DE102007060574B4

DE102007060574B4 - Steckverbinder für Photovoltaikkabelsätze

Info

Publication number: DE102007060574B4
Application number: DE102007060574A
Authority: DE
Inventors: Michael Stracke; Stefan Jörgens
Original assignee: Lumberg Connect GmbH
Current assignee: Lumberg Connect GmbH
Priority date: 2007-12-15
Filing date: 2007-12-15
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2027-12-16
Also published as: JP2010541213A; ATE533208T1; DE102007060574A1; CN101821909A; US20100311265A1; EP2102946A1; WO2009076917A1; ES2374412T3; EP2102946B1

Abstract

Steckverbinder (10), insbesondere für Photovoltaikanschlusskabel, mit einem Stecker (11), der einen Griffkörper (13), einen Kontaktträger (14) und wenigstens eine in Einsteckrichtung (x) weisende Rastzunge (16) aufweist, die einen zur Steckverbindermantelfläche (15) weisenden Rasthaken (18) trägt und mit einer Buchse (12), die einen Griffkörper (21), eine Kontaktträgeraufnahme (20) und wenigstens einen mit der steckerseitigen Rastzunge (16) korrespondierenden Rasttunnel (22) aufweist, welcher Teil des Griffkörpers (21) ist und in einer außenumfänglich am Griffkörper (21) angeordneten Rastnut (23) endet, wobei in gestecktem Zustand von Stecker (11) und Buchse (12) die Rastzunge (16) den Rasttunnel (22) durchtaucht und der Rasthaken (18) den Rasttunnel (22) – den gesteckten Zustand sichernd – hintergreift und Rasttunnel-Seitenwände (25) bis in den Bereich der Rastnut (23) weitergeführt sind, die so seitlich begrenzte Rastnut (23) in eine zur Steckverbindermantelfläche (15) hin offene Rastausnehmung umgebildet ist, die Rasttunnel-Seitenwände (25) sich in ihrer Höhe bis zur Steckverbindermantelfläche (15) der Buchse (12) erstrecken,...

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere für Photovoltaikanschlusskabel, mit einem Stecker, der einen Griffkörper, einen Kontaktträger und wenigstens eine in Einsteckrichtung weisende Rastzunge aufweist, die einen zur Steckeraußenseite weisenden Rasthaken trägt und mit einer Buchse, die einen Griffkörper, eine Kontaktträgeraufnahme und wenigstens einen mit der steckerseitigen Rastzunge korrespondierenden Rasttunnel aufweist, welcher Teil des Griffkörpers ist und in einer außenumfänglich am Griffkörper angeordneten Rastnut endet, wobei in gestecktem Zustand von Stecker und Buchse die Rastzunge den Rasttunnel durchtaucht und der Rasthaken den Rasttunnel – den gesteckten Zustand sichernd – hintergreift.
Gattungsgemäße Steckverbinder sind aus dem druckschriftlich nicht belegbaren, jedoch aus dem unter anderem von der Anmelderin offenkundig vorbenutzten Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt.
Solaranlagen und Solarkraftwerke umfassen für gewöhnlich eine Vielzahl von Elektrizität erzeugenden Solarpaneelen. Diese Solarpaneele weisen abgehende Kabelsätze auf, mittels derer die erzeugte Elektrizität über verschiedene technische Einrichtungen schließlich zum Netzübergabepunkt geführt wird. Aus Gründen der Montagefreundlichkeit ist es mittlerweile üblich, die Solarpaneele mit einem Anschlusssatz vorzurüsten, der über Steckverbinder mit einer die Elektrizität mehrerer Solarpaneele abführenden Leitung verbunden ist.
Aus Gründen der Betriebssicherheit werden an die Zuverlässigkeit gattungsgemäßer Steckverbinder hohe Ansprüche gestellt. Diese betreffen zum einen die Langlebigkeit der Bauteile, so dass spezielle Kunststoffsorten zum Einsatz gelangen. Zum anderen muss gewährleistet sein, dass sich derartige Steckverbinder nicht selbsttätig trennen. Hierzu werden Stecker und Buchse des Steckverbinders miteinander verrastet.
