DE102012107406A1

DE102012107406A1 - Anschlussvorrichtung mit Schirmungskontakt

Info

Publication number: DE102012107406A1
Application number: DE102012107406.2A
Authority: DE
Inventors: Max Bauer; Romuald Girardey; Michael Hügel; Marc Andreas Schlachter
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2014-05-15
Also published as: US20140041939A1; US9252585B2

Abstract

Eine Anschlussvorrichtung umfasst einen Grundkörper 7, mit einem Panzerrohrgewinde 8 auf einer äußeren Mantelfläche in einem ersten Endabschnitt und einer ersten durchgehende Bohrung, in welcher eine erste axiale Einspannfläche 9 ausgebildet ist, welche einem zweiten Endabschnitt zugewandt ist; eine Erdungsbaugruppe, welche eine elektrisch leitende Irisfeder 6 aufweist, in der ersten durchgehenden Bohrung angeordnet ist und an der ersten axialen Einspannfläche 9 anliegt; einen ringförmigen Einspannkörper 1 mit einer zweiten durchgehenden Bohrung, einer zweiten stirnseitigen ringförmigen Einspannfläche, welche die zweite durchgehende Bohrung umgibt, und welche der Erdungsbaugruppe zugewandt in der ersten Bohrung angeordnet ist, wobei die Erdungsbaugruppe zwischen den Einspannflächen einspannbar ist, wodurch die Irisfeder 6 radial auslenkbar ist, wobei der Einspannkörper 1 ein ußengewinde 11 zum Eingriff in ein Innengewinde des Grundkörpers 7 aufweist, wobei die Anschlussvorrichtung, bezogen auf den ersten Endabschnitt des Grundkörpers (1), hinter der Erdungsbaugruppe ein Verrohrungsgewinde (12) zum Anschluss einer Verrohrung aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung mit Schirmungskontakt, beispielsweise eine PG-Verschraubung, für den Anschluss eines elektrischen Kabels, welches eine Schirmung aufweist und von einer Verrohrung umgeben ist, an ein Feldgerät unter Gewährleistung einer effektiven Anbindung der Kabelschirmung an Masse.
Aus dem Stand der Technik sind als Anschlussvorrichtungen Kabelverschraubungen mit Panzerrohrgewinde, kurz PG-Verschraubungen bekannt, welche einen einfachen Anschluss der Kabelschirmung an Gehäusemasse ermöglichen. So bietet beispielsweise die Firma Pflitsch PG-Verschraubungen an mit einer Erdungsbaugruppe, die eine Irisfeder aufweist. Ein anzuschließendes Kabelende wird mit der von der Isolierung befreiten Schirmung durch eine Überwurfmutter eine Stopfbuchse, die Erdungsbaugruppe und einen Grundkörper der PG-Verschraubung in einen Anschlussraum eines Gehäuses eingeführt. Durch Anziehen der Überwurfmutter gegen den Grundkörper werden die Stopfbuchse und die Erdungsbaugruppe axial eingespannt. Dies bewirkt einerseits eine Dichtwirkung der Stopfbuchse gegen das Kabel, und andererseits eine elektrische Kontaktierung der Schirmung durch die Irisfeder der Erdungsbaugruppe, welche aufgrund der axialen Einspannung zwischen den Konusringscheiben radial einwärts gegen die Schirmung gepresst wird.
Die beschriebene Anschlussvorrichtung ist jedoch nicht geeignet, ein Kabel mit einer Verrohrung aufzunehmen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Anschlussvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.
Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung umfasst: einen Grundkörper, wobei der Grundkörper auf einer äußeren Mantelfläche zumindest in einem ersten axialen Endabschnitt ein Panzerrohrgewinde aufweist, wobei der Grundkörper eine erste durchgehende Bohrung aufweist, in welcher eine erste axiale Einspannfläche ausgebildet ist, wobei die erste axiale Einspannfläche einem zweiten axialen Endabschnitt zugewandt ist; eine Erdungsbaugruppe, welche eine elektrisch leitende Irisfeder aufweist, wobei die Erdungsbaugruppe in der ersten durchgehenden Bohrung angeordnet ist und an der ersten axialen Einspannfläche anliegt; einen ringförmigen Einspannkörper, welcher