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Die
Erfindung betrifft eine Steckerbuchse zum Einbau in Behälterwände, insbesundere
in Behälterwände von
Mittelspannungs-Schaltanlagen, mit einem aus der Steckerbuchse herausgeführten steckbaren
kapazitiven Spannungsabgriff, wobei die kapazitive Kopplung zwischen
einem konzentrisch im Bereich einer Lamellenkantakt-Aufnahme angeordneten
Feldsteuerkörper
und drei im Bereich der Stirnseite der Steckerbuchse zwischen jeweils
zwei Gewindebuchsen angeordnete Schraubstift-Elektroden vorgesehen
ist, und mit einem Kontaktbolzen mit einer stirnseitigen Befestigungsbohrung
zum lösbaren Anschluss
einer Stromschiene, wobei der Kontaktbolzen mit einer konzentrischen
Lamellenkontakt-Aufnahme versehen und derart von einem kegelförmigen Gießharz-Gehäuseteil
umgeben ist, dass sich eine im Bereich eines Steckerkontaktes hin
erweiternde Steckerkontakt-Aufnahme mit einer im Bereich der Behälterwand
ausgebildeten Begrenzungskontur ergibt, die stirnseitig symmetrisch
darauf verteilte rohrförmige
Gewindebuchsen enthält.
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Eine
derartig definierte Steckerbuchse ist u. a. durch die
DE 93 43 203 C1 bekannt.
Die Steckerbuchse ist mittels lösbarer
Schraubverbindungen mit einem Steckerkontakt zu verbinden. Die Steckerbuchse
ist ebenfalls mittels einer weiteren Schraubverbindung mit der Behälterwand
verbunden. In der Steckerbuchse ist. eine Klemmhülse enthalten, in die ein sog.
Lamellenkontakt eines Steckerkontaktes Aufnahme findet und somit
der die elektrische Verbindung zwischen der Steckerbuchse und dem
Steckerkontakt hergestellt ist. Die elektrisch leitende Verbindung
kann beispielsweise auf der Seite der Steckerbuchse mit einer Stromschiene
und auf der Seite des Steckerkontaktes mit einem Kabel realisiert
sein.
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Um
die in dieser Technik erforderliche mechanische Dichtwirkung zu
erreichen, ist im stirnseitigen Bereich des Gehäuseteils der Steckerbuchse
u. a. eine konzentrisch angeordnete Runddichtung vorgesehen, die
die Steckerbuchse und den Steckerkontakt nach deren Verschraubung
durch Pressung der aneinander liegenden Stirnflächen gasdicht verbindet. Die
volle Wirksamkeit der Runddichtung, die aus einem nicht leitfähigen verformbaren
Kunststoff als Ring ausgeführt
ist, setzt voraus, dass einerseits der Druck zwischen den gegeneinander
gepressten Stirnflächen
der Steckerbuchse und des Steckerkontaktes gleich verteilt ist und
andererseits die Stirnflächen
der Steckerbuchse und des Steckerkontaktes planparallel zueinander
liegen. Darüber
hinaus ist sicherzustellen, dass die Steckerbuchse mit der Behälterwand
ebenfalls gasdicht verbunden ist.
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Aus
der
US 3,670,287 ist
eine Steckerbuchse mit einem Kontaktbolzen zum lösbaren Anschluss einer Stromschiene
bekannt. Der Kontaktbolzen ist in einem kegelförmigen Gießharzgehäuseabschnitt eingebettet, wobei
ein ebenfalls in dem Gießharz
eingebettetes Deflektorblech umfänglich über das
Gehäuseteil übersteht,
so dass ein Flansch ausgebildet ist. Die vorbekannte Steckerbuchse
ist in einer Durchführung
einer Behälterwand
angeordnet, dabei liegt das Deflektorblech oder der Flansch flach
auf der Behälterwand
auf und ist zur Fixierung der Steckerbuchse mit der Behälterwand
verschweißt.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Steckerbuchse
zu definieren, mit der die stirnseitige Dichtungsproblematik weitestgehend
vermieden und darüber
hinaus der konstruktive Aufwand für die Steckerbuchsen erheblich
reduziert ist.
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Erfindungsgemäß wird dies
durch die Merkmale
- 1.1 die Behälterwand
(BW) weist im Bereich der Aufnahme der Steckerbuchse (SB) einen
zur Begrenzungskontur (DK) abgebogenen Blechdurchzug (BD) auf,
- 1.2 die Begrenzungskontur (DK) ist im Randbereich durch ein über denselben überstehendes und
umlaufendes, im Gießharz-Gehäuseteil
(GT) eingießbares,
Deflektorblech (DB) abgeschlossen, das derart angeordnet ist, dass
ein sich nach außen
hin verjüngender Überstand
(UB) der Begrenzungskontur (DK) teilweise abgedeckt und die Steckerbuchse
(SB) im Einbauzustand in der Behälterwand
(BW) mit dem den Überstand
(UB) abdeckenden Deflektorblech (DB) und dem abgewinkelten Blechdurchzug
(BD) verschweißt
ist.