Bei einer Reihe gattungsgemäßer Steckverbinder – so auch bei jedem der Anmelderin – kann die Verrastung ohne weiteres händisch auf einfache Weise gelöst werden, um zu Wartungszwecken einzelne Solarpaneele vom Leitungsnetz zu trennen, um in den Kabelstrang weitere Abzweigelemente zwecks Anlagenerweiterung einzufügen oder defekte Teile auszutauschen. Dies geschieht, indem mit den Fingern der Hand eines Benutzers in die Rastnuten eingegriffen wird, um die Rasthaken zu entriegeln.
Mit der Etablierung der Solartechnik werden in zunehmender Weise Normen, Vorschriften und Richtlinien erlassen, die der erhöhten Sicherheit von Solaranlagen dienen. Unter anderem ist im Gespräch, händisch entriegelbare Verrastungen von Steckverbindern zukünftig nicht mehr zuzulassen. Auflage wird es werden, dass Steckverbinder für Photovoltaikkabelsätze nur noch mit einem Spezialwerkzeug trennbar sein dürfen.
Für Hersteller von Steckverbindern für Photovoltaikanlagen, die wie die Anmelderin selbst bereits eine Vielzahl von Anlagen ausgerüstet haben, entstehen dabei Probleme. Bei einer über wenigstens 25 Jahre bestehenden Photovoltaikanlage müssen mindestens über dieselbe Zeit Ersatzteile, nach Erlass einer entsprechenden Vorschrift demnach veraltete Steckverbinder, vorgehalten werden. Dies bedingt einen erheblichen logistischen Aufwand und Kapitaleinsatz.
Auf Seiten der Anlagenbetreiber kommt es insbesondere bei einem nachträglichen Ausbau bestehender Anlagen dazu, dass unterschiedliche Steckverbinder verwandt werden, was die Wartung, Instandhaltung und Ergänzung der Anlage beeinträchtigt.
Aus US 6,203,354 B1 ist ein einpoliger Steckverbinder bekannt, welcher steckerseitig zwei Rastzungen aufweist, die buchsenseitig entsprechende Rasttunnel durchstoßen und Rastöffnungen hintergreifen. Die Rastelemente sind über Öffnungen in der Außenumfangsfläche der Buchse zugänglich, so dass die Rasthaken durch manuellen Eingriff entriegelbar sind. Gleiches gilt für den dreipoligen Steckverbinder der US 5,069,634 .
Die US 2005/0233639 A1 offenbart eine Steckverbindung in unterschiedlichen Ausführungsformen, welche buchsen- und steckerseitige Rastelemente aufweist. Dort sind es insbesondere Rastlaschen, die Rasthaken übergreifen und ebenfalls manuell entriegelbar sind.
Einen ebenfalls mehrpoligen Steckverbinder offenbart US 5,080,603 , bei welchem Stecker und Buchse wiederum mittels Rastmitteln aneinander angeordnet sind. Auch hier durchgreifen Rasthaken Rasttunnel, wobei die Rasthaken durch Eingriffe in außenumfänglich zugängliche Rastöffnungen händisch entriegelbar sind. Ähnliches offenbart auch die DE 34 40 043 .
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen den zukünftigen Sicherheitsanforderungen gerecht werdenden Steckverbinder zu schaffen, der sich jedoch mit bereits eingesetzten Steckverbinder-Bestandteilen der Anmelderin kombinieren lässt.
