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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hochstromsteckverbinder,
insbesondere auf einpolige Hochstromsteckverbinder für
Windkraftanlagen.
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Bei
Windkraftanlagen mit horizontaler Rotorachse ist der Generator üblicherweise
in unmittelbarer Nähe des Rotors in der Gondel an der Spitze des
Turms untergebracht. Die Starkstromkabel, die den Generator mit
der Netzeinspeisung am Fuß des Turms verbinden, werden
an der Innenwand des Turms verlegt. Zur Vereinfachung der Montage
der gesamten Windkraftanlage wird der Turm aus einzelnen vormontierten
Segmenten zusammengesetzt. Jedes dieser Segmente enthält
insbesondere bereits einen entsprechenden Abschnitt der Verkabelung.
Im Zuge der Turmmontage werden die Kabelabschnitte der einzelnen
Segmente miteinander verbunden. Auf diese Weise können
die Schwierigkeiten einer nachträglichen Verkabelung vermieden
werden.
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Aus
der US-Druckschrift
US 2006/0199411 ist
ein verbessertes Kabelsystem für eine Windkraftanlage bekannt,
bei dem die Kabelabschnitte jedes Turmsegments an beiden Enden mit
Steckverbindern versehen sind, mit deren Hilfe die einzelnen Kabelabschnitte
bei der Turmmontage miteinander verbunden werden. Dadurch wird sowohl
die Montage als auch die Wartung der Verkabelung vereinfacht.
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Die
für die Verbindung der Starkstromkabelabschnitte eingesetzten
Steckverbinder müssen an die gesteigerten elektrischen
und mechanischen Anforderungen angepasst sein. Typische Leistungswerte
für moderne Windkraftanlagen liegen im Bereich 1 kV bei
1 kA, Kabelquerschnitte im Bereich 400 mm2 bei
Aluminiumkabeln und 300 mm2 bei Kupferkabeln.
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Der
in der oben genannten US-Druckschrift beschriebene Steckverbinder
besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Steckerkontakt und
einer entsprechend ausgestalteten Kupplung, die jeweils axial über
angeformte Crimp-Hülsen mit dem Kabel verbunden werden.
Zur Aufnahme des auf die Steckverbindung wirkenden Zugs ist an der
Innenseite der Kupplungskontakthülse ein radialer Zapfen
und auf dem Steckerkontakt eine entsprechende ringförmige Hinterschneidung
vorgesehen, die in Form eines Bajonettverschlusses ineinander greifen.
Um ein ungewolltes Öffnen der Steckverbindung zu verhindern,
ist der Bajonettverschluss zusätzlich mit einem Ratschenmechanismus
versehen.
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In
den oben beschriebenen Windkraftanlagen wird die Starkstromverkabelung üblicherweise
in Form eines Strangs aus mehreren, unmittelbar nebeneinander angeordneten
Kabel ausgeführt, die mit einer gemeinsamen Kabelschelle
an der Innenseite des Turms befestigt sind. In diesem Fall sind
aber die herkömmlichen Steckverbinder nicht einsetzbar,
da für die voluminösen Stecker und Kupplungen
nebeneinander nicht genug Platz zu finden ist. Ein Verkleinerung
der radialen Abmessungen ist aber auch nicht praktikabel, da angesichts
der hohen Stromstärken sowohl ausreichend Kontaktfläche
als auch Leitungsquerschnitt zur Verfügung gestellt werden
muss.
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Nachteilig
an dem herkömmlichen Steckverbinder ist zusätzlich
die Gefahr einer falschen Verkabelung aufgrund einer Verwechslung
der den drei Phasen jeweils zugeordneten Steckern und Kupplungen.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 44 20 984 A1 ist ein mehrpoliger, kodierbarer
Steckverbinder bekannt, bei dem das Steckerteil und das Buchsenteil
jeweils den einzelnen Polen zugeordnete Profilnuten aufweist, die
beim Zusammenstecken des Steckverbinders aneinander gleitend zur
Anlage kommen. In die Profilnuten können Kodierelemente eingesetzt
werden, die jeweils mit einem aus der Profilnut herausragenden Steg
in die anliegende Profilnut eingreifen. Die Stege nehmen im Querschnitt
der Kodierelemente jeweils nur die halbe Breite der Profilnuten
ein. Die Kodierelemente können in zwei um 180° verdrehten
Stellungen in die Profilnuten eingesetzt werden, so dass ihre Stege
beim Zusammenstecken entweder aneinander vorbei gleiten oder blockierend
aufeinander treffen. Durch geeignet eingesetzte Kodierelemente können
bei einem n-poligen Steckverbinder 2
n verschiedene
Kodierungen realisiert werden.