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Mit
der Begrenzungskontur bildet die Steckerbuchse ein kompaktes Verbindungselement,
das praktisch beim Einbau problemlos zu handhaben ist. Die bei den
sonst bekannten Steckerbuchsen üblichen
Ringdichtungen im Stirnbereich werden hier durch das am Umfang der
Begrenzungskontur umlaufende Deflektorblech ersetzt, das im Einbauzustand
mit dem Blechdurchzug der Behälterwand
verschweißt
ist. Die Steckerbuchse ist somit in einfacher Weise mit der Behälterwand
gasdicht verbunden. Die ansonsten problematische Runddichtung an
der Stirnseite der Steckerbuchse ist hier nicht mehr erforderlich.
Die elektrische Verbindung zwischen der Steckerbuchse und einem
Steckerkontakt ist in einfacher Weise mit der Schraubverbindung
erreicht, bei der lediglich die Stirnseiten aneinandergepresst sind ohne
gasdicht abgeschlossen sein zu müssen.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht das Merkmal
- 2.1 die Begrenzungskontur der Steckerbuchse
ist vieleckig ausgeführt.
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Gemäß einer
diesbezüglich
zweckmäßigen Weiterentwicklung
ist die Begrenzungskontur dreieckig ausgeführt.
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Der
Einbau der Steckerbuchsen in die Behälterwand kann damit in besonders
einfacher weise ahne Ausrichtungsmaßnahmen erfolgen. Die vorzugsweise
vorgesehene Ausführungsform
gestattet darüber
hinaus einen eng nebeneinander liegenden Einbau der Steckerbuchsen
in die Behälterwand, wenn
die danebenliegende Steckerbuchse zur ersten um 180 Grad gedreht
eingebaut wird.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht das Merkmal
- 4.1 die Begrenzungskontur der Steckerbuchse
ist oval ausgeführt,
vor.
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Gemäß einer
diesbezüglich
zweckmäßigen weiterentwicklung
ist die Begrenzungskontur der Steckerbuchse rund ausgeführt.
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Die
ovale Begrenzungskontur ist ebenfalls ohne Ausrichtung der Steckerbuchsen
möglich,
während
die runde Begrenzungskontur praktisch eine beliebige Einbaulage
der Steckerbuchsen ermöglicht.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Merkmale
- 6.1. die Steckerbuchse weist im Randbereich
der Begrenzungskontur drei Gewindebuchsen auf,
- 6.2 die Gewindebuchsen sind umfangsseitig mit zu ihrer Längsachse
annähernd
rechtwinklig verlaufenden ringartigen Befestigungsnuten versehen,
gegeben.
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Damit
können
die Gewindebuchsen direkt im Gießharz-Gehäuseteil mit eingegossen werden
und bieten somit für
die axial wirkenden Kräfte
bei der Verschraubung der Steckerbuchse mit dem Steckerkontakt eine
ausreichende mechanische Festigkeit. Mit den drei Gewindebuchsen
ist außerdem
eine gleichmäßige Kräfteverteilung
auf die zueinandergerichteten Stirnseiten der Steckerbuchse und
des Steckerkontakts verbunden.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale
- 7.1 der Kontaktbolzen ist im Anschlussbereich von
Stromschienen mit annähernd
gradliniger Querschnittskontur, vornehmlich quadratischer Querschnittskontur,
versehen,
- 7.2 der Kontaktbolzen ist mit einer zur Längsachse desselben annähernd rechtwinklig
verlaufenden Befestigungsbohrung ausgestattet,
- 7.3 die Befestigungsbohrung ist als Durchgangsbohrung mit einem
Durchgangsgewinde versehen, vor.
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Mit
einem derartig ausgeführten
Kontaktbolzen kann die Stromschiene variabel an eine der parallel
angeordneten Seitenflächen
direkt angeschraubt werden. Darüber
hinaus ist es auch möglich,
bei sehr hohen Strombelastungen an jeder Seitenfläche des
Kontaktbolzens jeweils eine Stromschiene lösbar zu befestigen. In jedem
Fall ist im Hinblick auf die großflächige Anlage der Stromschienen an
dem gradlinig geformten Kontaktbolzen ein widerstandsarmer Stromübergangsbereich
sichergestellt. Mit der durchgehenden Gewindebohrung sind bei der Montage
keine besonderen Schraubtiefen zu berücksichtigen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Merkmale
- 8.1 die kapazitive kopplung der Steckerbuchse
ist durch ein zur Längsachse
derselben konzentrisch angeordnetes Steuerelement und einer um das Steuerelement
konzentrisch angeordneten Ringelektrode gebildet,
- 8.2 die Ringelektrode ist durch im Umfangsbereich derselben
symmetrisch angeordnete Stützfüße im Gießharz-Gehäuseteil
lagefixiert,
- 8.3 einer der Stützfüße ist elektrisch
leitend und endet in einer von einem Steckerkontakt zugänglichen
Kontaktausnehmung des Gießharz-Gehäuseteils,
- 8.4 der elektrisch leitende Stützfuß ist am freien Ende mit einem
Kontaktstift versehen, gegeben.