Die Aufgabe wird von einem Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst, wonach die Rasttunnel-Seitenwände bis in den Bereich der Rastnut weitergeführt sind und die so seitlich begrenzte Rastnut in eine zur Steckverbinderaußenseite hin offene Rastausnehmung umgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird lediglich die Buchse des Steckverbinders verändert. Die Rastnut, in welche ohne weitere Probleme mit Daumen und Zeigefinger einer Hand zum Lösen des Steckers eingegriffen werden konnte, wird durch die bis in den Bereich der Rastnut weitergeführten und diese seitlich begrenzenden Rasttunnel-Seitenwände zu einer Rastausnehmung hin verengt. Die seitliche Begrenzung verengt die Rastnut derart, dass zumindest händisch der Steckverbinder nicht mehr lösbar ist, da für händisches Eingreifen die Rastausnehmung keinen Raum bietet.
Um den Zugriff auf die an den steckerseitigen Rastzungen angeordneten Rasthaken weiter zu erschweren, ist vorgesehen, dass die Tunnel seitenwände sich in ihrer Höhe bis zur Außenoberfläche der Buchse erstrecken, so dass die Rastausnehmung als Rastfenster ausgebildet ist, wobei diese Ausführungsform vorteilhaft weiterbildbar ist, indem der Rasthaken innerhalb der Rastausnehmung gegenüber der Steckverbinder-Außenoberfläche wenigstens überstandslos gelagert ist.
Diese lediglich in rückschauender Betrachtungsweise überraschend einfache Veränderung der Buchse gewährleistet vollkommene Steckkompatibilität zum bisherigen System der Anmelderin, da der bestehende Stecker und insbesondere dessen Rastorgane in keinster Weise anzupassen sind. Die Geometrie der buchsenseitigen Gegenrastorgane, nämlich des Rasttunnels und des Bereiches der Rastnut, in welchem der Rasthaken der Rastzunge des Steckers einliegt, werden nicht verändert. Bei vorteilhafter Steckkompatibilität ist ein händisches Entriegeln des erfindungsgemäßen Steckverbinders jedoch nicht möglich, womit die Sicherheit wesentlich verbessert ist.
Ein besseres Verständnis der Erfindung sowie weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
1 einen Steckverbinder aus dem Stand der Technik in gestecktem Zustand,
2 den Steckverbinder des gemäß 1 in ungestecktem Zustand,
3 einen erfindungsgemäßen Steckverbinder in gestecktem Zustand,
4 den Steckverbinder gemäß 3 in ungestecktem Zustand.
In den Zeichnungen ist ein Steckverbinder insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Der Steckverbinder 10 umfasst einen Stecker 11 und eine Buchse 12, welche beide aus Kunststoff gefertigt sind.
Der Stecker 11 weist einen Griffkörper 13 auf, dem in Einsteckrichtung x ein zentraler, hohlkörperartiger Kontaktträger 14 entspringt. Zum Kontaktträger 14 in Richtung Steckverbindermantelfläche 15 hin beabstandet und in Richtung Einsteckrichtung x orientiert, trägt der Griffkörper 13 zwei sich gegenüberliegende Rastzungen 16 an deren zur Buchse 12 gewandten Enden 17 in Richtung Steckverbindermantelfläche 15 bzw. Steckverbinder-Außenumfang gerichtete Rasthaken 18 vorspringen. Am Übergang vom Griffkörper 13 zum Kontaktträger 14 ist ein Dichtelement 19 angeordnet, welches die buchsenseitige Kontaktträgeraufnahme 20 gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit schützt.
In den 1 und 2 ist ein Steckverbinder aus dem Stand der Technik, wie ihn die Anmelderin vertreibt, schematisch dargestellt. Die Buchse 12 weist, wie auch der Stecker 11, einen mit 21 bezeichneten Griffkörper auf, welcher die bereits vorerwähnte, zum Stecker 11 hin offene und im Wesentlichen zylindrisch geformte zentrale Kontaktträgeraufnahme 20 ausbildet. Im Bereich der zum Stecker 11 gewandten Einsteckseite weist die Buchse 12 zwei den Rastzungen 16 des Steckers 11 zugewandte und mit diesen korrespondierende Rasttunnel 22 auf, an die sich in Einsteckrichtung x nachgeordnete Rastnuten 23 anschließen. Die Rasttunnel 22 sind parallel zu einer Steckverbinderlängsachse L orientiert, die Rastnuten 23 sind hingegen orthogonal zur Steckverbinderlängsachse L ausgerichtet. Um die in 2 dargestellten Teile des Steckverbinders 10, nämlich den Stecker 11 und die Buchse 12 zusammenzufügen, wird der Stecker 11 mit seinem Kontaktträger 14 voran in die Kontaktträgeraufnahme 20 der Buchse 12 eingesetzt. Die Rastzungen 16 werden in Richtung der Rasttunnel 22 orientiert und durchdringen beim Einstecken des Steckers 11 in die Buchse 12 die Rasttunnelöffnungen 24.
