CH697606B1

CH697606B1 - Steckbare Kabelkupplung.

Info

Publication number: CH697606B1
Application number: CH01403/05A
Authority: CH
Inventors: Anton Buerge-Allenspach; Patrick Beltzer
Original assignee: Multi Holding Ag
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2008-12-15

Abstract

Eine steckbare Kabelkupplung (10), insbesondere für den Einsatz im Photovoltaikbereich, umfasst ein Buchsenteil (20) und ein Steckerteil (30), in denen eine metallische Kontaktbuchse (24) bzw. ein metallischer Kontaktstecker (34) jeweils von einer Isolation (21, 22 bzw. 31, 32) umgeben ist.Bei einer solchen Kabelkupplung wird ein vereinfachter Aufbau, eine vereinfachte Montage, eine verbesserte Dichtigkeit und eine massgebliche Verbesserung des mechanischen und elektrischen Schutzes dadurch erreicht, dass die metallische Kontaktbuchse (24) und der metallische Kontaktstecker (34) in der zugehörigen Isolation (21, 22 bzw. 31, 32) einrastend gehalten wird, und dass die Isolation (21, 22 bzw. 31, 32) jeweils aus wenigstens zwei Isolationsteilen (21, 22 bzw. 31, 32) aus einem Material unterschiedlicher Härte zusammengesetzt ist, wobei die harten Isolationsteile (21 bzw. 31) zum Fixieren und Halten der metallischen Kontaktteile (24 bzw. 34) ausgebildet sind, und die weichen Isolationsteile (22 bzw. 32) zum Abdichten der Kabelkupplung (10) und zur Absorption von Schlag- und/oder Stossbelastung ausgebildet sind.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Steckverbinder. Sie betrifft eine steckbare Kabelkupplung, insbesondere für den Einsatz im Photovoltaikbereich, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

[0002] Beim Aufbau von Photovoltaikanlagen grösserer Leistung ist es üblich, zum Erreichen bestimmter Ausgangsspannungen und -ströme einzelne vorgefertigte Photovoltaikmodule untereinander seriell und/oder parallel zu verbinden und die entstehende Schaltung dann zur Einspeisung der erzeugten Leistung in ein Netz mit einem Wechselrichter zu verbinden.

[0003] Für die Verkabelung der Module untereinander und mit dem Wechselrichter werden konfektionierte Kabel eingesetzt, die durch steckbare Kabelkupplungen untereinander verbindbar sind.

Aufgrund der exponierten Lage der Photovoltaikanlagen auf Dächern oder an anderen, der Witterung ausgesetzten Stellen müssen derartige Kabelkupplungen gegen Witterungseinflüsse wie Feuchtigkeit, hohe Temperaturen, UV-Bestrahlung und Frost möglichst unempfindlich sein. Gleichzeitig sollten sie einen geringen Kontaktwiderstand aufweisen, im gesteckten und ungesteckten Zustand berührungssicher und einfach zu handhaben sein und gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen der Kupplung oder ein Herausziehen der Kabel und der Kontaktteile gesichert sein.

[0004] Schliesslich sollten die Kabelkupplungen gegen mechanische Einwirkungen wie Schläge, Stösse und Tritte unempfindlich sein, die beispielsweise bei der Montage oder Wartung der Anlagen auftreten, und die gerade bei Temperaturen unter 0 deg.

C zum Brechen oder Reissen der Isolation und damit zur gefährlichen Freilegung stromführender Teile führen können.

[0005] Von der Anmelderin werden bereits 4 mm-Steckverbindersysteme speziell für die Photovoltaik angeboten, die unter der Bezeichnung "solarline 2" vertrieben werden. Diese Systeme sind mit einer Verriegelung und Kabelzugentlastung ausgerüstet. Sie sind im ungesteckten Zustand berührgeschützt und sind für Spannungen bis zu 1000 V und Strömen bis zu 30 A ausgelegt. Bei den bekannten Kupplungen sind die metallischen Kontaktteile jeweils in einer einheitlichen Isolation aus einem vergleichsweise harten Kunststoff montiert.

Die abgelängten und an den Enden abisolierten Kabel werden mittels einer Crimpverbindung an die Kontaktteile angeschlossen und dann durch eine kabelseitige Verschraubung am jeweiligen Kupplungsteil zugentlastet.