eine zweite durchgehende Bohrung aufweist, die fluchtend mit der ersten durchgehenden Bohrung angeordnet ist, wobei der Einspannkörper stirnseitig eine zweite ringförmige Einspannfläche aufweist, welche die zweite durchgehende Bohrung umgibt, und welche der Erdungsbaugruppe zugewandt in der ersten Bohrung angeordnet ist, wobei die Erdungsbaugruppe zwischen ersten axialen Einspannfläche und der zweiten axialen Einspannfläche einspannbarist, wobei die Irisfeder durch das Einspannen, bezogen auf die Achse der ersten durchgehenden Bohrung radial auslenkbar ist, wobei der Einspannkörper ein Außengewinde zum Eingriff in ein komplementäres Innengewinde des Grundkörpers aufweist, wobei die Anschlussvorrichtung bezogen auf den ersten axialen Endabschnitt des Grundkörpers in axialer Richtung hinter der Erdungsbaugruppe ein Verrohrungsgewinde zum Anschluss einer Verrohrung aufweist.
Der Begriff Panzerrohrgewinde ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung breit auszulegen. Er bezeichnet nicht nur die genormten PG-Verschraubungen der bis Ende 1999 gültigen DIN 46319 sondern auch die seither vorgeschriebenen, metrischen Kabelverschraubungen Mn × 1,5, wobei n = 12, 16, 20, 25, , insbesondere M20 × 1,5.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Irisfeder eine toroidale Schraubenfeder auf.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Irisfeder einen Ring mit radial flexiblen Federschenkeln auf.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Erdungsbaugruppe mindestens eine Konusringscheibe, vorzugsweise zwei Konusringscheiben auf, die zwischen den Einspannflächen angeordnet ist, bzw. sind, wobei die Irisfeder zwischen den beiden Konusringscheiben bzw. einer Konusringscheibe und einer Einspannflächen axial eingespannt ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Anschlussvorrichtung weiterhin ein elastisches Element auf, welches zwischen einer der Konusringscheiben bzw. der Konusringscheibe und einer der Einspannflächen auf der der Irisfeder abgewandten Seite der Konusringscheibe eingespannt ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Anschlussvorrichtung weiterhin eine Ringscheibe auf, welche zwischen dem elastischen Element und der Konusringscheibe angeordnet ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das elastische Element einen O-Ring.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Grundkörper, bezogen auf die erste axiale Einspannfläche, in axialer Richtung hinter der Irisfeder eine umlaufende Ringnut auf, in welche das elastische Element eingreift.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Verrohrungsgewinde ein Innengewinde, insbesondere ein NPT1/2 oder ein G1/2 Gewinde.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Einspannkörper das Verrohrungsgewinde auf.
Die Erfindung wird nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:
1: eine Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung; und
2: einen Längsschnitt durch die Anschlussvorrichtung aus 1.
Die in 1 und 2 dargestellte Anschlussvorrichtung umfasst einen Einspannkörper 1 mit einer durchgehenden Bohrung, einen Dichtring 2, einen O-Ring 3, welcher ein Elastomer aufweist, eine Ringscheibe 4, zwei Konusringscheiben 5, eine Irisfeder 6, welche hier als toroidale Schraubenfeder ausgebildet und zwischen den zwei Konusringscheiben 5 angeordnet ist, wobei die Konusringscheiben 5 jeweils mindestens einen ringförmigen Abschnitt eine Kegelmantelfläche aufweisen, welcher der Irisfeder zugewandt ist. Weiterhin umfasst die Anschlussvorrichtung einen Grundkörper 7 mit einer durchgehenden Bohrung, wobei der Grundkörper 7 ineinem ersten axialen Endabschnitt auf einer äußeren Mantelfläche ein Panzerrohrgewinde 8 aufweist, mit welchem der Grundkörper 7, beispielsweise