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Allerdings
ist es für den Benutzer derartiger Steckverbinder praktisch
unmöglich vorab zu erkennen, ob ein bestimmter Stecker
in eine bestimmte Buchsenleiste passt oder nicht. Zum Zusammenstecken
bleibt also nur Versuch und Irrtum, was noch dadurch erschwert wird,
dass es für den Benutzer unmöglich ist zu unterscheiden,
ob die Tatsache, dass sich Stecker und Buchse nicht ohne weiteres
zusammenstecken lassen, auf eine unterschiedliche Kodierung oder
auf andere mechanische Schwierigkeiten zurückzuführen
ist. Außerdem ist die Verwendung mehrpoliger Steckverbinder
zur Verbindung der Starkstromkabel einer Windkraftanlage angesichts der
Kabelquerschnitte und der erforderlichen Kontaktkräfte
unpraktikabel.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten Hochstromsteckverbinder
für den Einsatz in Windkraftanlagen bereitzustellen.
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Dies
wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs erreicht.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Es
ist der besondere Ansatz der vorliegenden Erfindung, den Steckerkontakt
und den Kupplungskontakt einer Steckverbindung so auszugestalten,
dass die Längserstreckung des Stecker- bzw. Kupplungsquerschnitts
die Quererstreckung übersteigt. Auf diese Weise können
sowohl die geometrischen Anforderungen hinsichtlich der platzsparenden
Anordnung mehrerer Steckverbinder nebeneinander, als auch die elektrischen
Anforderungen hinsichtlich der notwendigen Leitungsquerschnitte
und der Kontaktflächen gleichzeitig erfüllt werden.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird ein einpoliger Hochstromsteckverbinder
für eine Windkraftanlage zur Verfügung gestellt.
Der Hochstromsteckverbinder umfasst einen Steckerkontakt in einem
Steckergehäuse und einen Kupplungskontakt in einem Kupplungsgehäuse
und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerkontakt und der
Kupplungskontakt einen Querschnitt aufweisen, dessen Längserstreckung
seine Quererstreckung übersteigt.
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Insbesondere
kann der Steckerkontakt und der Kupplungskontakt einen ovalen Querschnitt,
einen im wesentlichen rechteckigen, nicht-quadratischen Querschnitt,
oder einen im wesentlichen rechteckigen, nicht-quadratischen Querschnitt
mit abgerundeten oder abgeschrägten Ecken aufweisen.
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Vorzugsweise
hat der Kupplungskontakt im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders
und der Steckerkontakt im wesentlichen die Form eines Zylinders,
wobei der Steckerkontakt in einer Steckrichtung parallel zur Zylinderachse
des Steckerkontakts und parallel zur Zylinderachse des Kupplungskontakts
in den Kupplungskontakt einführbar ist.
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Vorteilhafterweise
weist der Hochstromsteckverbinder wenigstens ein quer zur Steckrichtung
im Kupplungskontakt angeordnetes, ringförmiges Federelement
auf, das den Steckerkontakt im Kupplungskontakt umschließen
und dadurch geklemmt halten kann. Vorzugsweise ist das Federelement
eine torusförmig gewickelte Spiralfeder. Die durch das
Federelement ausgeübte Kontaktkraft sorgt für
eine sichere elektrische Verbindung des Steckerkontakts mit dem
Kupplungskontakt und einen geringen Übergangswiderstand.
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Vorzugsweise
sind auf der Innenseite des Kupplungskontakts Vorsprünge
zur Fixierung des Federelements vorgesehen, um zu verhindern, dass das
Federelement beim Zusammenstecken oder Trennen der Steckverbindung
im Kupplungskontakt verschoben wird.
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Vorteilhafterweise
sind der Steckerkontakt und der Kupplungskontakt als Stanzbiegeteil
ausgeführt, so dass eine kostengünstige, hochvolumige Serienfertigung
des Steckverbinders realisiert werden kann.