[0006] Obgleich sich die bekannten Steckverbindersysteme bewährt haben, ergeben sich durch die harte Isolation Einschränkungen, deren Überwindung wünschenswert ist:
Wegen des relativ harten Isolationsmaterials müssen für eine ausreichende Abdichtung der Kupplung separate weiche Dichtungselemente wie z.B. O-Ringe vorgesehen werden, die zu mehr Teilen pro Kupplung führen und die Montage erschweren.
Das harte Isolationsmaterial, das für die mechanische Verriegelung der Steckverbindung benötigt wird, ist empfindlicher gegen Schlageinwirkung.

Dies gilt insbesondere bei tiefen Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt.

Darstellung der Erfindung

[0007] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine steckbare Kabelkupplung, vorzugsweise für den Einsatz im Photovoltaikbereich, zu schaffen, welche die Nachteile bisheriger Lösungen vermeidet und sich insbesondere durch einen vereinfachten Aufbau, eine vereinfachte und flexiblere Montage, eine deutlich verbesserte Dichtigkeit gegen Umwelteinflüsse und eine wesentlich gesteigerte Unempfindlichkeit gegen mechanische Belastungen, insbesondere auch bei tiefen Temperaturen, auszeichnet.

[0008] Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Im Zentrum der vorgeschlagenen Lösung steht ein Aufbau der Isolation von Buchsenteil und Steckerteil aus wenigstens zwei Isolationsteilen aus Materialien unterschiedlicher Härte, wobei die harten Isolationsteile zum Fixieren und einrastenden Halten der metallischen Kontaktteile ausgebildet sind, und die weichen Isolationsteile zum Abdichten der Kabelkupplung und zur Absorption von Schlag- und/oder Stossbelastung ausgebildet sind.

[0009] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemässen Kabelkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass an den harten Isolationsteilen Mittel zum Verriegeln der Kabelkupplung im zusammengesteckten Zustand angeordnet sind, wobei als Verriegelungsmittel vorzugsweise am harten Isolationsteil des Buchsenteils oder des Steckerteils sich in Steckrichtung erstreckende Schnapper angeformt sind,

und am harten Isolationsteil des Steckerteils oder des Buchsenteils Aussparungen angeordnet sind, durch welche die Schnapper beim Zusammenstecken der Kabelkupplung einrastend hindurchreichen. Hierdurch wird auf einfache und mechanisch stabile Weise ein unbeabsichtigtes Lösen der Kupplung aus dem zusammengesteckten Zustand verhindert.

[0010] Eine andere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass an den harten Isolationsteilen Mittel zum Halten der im Buchsenteil und im Steckerteil endenden Kabel auf Zugbelastung angeordnet sind, wobei als Haltemittel vorzugsweise am harten Isolationsteil des Buchsenteils oder des Steckerteils sich entgegen der Steckrichtung erstreckende, ringförmig um das Kabel herum angeordnete und in radialer Richtung auslenkbare Krallen angeformt sind,

welche durch eine auf die Isolation in axialer Richtung von hinten aufpressbare Kappe radial nach innen gegen das Kabel gepresst werden.

[0011] Gemäss einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist zum Halten der aufgepressten Kappen an den harten Isolationsteilen jeweils ein Sägezahngewinde angeformt, über welches die Kappe beim Aufpressen einrastend greift.

Insbesondere sind zum Verhindern einer Demontage der Kappen ohne Werkzeug durch Abdrehen an den Kappen und an den harten Isolationsteilen Sperrnocken angeformt.

[0012] Gemäss einer anderen Weiterbildung dieser Ausgestaltung sind Mittel zum Abdichten der Kabel vorgesehen, welche die Kabel ringförmig umschliessen und zusammen mit den Krallen beim Aufpressen der Kappen radial gegen das Kabel gepresst werden, wobei die Abdichtmittel insbesondere jeweils einen innerhalb der Krallen angeordneten Abschnitt des weichen Isolationsteils umfassen.

[0013] Eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Abdichten der Kabelkupplung im zusammengesteckten Zustand am weichen Isoiationsteil des Buchsenteils die Kontaktbuchse ringförmig umgebende Dichtlippen angeformt sind,

mit welchen das Buchsenteil beim Zusammenstecken der Kabelkupplung dichtend in einen den Kontaktstecker konzentrisch umgebenden, hohlzylindrischen Abschnitt einfährt. Hierdurch lässt sich der Einsatz von separaten Dichtelementen vermeiden und die Anzahl der benötigten Einzelteile für die Kupplung reduzieren.