in ein Feldgerätgehäuse einschraubbar ist. Die Bohrung durch den Grundkörper weist zu dem ersten axialen Endabschnitt hin eine radiale Stufe zu einem kleineren Radius auf wodurch eine erste axiale Einspannfläche 9 gebildet ist, welche dem ersten axialen Endabschnitt abgewandt ist. An der ersten axialen Einspannfläche 9 stützt sich eine Erdungsbaugruppe ab, welche die beiden Konusringscheiben 5 und die zwischen ihnen angeordnete Isrisfeder 6, sowie die Ringscheibe 4 und den O-Ring 6 umfasst. Die durchgehende Bohrung des Grundkörpers 7 weist eine Ringnut 10 auf, in welche der O-Ring 3 eingreift, wobei die anderen Komponenten der Erdungsbaugruppe zwischen dem O-Ring 3 und der ersten axialen Einspannfläche 9 angeordnet und somit gegen Herausfallen gesichert sind, da sich die Ringscheibe 4 mit einer Seite an dem O-Ring 3 abstützt und mit ihrer anderen Seite die Konusringscheiben 5 mit der zwischenliegenden Irisfeder 6 in der Bohrung hält.
Auf den O-Ring 3 wirkt eine ringförmige Stirnfläche des Einspannkörpers 1 ein, welche als zweite axiale Einspannfläche dient. Der Einspannkörper 1 weist in einem ersten axialen Endabschnitt, der an die Ringförmige Stirnfläche anschließt, auf seiner Mantelfläche ein Außengewinde 11 auf, mit dem der Einspannkörper in ein komplementäres Innengewinde in der Bohrung durch den ersten Grundkörper 7 eingeschraubt ist, wobei durch das Einschrauben, die zweite axiale Einspannfläche über den O-Ring 3 und die Ringscheibe 4, die beiden Konusringscheiben 5 mit der zwischenliegenden Irisfeder 6 axial einspannt, wodurch die Irisfeder 6 radial einwärts gespannt bzw. verdrängt wird.
Bei der Installation eines Kabels mithilfe der Anschlussvorrichtung wird zunächst ein Kabel mit einer Schirmung durch die noch entspannte Anschlussvorrichtung geführt, wobei die Schirmung im Bereich der Irisfeder bevorzugt keine Isolierung aufweist. Durch das Spannen der Anschlussvorrichtung, also das Einschraubender Einspannkörpers 1 in den Grundkörper 7, wird die Irisfeder radial einwärts gegen die Schirmung gepresst. Damit erhält die Schirmung über die metallische Irisfeder und zumindest über die der ersten axialen Einspannfläche 9 zugewandte Konusringscheibe, welche einen metallischen Werkstoff aufweist, einen zuverlässigen galvanischen Kontakt zum Grundkörper 7.
Der Einspannkörper 1 weist schließlich noch ein Verrohrungsgewinde 12, welches hier als ein NPT1/2in der Bohrung des Einspannkörpers realisiert ist.
Der O-Ring 3 hat neben seiner Funktion als Verliersicherung der Erdungsbaugruppe noch eine Funktion als axialer Elastizitätsspeicher, dessen Funktionsweise kurz erläutert wird. Die Irisfeder 6, welche hier als toroidale Schraubenfeder gebildet ist, weist zwar eine große Flexibilität hinsichtlich des von ihr umschlossenen, lichten Durchmessers auf, die letztlich durch den variablen Umfang des Torus, also die variable Länge der zum Torus geformten Schraubenfeder bestimmt ist. Wenn aber durch die axiale Einspannung mittels der Konusringscheiben 5 ein lichter Durchmesser vorgegeben ist, dann weist dieser kaum noch eine radiale Flexibilität auf. Um dennoch eine radiale Flexibilität zu erzielen, mit der beispielsweise Wärmausdehnungsunterschiede oder etwaige Veränderungen in den mechanischen Eigenschaften des Kabels ausgeglichen werden können, ist eine axial elastische Vorspannung erforderlich, die durch den O-Ring 3 bereitgestellt wird. Der O-Ring 3 trägt nicht zur Abdichtung der Verbindung zwischen dem Grundkörper 7 und dem Einspannkörper 1 bei. Zu diesem Zweck ist noch ein Dichtring 2 vorgesehen, welcher auf der der Irisfeder 6 abgewandten Seite des O-Rings 3 zwischen dem Einspannkörper 1 und dem Grundkörper 7, eingespannt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 46319 [0006]