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Vorteilhafterweise
wird der Kupplungskontakt in dem Kupplungsgehäuse durch
einen an dem Kupplungsgehäuse angebrachten Rasthaken verrastet
und der Rasthaken beim Verbinden des Steckers mit der Kupplung durch
den Steckerkontakt oder das Steckergehäuse verriegelt.
In gleicher Weise kann der Steckerkontakt in dem Steckergehäuse
durch einen an dem Steckergehäuse angebrachten Rasthaken
verrastet und der Rasthaken beim Verbinden des Steckers mit der
Kupplung durch den Kupplungskontakt oder das Kupplungsgehäuse
verriegelt werden. Auf diese Weise ist ein fester Sitz des Kupplungs- und
Steckerkontakts in dem jeweiligen Gehäuse sichergestellt.
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Vorteilhafterweise
weist der Hochstromsteckverbinder eine von außen sichtbare
Kodierung auf, um eine versehentliche Verpolung unterschiedlicher
Kabel zu verhindern.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist das Steckergehäuse
mit einer Profilnut zur Aufnahme eines von mehreren verschiedenen
Steckerkodierelementen und das Kupplungsgehäuse mit einer
der Profilnut des Steckergehäuses gegenüberliegenden
Profilnut zur Aufnahme eines von mehreren verschiedenen Kupplungskodierelementen
versehen, wobei jedes der verschiedenen Steckerkodierelemente mit
genau einem der verschiedenen Kupplungskodierelemente zusammenwirkt
und so eine mechanische Kodierung der Steckverbindung ermöglicht.
Auf diese Weise kann eine versehentliche Verpolung nebeneinander
angeordneter Kabel ausgeschlossen werden.
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Vorzugsweise
weisen die Steckerkodierelemente einen parallel zur Steckrichtung
verlaufenden Steg auf, der in eine entsprechende Nut des zugehörigen
Kupplungskodierelements eingreift, wobei der Steg bzw. die Nut bei
den verschiedenen Ste cker- bzw. Kupplungskodierelementen an jeweils
verschiedenen Stellen angeordnet ist. Alternativ können
auch die Kupplungskodierelemente einen parallel zur Steckrichtung
verlaufenden Steg aufweisen, der in eine entsprechende Nut des zugehörigen
Steckerkodierelements eingreift, wobei der Steg bzw. die Nut bei
den verschiedenen Kupplungs- bzw. Steckerkodierelementen an jeweils
verschiedenen Stellen angeordnet ist. In beiden Fällen
kann auf einfache Weise eine zuverlässige mechanische Kodierung
erzielt werden.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die verschiedenen
Steckerkodierelemente und die verschiedenen Kupplungskodierelemente
eine der mechanischen Kodierung entsprechende farbliche Kodierung
auf. Zusätzlich kann das Steckergehäuse oder das
Kupplungsgehäuse ein im Bereich der Profilnut angeordnetes
Sichtfenster aufweisen, durch das die farbliche Kodierung des Stecker-
bzw. Kupplungskodierelements zu erkennen ist. Dadurch kann die mechanische
Kodierung durch den Monteur leicht erkannt werden und die korrekte
Verbindung mehrerer unterschiedlicher Kabel wird entsprechend vereinfacht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Kupplungskontakt
in dem Kupplungsgehäuse durch einen an dem Kupplungsgehäuse
angebrachten Rasthaken verrastet und der Rasthaken nach der Aufnahme
des Kupplungskodierelements in die Profilnut durch das Kupplungskodierelement
verriegelt. Umgekehrt kann auch der Steckerkontakt in dem Steckergehäuse
durch einen an dem Steckergehäuse angebrachten Rasthaken
verrastet und der Rasthaken nach der Aufnahme des Steckerkodierelements
in die Profilnut durch das Steckerkodierelement verriegelt werden.
Auf diese Weise ist ein fester Sitz der Kontakte in den Gehäusen
sichergestellt und das Kodierelement dient zugleich zur Verriegelung des
Kontakts.