[0014] Bevorzugt ist zum Fixieren und Halten der metallischen Kontaktteile an den harten Isolationsteilen jeweils ein ringförmiger Abschnitt ausgebildet, in welchen das jeweilige Kontaktteil in Steckrichtung einsteckbar ist, und sind an den Kontaktteilen Rastmittel angeordnet, durch welche der ringförmige Abschnitt relativ zum Kontaktteil in axialer Richtung fixiert wird, wobei die Rastmittel vorzugsweise eine Mehrzahl von auf dem äusseren Umfang der Kontaktteile angeordneten,

nach dem Einstecken des Kontaktteils unmittelbar vor und hinter dem ringförmigen Abschnitt liegenden Rastzungen umfassen.

[0015] Besonders einfach und in elektrischer Hinsicht vorteilhaft ist die erfindungsgemässe Kabelkupplung, wenn die Kontaktteile jeweils einstückig ausgebildet und jeweils aus einem Metallblech gebogen sind.

Am kabelseitigen Ende der Kontaktstücke ist vorzugsweise jeweils ein Crimpanschluss zum elektrischen Anschliessen des Kabels vorgesehen, während am kabelabgewandten Ende der Kontaktbuchse Mittel zur Verbesserung des elektrischen Kontakts vorgesehen sind, wobei die Mittel zur Verbesserung des elektrischen Kontakts insbesondere Kontaktlamellen in Form von Lamellenstegen oder eine Mehrzahl von Kontaktzungen umfassen, die im eingesteckten Zustand den Kontaktstecker kranzförmig umgeben.

[0016] Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durchdringen sich die wenigstens zwei Isolationsteile (i.e. jeweils das weiche Isolationsteil und das harte Isolationsteil) der beiden Isolationen jeweils gegenseitig, wobei das weiche Isolationsteil und das harte Isolationsteil durch Anspritzen hergestellt sind.

Die wenigstens zwei Isolationsteile bestehen vorzugsweise aus Kunststoffen unterschiedlicher Härte, wobei für die weichen Isolationsteile als Kunststoff ein thermoplastisches Elastomer TPE verwendet wird, und für die harten Isolationsteile ein Thermoplast verwendet wird. Die unterschiedliche Härte der beiden Kunststoffe kann dabei durch den Fachmann im Einklang mit den gewünschten Eigenschaften ausgewählt werden.

Kurze Erläuterung der Figuren

[0017] Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
<tb>Fig. 1<sep>in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Buchsenteils der erfindungsgemässen Kabelkupplung;

<tb>Fig. 2<sep>in einer zu Fig. 1 vergleichbaren Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Steckerteils der erfindungsgemässen Kabelkupplung;

<tb>Fig. 3<sep>in verschiedenen Teilfiguren 3a-3c Einzelheiten der Isolation des Buchsenteils aus Fig. 1, insbesondere das Sägezahngewinde zum Halten der Kappe (Fig. 3c) und die Sperrnocken (Fig. 3a, 3b), die ein Abdrehen der Kappe verhindern;

<tb>Fig. 4a<sep>in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Kontaktbuchse mit Kontaktlamellen in Form von Lamellenstegen für das Buchsenteil aus Fig. 1;

<tb>Fig. 4b<sep>in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Kontaktbuchse mit Kontaktzungen für das Buchsenteil aus Fig. 1;

<tb>Fig. 5<sep>in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Kontaktsteckers für das Steckerteil aus Fig. 2;

<tb>Fig. 6<sep>im Längsschnitt zwei konfektionierte Kabel mit montiertem Buchsenteil bzw. Steckerteil gemäss Fig. 1 und 2 vor dem Zusammenstecken;

<tb>Fig. 7<sep>die Kabelkupplung aus Fig. 6 nach dem Zusammenstecken.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0018] In Fig. 6 ist im Längsschnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer steckbaren Kabelkupplung nach der Erfindung vor dem Zusammenstecken dargestellt (Fig. 7 zeigt dieselbe Kabelkupplung nach dem Zusammenstecken). Die Kabelkupplung 10, mit der zwei isolierte Kabel 27 und 37 miteinander elektrisch verbindbar sind, umfasst ein Buchsenteil 20 und ein Steckerteil 30, die mit dem Ende des zugehörigen Kabels 27 bzw. 37 verbunden sind.

Das Buchsenteil 20 ist auch in Fig. 1 wiedergegeben, das Steckerteil 30 in Fig. 2.