Claims

Anschlussvorrichtung, umfassend: einen Grundkörper (7), wobei der Grundkörper (7) auf einer äußeren Mantelfläche zumindest in einem ersten axialen Endabschnitt ein Panzerrohrgewinde (8) aufweist, wobei der Grundkörper eine erste durchgehende Bohrung aufweist, in welcher eine erste axiale Einspannfläche (9) ausgebildet ist, wobei die erste axiale Einspannfläche einem zweiten axialen Endabschnitt zugewandt ist; eine Erdungsbaugruppe, welche eine elektrisch leitende Irisfeder (6) aufweist, wobei die Erdungsbaugruppe in der ersten durchgehenden Bohrung angeordnet ist und an der ersten axialen Einspannfläche (9) anliegt, einen ringförmigen Einspannkörper (1), welcher eine zweite durchgehende Bohrung aufweist, die fluchtend mit der ersten durchgehenden Bohrung angeordnet ist, wobei der Einspannkörper (1) stirnseitig eine zweite ringförmige Einspannfläche aufweist, welche die zweite durchgehende Bohrung umgibt, und welche der Erdungsbaugruppe zugewandt in der ersten Bohrung angeordnet ist, wobei die Erdungsbaugruppe zwischen ersten axialen Einspannfläche (9) und der zweiten axialen Einspannfläche einspannbar ist, wobei die Irisfeder (6) durch das Einspannen, bezogen auf die Achse der ersten durchgehenden Bohrung radial auslenkbar ist, wobei der Einspannkörper (1) ein Außengewinde (11) zum Eingriff in ein komplementäres Innengewinde des Grundkörpers (7) aufweist, wobei die Anschlussvorrichtung, bezogen auf den ersten axialen Endabschnitt des Grundkörpers (1), in axialer Richtung hinter der Erdungsbaugruppe ein Verrohrungsgewinde (12) zum Anschluss einer Verrohrung aufweist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Irisfeder (6) eine toroidale Schraubenfeder aufweist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Irisfeder einen Ring mit radial flexiblen Federschenkeln umfasst.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erdungsbaugruppe mindestens eine Konusringscheibe (5), vorzugsweise zwei Konusringscheiben (5) aufweist, die zwischen den Einspannflächen angeordnet ist, bzw. sind, wobei die Irisfeder (6) zwischen den beiden Konusringscheiben (5) bzw. einer Konusringscheibe (5) und einer Einspannfläche axial eingespannt ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 4, weiter umfassend, ein elastisches Element (3), welches zwischen einer der Konusringscheiben (5) bzw. der Konusringscheibe und einer der Einspannflächen auf der der Irisfeder (6) abgewandten Seite der Konusringscheibe eingespannt ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin umfassend eine Ringscheibe (4), welche zwischen dem elastischen Element (3) und der Konusringscheibe (5) angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das elastische Element (3) einen O-Ring umfasst.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 wobei der Grundkörper (7), bezogen auf die erste axiale Einspannfläche (9), in axialer Richtung hinter der Irisfeder (6) eine umlaufende Ringnut (10) aufweist, in welche das elastische Element (3) eingreift.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche., wobei das Verrohrungsgewinde (12) ein Innengewinde, insbesondere ein NPT1/2 oder ein G1/2 Gewinde aufweist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einspannkörper (1) das Verrohrungsgewinde (12) aufweist.