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Die
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten
Abbildungen beschrieben, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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2 eine
perspektivische Schnittzeichnung des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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3 eine
Explosionszeichnung des Steckers des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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4 eine
Explosionszeichnung der Kupplung des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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5A eine
Explosionszeichnung des Steckerkontakts des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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5B eine
Explosionszeichnung des Kupplungskontakts des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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6A eine
Seitenansicht des Steckerkontakts des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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6B eine
Draufsicht des Steckerkontakts des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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6C eine
Frontansicht des Steckerkontakts des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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7A eine
Seitenansicht des Kupplungskontakts des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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7B eine
Draufsicht des Kupplungskontakts des erfindungsgemäßen
Stockverbinders zeigt,
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7C eine
Frontansicht des Kupplungskontakts des erfindungsgemäßen
Steckverbinders zeigt,
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8A eine
perspektivische Ansicht der verschiedenen Steckerkodierelemente
zeigt, und
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8B eine
perspektivische Ansicht der verschiedenen Kupplungskodierelemente
zeigt.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen
Steckverbinders, der in 2 auch im Querschnitt dargestellt
ist. Der Steckverbinder umfasst einen Stecker 100 und eine
Kupplung 200. In 1 sind zudem
Kabelabdichtungen 160, 260 an den Kabeleingängen
zu erkennen, die die nicht dargestellten Kabel umschließen
und das Eindringen von Wasser oder anderen Flüssigkeiten
in den Stecker bzw. die Kupplung verhindern. Außerdem ist
ein weiteres Dichtungssystem 261 für das Steckgesicht
vorgesehen, das die Verbindung zwischen Stecker und Kupplung abdichtet.
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Dargestellt
sind auch Kodierelemente 150, 250, mit denen ein
versehentliches Zusammenstecken des falschen Steckers mit der falschen
Buchse mechanisch verhindert wird. Außerdem ist ein Sichtfenster 124 zu
erkennen, durch das zusätzlich eine farbliche Kodierung
zusammengehöriger Stecker und Buchsen realisiert wird.
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Der
Steckverbinder ist mit einem Einrastmechanismus versehen, der bei
vollständigem Zusammenstecken von Stecker und Kupplung
einen hörbaren Klick erzeugt. Der Einrastmechanismus wird durch
eine Einrastfeder 226 auf dem Kupplungsgehäuse 220 und
einer zugehörigen Einrastöffnung 126 im
Steckergehäuse 120 gebildet. Um die Steckverbindung
zu lösen, muss die Einrastfeder 226 durch die
Einrastöffnung 126 hindurch niedergedrückt
werden. Auf diese Weise kann auch ein ungewolltes Öffnen
der Steckverbindung verhindert werden.
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Im
Steckergehäuse 120 ist ein Rasthaken 125 vorgesehen,
mit dem der Steckerkontakt 110 im Steckergehäuse 120 verrastet
ist. In ähnlicher Weise ist auch der Kupplungskontakt 210 mit
dem Kupplungsgehäuse 220 über einen Rasthaken 225 verrastet.
Wie insbesondere in 2 zu erkennen ist, wird der
Rasthaken 125 durch den Kupplungskontakt 210 verriegelt,
so dass ein fester Sitz des Steckerkontakts im Steckergehäuse
sichergestellt ist. Der Rasthaken 225 des Kupplungsgehäuses
wiederum wird, wie weiter unten beschrieben wird, durch das Kodierelement 250 verriegelt.
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Im
Kupplungskontakt sind quer zur Steckrichtung ringförmige
Federelemente 215 vorgesehen, die bei eingestecktem Steckerkontakt
zwischen dem Steckerkontakt und dem Kupplungskontakt verspannt sind
und den eigentlichen elektrischen Kontakt bilden. Die Federelemente
werden vorzugsweise durch torusförmig gewickelte Spiralfedern
gebildet. In dem Kupplungskontakt sind zudem Vorsprünge 212 vorgesehen,
um die Federelemente an Ort und Stelle zu halten.
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Sowohl
der Steckerkontakt, als auch der Kupplungskontakt sind mit einem
Crimp-Anschluss (114, 214) versehen. Um die elektrische
Verbindung mit dem Kabel herzustellen, wird das blanke Kabel in den
hülsenförmigen Crimp-Anschluss eingeführt
und mit diesem verpresst. Um auch bei Aluminiumkabeln einen sicheren
elektrischen Kontakt zu gewährleisten, kann zusätzlich
ein perforiertes Stanzgitter (117, 217) vorgesehen
werden, das beim Verpressen die Oxidschicht an der Oberfläche
des Aluminiumkabels aufreißt und so für einen
niedrigen Übergangswiderstand sorgt.