[0019] Das Buchsenteil 20 enthält - umgeben von einer Isolation 21, 22 - als zentrales stromführendes Element eine röhrchenförmige metallische Kontaktbuchse 24, die für sich genommen in Fig. 4a (oder in einer alternativen Ausgestaltung in Fig. 4b) dargestellt ist. Die Kontaktbuchse 24 ist einstückig ausgebildet und besteht aus einem Metallblech, das um die Längsachse zu einem Röhrchen zusammengebogen ist. Die Kontaktbuchse 24 besteht aus einem für Kontaktzwecke geeigneten Material, dessen Oberfläche veredelt sein kann. Am vorderen Ende der Kontaktbuchse 24 sind zur Verbesserung des elektrischen Kontaktes vorzugsweise Kontaktlamellen 26 (bzw. Kontaktzungen 40 gemäss Fig. 4b) ausgebildet, wie sie für Hochstromkontakte an sich bekannt sind.

Am hinteren Ende der Kontaktbuchse 24 ist ein Crimpanschluss 25 vorgesehen, mittels dessen die Kontaktbuchse mit dem Kabel 27 elektrisch verbunden werden kann. Im Mittelbereich der Kontaktbuchse sind am äusseren Umfang verteilt in zwei Ringen mehrere Rastzungen 28 und 29 angeordnet, die an den einander zugewandten Enden aus dem Metallblech radial nach aussen vorstehen. Der axiale Abstand der beiden Rastzungenringe 28 und 29 ist so bemessen, dass ein an der Isolation 21, 22 des Buchsenteils 20 angeformter ringförmiger Abschnitt 21b (Fig. 6) von vorn einrastend über die Rastzungen 29 geschoben und dann zwischen den Rastzungen 28 und 29 gehalten wird.

Diese Rastverbindung zwischen der Isolation 21, 22 und dem Buchsenteil 24 ermöglicht eine vereinfachte und flexible Montage der Kabelkupplung 10.

[0020] Die Besonderheit der Isolation 21, 22 des Buchsenteils 20 (wie auch des Steckerteils 30) besteht darin, dass sie aus zwei durch Anspritzen miteinander verbundenen und sich gegenseitig durchdringenden harten und weichen Isolationsteilen 21 und 22 besteht, die aus zwei unterschiedlichen, sich vor allem in der Härte unterscheidenden Kunststoffen hergestellt sind.

Das "harte" Isolationsteil 21 übernimmt im Wesentlichen die mechanischen Funktionen:
Fixieren und Halten der Metallteile, in diesem Falle der Kontaktbuchse 24
Verriegeln der Kupplung im zusammengesteckten Zustand
Halten des Kabels 27 auf Zugbelastung
Halten der aufpressbaren Kappe 23.

[0021] Das "weiche" Isolationsteil 22 übernimmt im Wesentlichen die Schutz- und Dichtfunktionen:
Abdichtung des Innenbereiches auf der Kabelseite
Abdichtung des Kontaktbereiches
Absorption von Schlag- und Stossbelastung

[0022] Wie bereits weiter oben erwähnt, ist am harten Isolationsteil 21 zum Fixieren und Halten der Kontaktbuchse 24 ein ringförmiger Abschnitt 21b angeformt, mit dem die Isolation 21, 22 von vorn über die Kontaktbuchse 24 geschoben bzw. in welchen die Kontaktbuchse 24 hineingesteckt werden kann.

Der ringförmige Abschnitt 21b gleitet dann über den Ring von Rastzungen 29 und kommt dann einrastend zwischen den Rastzungen 28 und 29 zu liegen. Vom ringförmigen Abschnitt 21b ausgehend setzt sich der harte Isolationsteil 21 konisch erweiternd fort und erleichtert so das Einführen der Kontaktbuchse 24 in die Isolation 21, 22.

[0023] Zum Verriegeln der Kupplung 10 im zusammengesteckten Zustand sind am harten Isolationsteil 21 auf gegenüberliegenden Seiten zwei sich in axialer Richtung nach vorn erstreckende Schnapper 21c und 21d angeformt, die beim Zusammenstecken von Buchsenteil 20 und Steckerteil 30 (Fig. 6 --> Fig.

7) in entsprechende Aussparungen 17a und 17b am vorderen hohlzylindrischen Abschnitt 31c des harten Isolationsteils 31 der Isolation 31, 32 des Steckerteils 30 einrastend eingreifen.