In dem in 1 dargestellten gesteckten Zustand des Steckverbinders 10 aus dem Stand der Technik haben die Rasthaken 18 die Rasttunnel 22 durchstoßen, wobei sie während dieses Vorganges leicht rückstellelastisch in Richtung Kontaktträger 14 eingerückt wurden. Nach dem Durchstoßen der Rasttunnel 22 gelangen die mit Rasthaken 18 versehenen Enden 17 der Rastzungen 16 in den Bereich der Rastnuten 23, wobei die Rasthaken 18 an der in Einsteckrichtung rückwärtigen Seite der Rasttunnel 22 austreten. Aufgrund der Rückstellelastizität der Rastzungen 16 rücken die Rasthaken 18 in ihre Ausgangsstellung und hintergreifen die Rasttunnel 22, so dass der gesteckte Zustand des Steckverbinders 10 gesichert ist.
Zum Lösen von Stecker und Buchse reicht es im Stand der Technik, mit Daumen und Zeigefinder in die Rastnuten 23 einzudringen, und die Rasthaken 18 zu entriegeln. Um dies zu erleichtern, weist die Rastnut 23 eine zum Nutboden hin abfallende Eingriffsschräge 28 auf. Dann können Stecker 11 und Buchse 12 bequem auseinander gezogen, also getrennt werden.
In den 3 und 4 ist der erfindungsgemäße Steckverbinder 10 in gestecktem wie auch in ungestecktem Zustand dargestellt. Für funktional analoge Bauteile wurden gleiche Bezugsziffern verwendet.
Erfindungsgemäß werden keine Veränderungen am Stecker 11 des Steckverbinders 10 vorgenommen. Auch die Buchse 12 des Steckverbinders 10 bleibt weitestgehend unverändert. Lediglich Rasttunnel-Seitenwände 25 werden bis in den Bereich der Rastnut 23 gezogen und begrenzen diese nunmehr seitlich. Hierdurch entsteht ein lediglich zur Steckverbindermantelfläche 15 hin offener Aufnahmeraum für die Rasthaken 18, der vorliegend als Rastfenster 26 ausgebildet ist. Hierzu wurde die Höhe der Rasttunnel-Seitenwände 25 so bemessen, dass sie mit ihrer Oberkante 27 mit der Steckverbindermantelfläche 15 abschließen. Zusätzlich wurde auf die im Stand der Technik vorhandene Eingriffschräge 28 verzichtet.
Zur weiteren Verengung des Rastfensters 26, also für einen noch weiter verbesserten Schutz gegen händisches Lösen der Rastverbindung wurde die zur Steckverbindermantelfläche 15 hin weisende Öffnung der als Rastfenster 26 ausgebildeten Rastnut 23 durch zusätzliches Material teil weise abgedeckt, so dass in einem in Einsteckrichtung x hinten gelegenen Bereich ein Hohlraum entsteht. Weiterhin ist der Rasthaken 18 derart im Rastfenster gelagert, dass er nicht über die Außenumfangsfläche 15 des Steckverbinders 10 über steht.