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Stecker-
und Kupplungsgehäuse sowie die Kodierelemente werden aus
einem nicht-leitenden Material, vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.
Zur hochvolumigen Fertigung bietet sich die Spritzgusstechnik an.
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Stecker-
und Kupplungskontakt bestehen vorzugsweise aus verzinntem Kupfer,
die Federelemente aus versilbertem Berylliumkupfer und die perforierten
Stanzgitter aus verzinntem Messing. Stecker- und Kupplungskontakt
sowie die perforierten Stanzgitter können vorteilhafterweise
als Stanzbiegeteil gefertigt werden.
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3 zeigt
eine Explosionszeichnung des Steckers des erfindungsgemäßen
Steckverbinders mit dem Steckerkontakt 110, dem Steckergehäuse 120 und
dem Steckerkodierelement 150.
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Der
Steckerkontakt weist zumindest im Steckbereich einen ovalen Querschnitt
auf. Der Steckbereich wird durch einen Anschlag 113 zur
Anschlussseite hin begrenzt, der bei vollständigem Zusammenstecken
mit der Kupplung zum Anliegen kommt. Der Steckerkontakt weist außerdem
eine Anschlusshülse 114 auf, deren Querschnitt
an den Querschnitt des anzuschließenden Kabels angepasst
ist. Typischerweise hat die Anschlusshülse hat einen kreisförmigen
Querschnitt mit einem Innendurchmesser von 27,7 mm bei einem Kabelquerschnitt
von 600 mm2.
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Der
Steckerkontakt wird von der Kabelseite her in das Steckergehäuse
eingeführt und mit diesem verrastet.
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Das
Steckergehäuse weist Profilnuten 122 auf, die
zur Aufnahme eines Steckerkodierelements 150 dienen. Die
Steckerkodierelemente haben seitlich angeordnete Rastnasen 151,
mit denen das Kodierelement, von der Steckerseite her kommend, in dem
Steckergehäuse verrastet wird.
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Die
Steckerkodierelemente weisen zudem eine in Steckrichtung verlaufende
Nut 155 auf, die zur Aufnahme des Stegs des entsprechenden
Kupplungskodierelements dient. Die Position der Nut ist bei den
verschiedenen Steckerkodierelementen unterschiedlich, so dass eine
mechanische Kodierung des Steckers ermöglicht wird.
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Um
neben der mechanischen Kodierung auch eine farbliche Kodierung des
Steckers zu ermöglichen, können die verschiedenen
Steckerkodierelemente zudem in unterschiedlichen Farben ausgeführt
sein. Die Farbe des im Steckergehäuse eingesetzten Kodierelements
kann vom Benutzer durch das Sichtfenster 124 des Steckergehäuses
erkannt werden.
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4 zeigt
eine Explosionszeichnung der Kupplung des erfindungsgemäßen
Steckverbinders mit dem Kupplungskontakt 210, dem Kupplungsgehäuse 220 und
dem Kupplungskodierelement 250.
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Der
Kupplungskontakt 210 weist zumindest im Steckbereich einen
ovalen Querschnitt auf, der an den Querschnitt des Steckerkontakts 110 und
die Abmessungen der Federelemente 215 angepasst ist. Der
Kupplungskontakt weist ebenso wie der Steckerkontakt eine Anschlusshülse 214 auf,
deren Querschnitt an den Querschnitt des anzuschließenden Kabels
angepasst ist.
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Der
Kupplungskontakt wird von der Kabelseite her in das Kupplungsgehäuse
eingeführt und mit diesem über den Rasthaken 225 und
die Rastöffnung 211 verrastet.
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Das
Kupplungsgehäuse weist ebenfalls Profilnuten 222 auf,
die zur Aufnahme eines Kupplungskodierelements 250 dienen.
Die Kupplungskodierelemente haben seitlich angeordnete Rastnasen 251, mit
denen das Kodierelement, von der Steckerseite her kommend, in dem
Kupplungsgehäuse verrastet wird.