[0024] Zum Halten des Kabels 27 auf Zugbelastung dient vor allem ein Kranz von Krallen 21a, die am hinteren Ende des harten Isolationsteils 21 angeformt sind, sich nach hinten in axialer Richtung erstrecken und an ihren hinteren Enden in radialer Richtung federnd auslenkbar sind. Durch Aufschieben der Kappe 23 von hinten auf die Isolation 21, 22 werden die harten Krallen 21a zentrisch gegen das Kabel 27 gepresst und führen so zu einer Zugentlastung in axialer Richtung.

[0025] Damit die Kappe 23 auf einfache und sichere Weise mit der Isolation 21, 22 verbunden werden kann, ist auf dem harten Isolationsteil 21 unmittelbar vor den Krallen 21a ein Sägezahngewinde 11 (Fig. 3c) angeordnet.

Die Kappe 23 wird von hinten über das Sägezahngewinde 11 aufgepresst. Dabei ist die notwendige Kraft für das Verschieben der Kappe 23 aufgrund der Geometrie des Gewindes in Montage-Richtung kleiner als in der Gegenrichtung. Mittels Sperrnocken 12, 13 an der Isolation 21, 22 (Fig. 3) und entsprechenden Sperrnocken 14 an der Kappe 23 (Fig. 1) wird verhindert, dass die Kappe 23 durch Drehen demontiert werden kann. Aufgrund der unsymmetrischen Nockengeometrie (Fig. 3a) ist jedoch eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn mit speziellem Werkzeug möglich.

[0026] Das weiche Isolationsteil 22 umschliesst mit seinen vorderen Abschnitten 22b und 22c einen Teil des harten Isolationsteils 21 sowie das nach vorne herausstehende Teil der Kontaktbuchse 24. Damit ist die Kontaktbuchse 24 auch im ausgesteckten Zustand der Kupplung 10 berührungssicher isoliert.

Ein hinterer Abschnitt 22a des weichen Isolationsteils 22 ist konzentrisch innerhalb der Krallen 21a angeordnet und umschliesst am hinteren Ende dichtend das Kabel 27. Die Abdichtung wird dadurch verbessert, dass der Abschnitt 22a beim Aufpressen der Kappe 23 zusammen mit den Krallen 21a zentrisch gegen das Kabel 27 gepresst wird.

[0027] Zur Abdichtung des zwischen den beiden Kupplungsteilen 20 und 30 befindlichen Kontaktbereiches im zusammengesteckten Zustand der Kupplung 10 sind am mittleren Abschnitt 22b des weichen Isolationsteils 22 die Kontaktbuchse 24 ringförmig umgebende Dichtlippen 41 angeformt, mit welchen das Buchsenteil 20 beim Zusammenstecken der Kabelkupplung 10 dichtend in einen den Kontaktstecker 34 des Steckerteils 30 konzentrisch umgebenden, hohlzylindrischen Abschnitt 31c einfährt.

Durch die angeformten Dichtungslippen aus weichem Kunststoff kann auf den Einsatz von separaten Dichtungselementen wie z.B. O-Ringen oder dgl. verzichtet werden.

[0028] Das harte Isolationsteil 21 und das weiche Isolationsteil 22 werden durch Anspritzen der beiden unterschiedlich harten Kunststoffe zu einer Isolation 21, 22 verbunden, die unabhängig von Kontaktbuchse 24 vorliegt. Die Montage der Kontaktbuchse 24 mit dem angecrimpten Kabel 27 erfolgt durch Einschieben von der Kabelausgangsseite her. Die Teile werden in der Endposition automatisch verriegelt und können nicht mehr demontiert werden.

Das Buchsenteil 20 besteht somit nur aus drei Teilen, nämlich der Kontaktbuchse 24, der Isolation 21, 22, und der Kappe 23.

[0029] Durch die enge Verbindung und gegenseitige Durchdringung von hartem Isolationsteil 21 und weichem Isolationsteil 22 wird eine gute Absorption von Schlag- und Stossbelastung sichergestellt. Durch das unterschiedliche Bruchverhalten der beiden unterschiedlich harten Werkstoffe wird verhindert, dass bei einem Schadensfall (z.B. Schlag auf die Kupplung bei Minus-Temperatur) ström- und spannungsführende Teile berührt werden können. Eine partielle Zerstörung der Isolationsteile hat keinen negativen Einfluss auf die Schutzwirkung der Isolation.

[0030] Das Steckerteil 30 (Fig. 2 und Fig. 6) ist hinsichtlich der Isolation analog zum Buchsenteil 20 aufgebaut.