Zusammenfassend weist der in den 3 und 4 dargestellte, erfindungsgemäße Steckverbinder 10 den wesentlichen Vorteil auf, dass mittels der Umbildung der Rastnut 23 in ein Rastfenster 26 ein händisches Trennen des Steckverbinders 10 nicht mehr möglich ist. Von besonderem Vorteil hierbei ist jedoch, dass zur Erreichung dieses Sicherheitszieles lediglich die Buchse 12 des Steckverbinders 10 verändert werden muss. Dies ermöglicht es, das Herstellungswerkzeug für den Stecker 11 weiter benutzen zu können. Die Buchse 12 hingegen bleibt in der Geometrie ihrer Rastorgane, welche in Form von Rasttunneln 22 ausgebildet sind, zu denen der Buchse 12 aus dem Stand der Technik (dargestellt in den 1 und 2) unverändert. Infolgedessen kann diese Buchse 12 auch mit Steckern 11 aus dem Stand der Technik verwendet werden, so dass die Steckkompatibilität zu den bisher von der Anmelderin hergestellten Steckverbindern 10 gewährleistet ist. Auch die Außenabmessungen von Stecker 11 und Buchse 12 bleiben mit den bisherigen Steckverbinder identisch, so dass auch der erfindungsgemäße Steckverbinder in gewohnter Weise bei engen Einbauverhältnissen einsetzbar ist. Dies gewährleistet eine einfache Wartung und Instandhaltung von bestehenden Solaranlagen bzw. den dort verwendeten Steckverbindern und erleichtert sowohl auf Seiten des Steckverbinderherstellers wie auch auf Seiten von Solaranlagenbetreibern die Logistik für die Ersatzteilversorgung.

Claims

Steckverbinder (10), insbesondere für Photovoltaikanschlusskabel, mit einem Stecker (11), der einen Griffkörper (13), einen Kontaktträger (14) und wenigstens eine in Einsteckrichtung (x) weisende Rastzunge (16) aufweist, die einen zur Steckverbindermantelfläche (15) weisenden Rasthaken (18) trägt und mit einer Buchse (12), die einen Griffkörper (21), eine Kontaktträgeraufnahme (20) und wenigstens einen mit der steckerseitigen Rastzunge (16) korrespondierenden Rasttunnel (22) aufweist, welcher Teil des Griffkörpers (21) ist und in einer außenumfänglich am Griffkörper (21) angeordneten Rastnut (23) endet, wobei in gestecktem Zustand von Stecker (11) und Buchse (12) die Rastzunge (16) den Rasttunnel (22) durchtaucht und der Rasthaken (18) den Rasttunnel (22) – den gesteckten Zustand sichernd – hintergreift und Rasttunnel-Seitenwände (25) bis in den Bereich der Rastnut (23) weitergeführt sind, die so seitlich begrenzte Rastnut (23) in eine zur Steckverbindermantelfläche (15) hin offene Rastausnehmung umgebildet ist, die Rasttunnel-Seitenwände (25) sich in ihrer Höhe bis zur Steckverbindermantelfläche (15) der Buchse (12) erstrecken, so dass die Rastausnehmung als Rastfenster (26) ausgebildet ist, der Rasthaken (18) innerhalb der Rastausnehmung gegenüber der Steckverbindermantelfläche (15) überstandslos gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Steckverbindermantelfläche (15) hin weisende Öffnung der als Rastfenster (26) ausgebildeten Rastnut (23) durch zusätzliches Material teilweise abgedeckt ist, so dass in einem in Einsteckrichtung (x) hinten gelegenen Bereich ein Hohlraum entsteht.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der steckerseitige Kontaktträger (14) als sich in Einsteckrichtung (x) erstreckender Hohlkörper ausgebildet ist, in dessen inneren Hohlraum ein Steckkontakt angeordnet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die buchsenseitige Kontaktträgeraufnahme (20) Führungsflächen aufweist, die mit Führungsflächen des steckerseitigen Kontaktträgers korrespondieren und ein Einführen des Steckers (11) in die Buchse (12) nur mit dem Rasttunnel (22) zugewandten Rastzungen (16) ermöglichen.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (10) einpolig ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmung derart verengt ist, dass der Steckverbinder (10) lediglich mit einem Spezialwerkzeug lösbar ist.