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Die
Kupplungskodierelemente weisen einen in Steckrichtung verlaufenden
Steg 255 auf, der von der Nut des entsprechenden Steckerkodierelements aufgenommen
wird. Die Position des Stegs ist bei den verschiedenen Kupplungskodierelementen
unterschiedlich, so dass eine mechanische Kodierung der Kupplung
ermöglicht wird.
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Um
neben der mechanischen Kodierung auch eine farbliche Kodierung der
Kupplung zu ermöglichen, können die verschiedenen
Kupplungskodierelemente analog zu den verschiedenen Steckerkodierelementen
in unterschiedlichen Farben ausgeführt sein.
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Neben
der mechanisch/farblichen Kodierung der Kupplung verriegelt das
Kodierelement 250 zusätzlich die Verrastung des
Kupplungskontakts 210 im Kupplungsgehäuse 220.
Um den Kupplungskontakt im Kupplungsgehäuse zu verrasten,
muss der Rasthaken 225 beim Einschieben des Kupplungskontakts
nach oben ausweichen, bis er in der Rastöffnung 211 einschnappt.
Umgekehrt muss der Rasthaken zum Entfernen des Kupplungskontakts
aus dem Kupplungsgehäuse angehoben werden, um den Kupplungskontakt
freizugeben. Diese Bewegungsfreiheit wird dem Rasthaken aber durch
das in die Profilnuten eingeschobene Kodierelement genommen, so
dass der Kupplungskontakt im Kupplungsgehäuse verriegelt
ist.
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5A zeigt
eine Explosionszeichnung des Steckerkontakts des erfindungsgemäßen
Steckverbinders mit dem eingesetzten perforierten Stanzgitter 117. 5B zeigt
eine Explosionszeichnung des Kupplungskontakts des erfindungsgemäßen
Steckverbinders mit dem eingesetzten perforierten Stanzgitter 217 und
den Federelementen 215.
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Die 6A–6C zeigen
eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Frontansicht des Steckerkontakts
des erfindungsgemäßen Steckverbinders. Deutlich
zu erkennen ist der ovale Querschnitt des Steckerkontakts im Steckbereich.
Typische Werte für die lange und die kurze Achse des ovalen
Außenquerschnitts betragen 35 mm bzw. 15 mm. Die Länge
des Steckbereichs beträgt von der Spitze des Steckerkontakts
bis zum Anschlag 113 etwa 58 mm. Die Gesamtlänge
des Steckerkontakts kann 115 mm betragen.
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Die 7A–7C zeigen
eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Frontansicht des Kupplungskontakts
des erfindungsgemäßen Steckverbinders. Deutlich
zu erkennen ist auch hier der ovale Querschnitt des Kupplungskontakts
im Steckbereich. Typische Werte für die lange und die kurze Achse
des ovalen Außenquerschnitts betragen etwa 50 mm bzw 30
mm, womit die Höhe bzw. die Breite der Kupplung des erfindungsgemäßen
Steckverbinders im Wesentlichen festgelegt ist. Die Gesamtlänge
des Kupplungskontakts kann 100 mm betragen. Die Breite des Kupplungskontakts
entspricht somit im Wesentlichen dem Kabeldurchmesser, wohingegen die
Höhe des Kupplungskontakts den Kabeldurchmesser deutlich übersteigt,
um die erforderliche Kontaktfläche und den benötigten
Leitungsquerschnitt zur Verfügung zu stellen. Durch die
schmale Ausführung der Kupplung kann eine Vielzahl derartiger Steckverbinder
unmittelbar nebeneinander montiert werden, ohne dass die Gesamtbreite
der resultierenden Anordnung die Breite des Kabelstrangs unnötig übersteigt.
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Die
vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf
genannten Abmessung des Steckerkontakts, des Kupplungskontakts und
der anderen Komponenten, die lediglich zur Illustration angegeben werden,
beschränkt, sondern kann mit beliebig skalierten Maßen
und geänderten Verhältnissen durchgeführt
werden. Entscheidend ist alleine, dass die Breite der Steckverbindung
den Kabeldurchmesser nicht wesentlich überschreitet, um
eine platzsparende Anordnung mehrerer Steckverbinder nebeneinander
zu ermöglichen, und dass aber die Höhe des Steckverbinders
zur Sicherstellung der erforderlichen Kontaktfläche und
des benötigten Leitungsquerschnitts gemäß den
elektrischen Anforderungen den Kabeldurchmesser durchaus deutlich überschreiten kann.