Im Zentrum der Isolation 31, 32, die ebenfalls aus einem harten Isolationsteil 31 und einem weichen Isolationsteil 32 besteht, ist in einem ringförmigen Abschnitt 31b des harten Isolationsteils 31 ein einstückiger Kontaktstecker 34 (Fig. 5) einrastend gehalten. Der Kontaktstecker 34, der ebenfalls aus einem Metallblech gebogen und vorne als Stift 36 ausgebildet ist, ist dazu mit entsprechenden Rastzungen 38, 39 ausgestattet. Für den Anschluss des Kabels 37 ist auch hier ein Crimpanschluss 35 vorgesehen.

[0031] Das harte Isolationsteil 31 ist ebenfalls mit Krallen 31a zur Kabelzugentlastung versehen, die einen dichtenden und stossabsorbierenden Abschnitt 32a des weichen Isolationsteils 32 konzentrisch umschliessen.

Ein vorderer Abschnitt 32b des weichen Isolationsteils 32 umgibt schützend den hohlzylindrischen Abschnitt 31c des harten Isolationsteils 31, der den Kontaktstecker 34 berührungssicher umgibt, zusammen mit den Dichtlippen 41 den Kontaktbereich abdichtet, und am vorderen Ende die Aussparungen 17a und 17b für die Verriegelung der Kupplung 10 enthält. Auch beim Steckerteil 30 ist eine aufpressbare Kappe 33 vorgesehen, die beim Aufpressen mit einem entsprechenden Sägezahngewinde 19 (Fig. 2) zusammenwirkt und durch Sperrnocken 15,16 gesichert wird. Das Steckerteil 30 umfasst ebenfalls nur drei Teile (Isolation 31, 32, Kontaktstecker 34 und Kappe 33) und wird in der gleichen Weise montiert wie das Buchsenteil 20.

[0032] Für die weichen Isolationsteile 22 bzw. 32 wird als Kunststoff vorzugsweise ein thermoplastisches Elastomer TPE verwendet.

Für die harten Isolationsteile 21 bzw. 31 wird vorzugsweise ein Thermoplast verwendet. Die Kombination der beiden verschiedenen Kunststoffarten dient der optimalen Nutzung der unterschiedlichen Eigenschaften: Das Thermoplast-Elastomer übernimmt die Schlagdämpfung und die Dichtung, während der harte Thermoplast die mechanische Einrasthalterung der elektrischen Kontaktteile und die mechanische Verriegelung der Steckverbindung übernimmt.

[0033] Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung eine Kabelkupplung mit folgenden Eigenschaften und Vorteilen:
Die Kabelverbindung besteht aus einer Buchsen-Stecker-Verbindung, bei der die stromführenden Metallteile in einer aus 2 unterschiedlichen Kunststoffen gespritzten Isolation eingebaut sind.

Dabei sind die Eigenschaften einer "harten" Isolation und einer "weichen" Auskleidung und Umhüllung vereint.
Das "harte" Isolationsteil dient zum Fixieren und Halten der Metallteile, Verriegeln der Kupplung im zusammengesteckten Zustand und Halten des Kabels auf Zugbelastung (Kabelzug-Entlastung).
Die "weiche" Komponente der Isolation übernimmt die Abdichtung des Innenbereiches und die Absorption von Schlag- und Stossbelastung.
Durch das unterschiedliche Bruchverhalten der beiden Werkstoffe wird verhindert, dass bei einem Schadensfall (z.B. Schlag auf die Steckkupplung bei Minus-Temperatur) stromführende Teile berührt werden können. Eine partielle Zerstörung der Isolations-Teile hat keinen negativen Einfluss auf die Schutzwirkung der Isolation.
Durch Aufschieben der Aufpresskappe werden die weiche Isolation und die harten Krallen zentrisch gegen das Kabel gepresst.

Dadurch wird der Innenbereich abgedichtet und die Kabelisolation gegen axiale Zugbelastung gesichert.
Die Aufpresskappe wird von hinten über ein Sägezahngewinde aufgepresst. Dabei ist die notwendige Kraft für das Verschieben der Aufpresskappe aufgrund der Geometrie des Gewindes in Montage-Richtung kleiner als in der Gegenrichtung.
Mittels Sperrnocken an der Isolation und der Kappe wird verhindert, dass die Kappe durch Drehen demontiert werden kann. Aufgrund der Nockengeometrie ist eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn mit speziellem Werkzeug möglich.
Die Montage der Metall-Teile mit angecrimptem Kabel erfolgt durch Einschieben von der Kabelausgangsseite her. Die Teile werden in der Endposition automatisch verriegelt und können nicht mehr demontiert werden.
Eine fälschliche Montage der Buchse in der Steckerisolation ist bedingt durch geometrische Ausprägungen nicht möglich.

