangriffsflächen 35 und sein Anschlußstück 36 innerhalb
des Aufnahmeraums 37 befinden.
-
Das Distanzstück 38 und das Distanzstück 39 sind hinsichtlich Funktion,
Materialwahl und Dimensionierung analog gemäß den Distanzstücken 19 und 22 der Hochspannungsbuchse
12 zu wählen.
-
Die Außendurchmesser der Distanzstü¢ke 38 und 39 entsprechen dem Durchmesser
des Aufnahmeraums 37.
-
Die Längen der Aufnahmeräume 17 einerseits und des Iufnahmeraums 37
sind zweckmäßigerweise gleich gewählt, ebenso ihre Durchmesser; dann lassen sich
gemäß einem Merkmal der Erfindung die federnde Buchse 14 mit ihren zugehörigen Teilen
16, 19 und 22 ohne weiteres im Hochspannungsstecker 13 und andererseits der starre
Stecker 15 mit zugehörigen Teilen 38 und 39 in der Hochspannungsbuchse 12 verwenden.
-
Die hierdurch angegebene Austauschbarkeit bringt Anwendungsvorteile
und Sicherheitsvorteile mit sich. Sofern die Länge des Ansatzes 25 länger als die
Länge des Kontaktteiles des starren Steckers 15 gewählt ist, kann die Hochspannungsbuchse
12, sofern in ihr der starre Stecker montiert ist, im nicht gesteckten Zustand Hochspannung
führen, ohne daß spannungsführende Teile wie der Kontaktteil des starren Steckers
15 über der Isolation herausstehen. In der Praxis kird man vor-
teilhafterweise immer die AusfbE4mökli¢hkeit der Montage des buchsenförmigen- oder
steckerförmigen Kontaktstückes in der Hochspannungsbuchse bzw. im Hochspannungsstecker
nach Maßgabe
der Betriebs erfordernisse unter Berucksichtiguns
der Sicherheitsforderung nutzen, ob der Hochspannungsstecker oder die Hochspannungsbuchse
im nicht gesteckten Zustand spannungsführend sind.
-
Fig. 4 zeigt die Hochspannungsbuchse 12 und den Hochspannungsstecker
13 sowohl im fertig montierten als auch im gegenseitig gesteckten Zustand mit Anschlußkabeln
40 bzw. 41 und Halterungsrahmen 42 bzw. 43. Durch diese Halterungsrahmen werden
die Hochspannungsbuchse bzw. der Bochspannungsstecker nach ihrer Montage zusammengehalten.
Besonders zweckmäßig ist es, die Isolierteile 24 und 18 einerseits sowie 31 und
28 andererseits äußerlich derart zu dimensionieren, daß die Halterungsrahmen 42
bzw. 43 durch Lochschienen wie bei der "Steckverbindung im Baukastensystem" im Sinne
der Fig. 1 gebildet werden können und die Steckverbindung nach Fig. 4 als Element
der Steckverbindung nach Fig. 1 benutzbar ist. Die weiterhin erforderlichen Halterungsrahmen
sind in Fig. 4 mit 42a bzw. 43a bezeichnet.
-
Der Rahmen 42 entspricht somit ggf. der Lochschiene 4 und der Rahmen
42a dann der Lochachiene 5.
-
Fig. 5 zeigt eine isometrische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung, bei dem eine Kombination mit einer 'Steckverbindung im Baukastenprinzip"
durchgeführt ist.
-
In einem Rahmen 44, der mit vier Schrauben an den Winkeln 45 eines
Elektronikschrankes befestigt wird, sind zwei Hochspannungsbuchsen 46, die an verschiedenen
Spannungen liegen, eingespannt. Die Schirme der beiden Hochspannungskabel 47, die
am gleichen Potential liegen, werden mit einer Masseleitung 48 über eine Buchse
49 mit Masse verbunden. Außerdem sind in den Rahmen noch ein Buchseneinsatz 50 für
Signalleitungen und fünf Codierelemente 51 enthalten.
-
In einem Rahmen 52, der mit vier Schrauben an einElektronikeinschub
53 befestigt wird, sind zwei Hochspannungsstecker 54, ein voreilender Nassestecker
55, ein Steckereinsatz 56 und fünf Codierelemente 57 eingespannt.
-
Wird nun der Elektronikeinschub mit tfl)erführungsschienen in den
flektronikschrank geschoben, so werden mit Hilfe von Sucherstiften 58 und Zentrierbohrungen
59 die Steckerpakete ausgerichtet, und es werden nacheinander folgende Verbindungen
hergestellt: 1. die voreilende Masseverbindung 2. die zwei Hochspannungsverbindungen
3. die Signalverbindungen