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Die 8A und 8B zeigen
eine perspektivische Ansicht der verschiedenen Steckerkodierelemente 150a–150c bzw.
Kupplungskodierelemente 250a–250c. Wie
bereits erwähnt, weisen die Steckerkodierelemente eine
an unterschiedlichen Stellen angeordnete und in Steckrichtung verlaufende
Nut auf, die einen entspre chend platzierten Steg des zugehörigen
Kupplungskodierelements aufnehmen kann. Im vorliegenden Fall sind
drei verschiedene Kodierungen entsprechend den drei verschiedenen
Phasen der Starkstromleitung vorgesehen. Diese Kodierungen werden
durch mittig, links oder rechts der Mitte angeordnete Nute bzw.
Stege realisiert. Selbstverständlich kann auf diese Weise
auch eine größere oder eine kleinere Zahl möglicher
Kodierungen realisiert werden. Außerdem ist die Anordnung
der Nuten auf den Steckerkodierelementen und der Stege auf den Kupplungskodierelementen
austauschbar, so dass die Stecker ebenso gut durch Kodierelemente
mit Stegen und die Kupplungen durch Kodierelemente mit Nuten kodiert
werden können.
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Im
Zusammenhang mit dem Querschnitt des Stecker- bzw. Kupplungskontakts
wird in der obigen Beschreibung der Begriff „oval” verwendet.
Unbeschadet einer etwaig abweichenden mathematischen Definition
dieses Begriffes soll dadurch aber lediglich zum Ausdruck gebracht
werden, dass die Längserstreckung des Querschnitts die
Quererstreckung übersteigt, insbesondere also, dass der
Querschnitt nicht rund ist. Die konkrete Form eines derartigen Querschnitts
ist für die vorliegende Erfindung selbstverständlich
unerheblich. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
können also auch einen nicht-quadratisch rechteckigen Querschnitt
mit oder ohne abgerundeten oder abgeschrägten Ecken oder einen
nicht-kreisförmigen elliptischen Querschnitt haben.
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Das
Ausmaß, in dem die Längserstreckung des Querschnitts
die Quererstreckung übersteigt, ergibt sich aus den elektrischen
Anforderungen an die Steckverbindung. Erfindungsgemäß übersteigt
die Längserstreckung des Querschnitts die Quererstreckung
aber deutlich, d. h. um einen Betrag, der die Fertigungstoleranzen
deutlich, vorzugsweise um einen Faktor größer
als zehn, übersteigt. Stecker und Kupplung können
also nur bei korrekter axialer Winkelausrichtung zueinander zusammengesteckt
werden und im zusammengesteckten Zustand nicht mehr gegeneinander
verdreht werden. Die Längserstreckung des Querschnitts
des Stecker- und Kupplungskontakts ist aber in jedem Fall um mindestens 10%
größer als die entsprechende Quererstreckung. Vorzugsweise
beträgt die Quererstreckung des Innenquerschnitts des Kupplungskontakts
50–75%, höchst vorzugsweise 60% der Längserstreckung.
Je nach Stärke der verwendeten Federelemente beträgt die
Quererstreckung des Außenquerschnitts des Steckerkontakts
30–50%, höchst vorzugsweise 40% der Längserstreckung.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hochstromsteckverbinder,
insbesondere auf einpolige Hochstromsteckverbinder für
Windkraftanlagen, die in platzsparender Weise nebeneinander angeordnet
werden können und zugleich hohe Anforderungen an die Stromtragfähigkeit
erfüllen können. Erfindungsgemäß wird
dies dadurch erreicht, dass für den Stecker- und den Kupplungskontakt
Querschnitte gewählt werden, deren Längserstreckung
die Quererstreckung übersteigt. Auf diese Weise kann eine
Dimensionsbegrenzung in Querrichtung erfüllt werden und
gleichzeitig der elektrisch geforderte Leitungsquerschnitt und die
Kontaktfläche durch die vergrößerte Längserstreckung
bereitgestellt werden. Darüber hinaus weisen der Stecker
und die Kupplung eine sichtbare mechanische Kodierung auf, die eine
versehentliche Verpolung nebeneinander angeordneter Leitungen verhindert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2006/0199411 [0003]
- - DE 4420984 A1 [0008]