Beim Steckerteil wird eine Verriegelung in der Buchsenisolation verhindert.
Verriegeln der Kupplung über 2 an der Buchsen-Isolation angeformten Schnapper.
Beim Zusammenstecken werden diese Schnapper durch rechteckige Aussparungen in der Stecker-Isolation geschoben und verhaken sich in der Endposition.
Bei Bedarf können diese Schnapper mit einem zusätzlich anzubringenden Teil gegen ein Lösen gesichert werden.

Ein Lösen ist dann nur mit einem speziellen Werkzeug möglich.

Bezugszeichenliste

[0034]
10 : Kabelkupplung (steckbar)
11,19 : Sägezahngewinde
12, ...,16 : Sperrnocken
17a, b : Aussparung (rechteckig)
18 : Aussparung
20 : Buchsenteil
21 : Isolationsteil (hart)
21a : Kralle (hartes Isolationsteil)
21b : ringförmiger Abschnitt (hartes Isolationsteil)
21c, d : Schnapper (hartes Isolationsteil)
22 : Isolationsteil (weich)
22a, b, c : Abschnitt (weiches Isolationsteil)
23 : Kappe (aufpressbar)
24 : Kontaktbuchse
25 : Crimpanschluss
26 : Kontaktlamelle (Lamellensteg)
27 : Kabel
28, 29 : Rastzunge
30 : Steckerteil
31 : Isolationsteil (hart)
31a : Kralle
31b : ringförmiger Abschnitt (hartes Isolationsteil)
31c : hohlzylindrischer Abschnitt (hartes Isolationsteil)
32 : Isolationsteil (weich)
32a, b : Abschnitt (weiches Isolationsteil)
33 : Kappe (aufpressbar)
34 : Kontaktstecker
35 :

Crimpanschluss
36 : Stift
37 : Kabel
38, 39 : Rastzunge
40 : Kontaktzunge
41 : Dichtlippe

Claims

1. Steckbare Kabelkupplung (10), insbesondere für den Einsatz im Photovoltaikbereich, welche ein Buchsenteil (20) und ein Steckerteil (30) umfasst, in denen eine metallische Kontaktbuchse (24) bzw. ein metallischer Kontaktstecker (34) jeweils von einer Isolation (21, 22 bzw. 31, 32) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Kontaktbuchse (24) und der metallische Kontaktstecker (34) in der zugehörigen Isolation (21, 22 bzw. 31, 32) einrastend gehalten wird, und dass die Isolation (21, 22 bzw. 31, 32) jeweils aus wenigstens zwei Isolationsteilen (21, 22 bzw. 31, 32) aus Materialien unterschiedlicher Härte zusammengesetzt ist, wobei die harten Isolationsteile (21 bzw. 31) zum Fixieren und Halten der metallischen Kontaktteile (24 bzw. 34) ausgebildet sind, und die weichen Isolationsteile (22 bzw.

32) zum Abdichten der Kabelkupplung (10) und zur Absorption von Schlag- und/oder Stossbelastung ausgebildet sind.

2. Kabelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den harten Isolationsteilen (21, 31) Mittel (17a, b; 21c, d) zum Verriegeln der Kabelkupplung (10) im zusammengesteckten Zustand angeordnet sind.

3. Kabelkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verriegelungsmittel am harten Isolationsteil (21, 31) des Buchsenteils (20) oder des Steckerteils (30) sich in Steckrichtung erstreckende Schnapper (21c, d) angeformt sind, und am harten Isolationsteil (21, 31) des Steckerteils (30) oder des Buchsenteils (20) Aussparungen (17a, b) angeordnet sind, durch welche die Schnapper (21c, d) beim Zusammenstecken der Kabelkupplung einrastend hindurchreichen.

4. Kabelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den harten Isolationsteilen (21, 31) Mittel (21a, 31a) zum Halten der im Buchsenteil (20) und im Steckerteil (30) endenden Kabel (27 bzw. 37) auf Zugbelastung angeordnet sind.

5. Kabelkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Haltemittel am harten Isolationsteil (21, 31) des Buchsenteils (20) oder des Steckerteils (30) sich entgegen der Steckrichtung erstreckende, ringförmig um das Kabel (27, 37) herum angeordnete und in radialer Richtung auslenkbare Krallen (21a, 31a) angeformt sind, welche durch eine auf die Isolation (21, 22 bzw. 31, 32) in axialer Richtung von hinten aufpressbare Kappe (23 bzw. 33) radial nach innen gegen das Kabel (27, 37) gepresst werden.

6. Kabelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Halten der aufgepressten Kappen (23, 33) an den harten Isolationsteilen (21, 31) jeweils ein Sägezahngewinde (11, 19) angeformt ist, über welches die Kappe (23, 33) beim Aufpressen einrastend greift.

7. Kabelkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verhindern einer Demontage der Kappen (23, 33) ohne Werkzeug durch Abdrehen an den Kappen (23, 33) und an den harten Isolationsteilen (21, 31) Sperrnocken (12, ..., 16) angeformt sind.

8. Kabelkupplung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (22a, 32a) zum Abdichten der Kabel (27, 37) vorgesehen sind, welche die Kabel (27, 37) ringförmig umschliessen und zusammen mit den Krallen (21a, 31a) beim Aufpressen der Kappen (23, 33) radial gegen das Kabel gepresst werden.

9. Kabelkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtmittel jeweils einen innerhalb der Krallen (21a, 31a) angeordneten Abschnitt (22a, 32a) des weichen Isolationsteils (22, 32) umfassen.

10. Kabelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abdichten der Kabelkupplung (10) im zusammengesteckten Zustand am weichen Isolationsteil (22) des Buchsenteils (20) die Kontaktbuchse (24) ringförmig umgebende Dichtlippen (41) angeformt sind, mit welchen das Buchsenteil (20) beim Zusammenstecken der Kabelkupplung (10) dichtend in einen den Kontaktstecker (34) konzentrisch umgebenden, hohlzylindrischen Abschnitt (31c) einfährt.

11. Kabelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren und Halten der metallischen Kontaktteile (24 bzw. 34) an den harten Isolationsteilen (21, 31) jeweils ein ringförmiger Abschnitt (21b, 31b) ausgebildet ist, in welchen das jeweilige Kontaktteil (24 bzw. 34) in Steckrichtung einsteckbar ist, und dass an den Kontaktteilen (24, 34) Rastmittel (28, 29; bzw. 38, 39) angeordnet sind, durch welche der ringförmige Abschnitt (21b, 31b) relativ zum Kontaktteil (24, 34) in axialer Richtung fixiert wird.

12. Kabelkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastmittel eine Mehrzahl von auf dem äusseren Umfang der Kontaktteile (24, 34) angeordneten, nach dem Einstecken des Kontaktteils (24, 34) unmittelbar vor und hinter dem ringförmigen Abschnitt (21b, 31b) liegenden Rastzungen (28, 29; bzw. 38, 39) umfassen.

13. Kabelkupplung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktteile (24, 34) jeweils einstückig ausgebildet sind.

14. Kabelkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktteile (24, 34) jeweils aus einem Metallblech gebogen sind.

15. Kabelkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass am kabelseitigen Ende der Kontaktstücke (24, 34) jeweils ein Crimpanschluss (25 bzw. 35) zum elektrischen Anschliessen des Kabels (27 bzw. 37) vorgesehen ist.

16. Kabelkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass am kabelabgewandten Ende der Kontaktstücke (24, 34) jeweils Mittel (26, 40) zur Verbesserung des elektrischen Kontakts vorgesehen sind.

17. Kabelkupplung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (26, 40) zur Verbesserung des elektrischen Kontakts an der Kontaktbuchse (24) Kontaktlamellen (26) oder einen Kranz von Kontaktzungen (40) umfassen.

18. Kabelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige weiche Isolationsteil (22, 32) das jeweilige harte Isolationsteil (21, 31) der Isolation des Steckerteils bzw. der Isolation des Buchsenteils sich jeweils gegenseitig durchdringen und durch Anspritzen hergestellt sind

19. Kabelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Isolationsteile (21, 22 bzw. 31, 32) aus Kunststoffen unterschiedlicher Härte bestehen.

20. Kabelkupplung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass für die weichen Isolationsteile (22 bzw. 32) als Kunststoff ein thermoplastisches Elastomer TPE verwendet wird, und dass für die harten Isolationsteile (21 bzw. 31) ein Thermoplast verwendet wird.