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Mit
der konzentrischen Anordnung des Steuerteils und der Ringelektrode
um die Lammellenkontakt-Aufnahme können mit entsprechend vorzusehenden
Sensoreinrichtungen die Strom- und Spannungsverhältnisse innerhalb der Steckerbuchse
erfasst werden. Die Ringelektrode ist innerhalb des Gießharz-Gehäuseteils
durch symmetrisch angeordnete Stützfüße lagedefiniert
angeordnet, wobei einer der Stützfüße elektrisch
leitend ist und in der vom Steckerkontakt zugänglichen Kontaktausnehmung endet.
Der elektrisch leitende Stützfuß ist an
dem freien Ende mit dem Kontaktstift versehen, der im Verbindungszustand
mit einem entsprechenden Gegenkontakt des Steckerkontaktes in Eingriff
steht und somit die Messvorgänge
ermöglicht.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht das Merkmal
- 9.1 die Steckerbuchse weist drei Stützfüße auf, vor,
so dass die Ringelektrode in einfacher weise im Gießharz-Gehäuseteil
abgestützt
ist.
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Die
Erfindung wird durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in vier Figuren
näher erläutert, wobei
die
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1 einen
Vollschnitt der Steckerbuchse zeigt, die
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2 die
Steckerbuchse in perspektivischer Ansicht darstellt, und die
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3 und 4 zwei
weitere technische Ansichten, die Stirnseite und die Vorderseite
der Steckerbuchse, abbilden.
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Die 1 zeigt
die Steckerbuchse SB im Vollschnitt. Das Gießharz-Gehäuseteil GT ist dementsprechend
außen
kegelförmig
gestaltet und erweitert sich bis zum umlaufenden Deflektorblech
DB. Weiterhin ist ersichtlich, daß die Steckerbuchse SB im Bereich
des Deflektorbleches DB eine dreieckförmige Begrenzungskontur DK
(2) aufweist. Unterhalb des Deflektorbleches DB
schließt
sich ein Überstand
UB des Gießharz-Gehäuseteils
GT an, der zumindest teilweise vom Deflektorblech DB abgedeckt ist.
Im Gießharz-Gehäuseteil
GT der Steckerbuchse SB ist die sich nach unten erweiternde Steckerkontakt-Aufnahme
SA vorgesehen, an der sich nach oben hin der Kontaktbolzen KB mit
seiner Lamellenkontakt-Aufnahme LA anschließt. Der Kontaktbolzen KB weist
eine gradlinige Querschnittskontur auf und ist mit einer zu seiner
Längsachse
annähernd
rechtwinklig verlaufenden Befestigungsbohrung BB ausgestattet. Die
Befestigungsbohrung BB ist als Durchgangsbohrung ausgeführt und
mit einem Durchgangsgewinde versehen. Damit besteht die Möglichkeit,
entweder eine Stromschiene wahlweise mit einer der beiden Seiten
zu verschrauben oder bei Hochstrombelastung an beide Seiten je eine
Stromschiene lösbar
zu befestigen.
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Im
Gießharz-Gehäuseteil
GT sind in einer bevorzugten Ausführungsform drei eingießbare Gewindebuchsen
GB... angeordnet, von denen jedoch nur eine in der Vollschnittdarstellung
sichtbar ist. Wie weiterhin erkennbar, sind die Gewindebuch sen GB... am
Umfangsbereich quer zu ihrer Längsachse
mit ringförmig
umlaufenden Befestigungsnuten BN ausgestattet und können somit
bei der Herstellung des Gießharz-Gehäuseteils
GT unmittelbar mit eingegossen werden. Die eingegossenen Gewindebuchsen GB...
sind demzufolge den axialen Belastungen der Schraubverbindungen
mit dem nicht dargestellten Steckerkontakt hinreichend gewachsen.
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Desweiteren
ist die Steckerbuchse SB mit dem den konzentrischen Teil des Kontaktbolzens
KB umschließenden
Steuerelement SE ausgestattet, wobei der Kontaktbolzen KB und das
Steuerelement SE leitend miteinander verbunden sind. Konzentrisch um
das Steuerelement SE ist die Ringelektrode RE positioniert, die
im Gießharz-Gehäuseteil
GT durch drei Stützfüße SF... – in der
Vollschnittdarstellung ist nur ein Stützfuß sichtbar – lagefixiert ist. Dabei sind die
zwei nicht erkennbaren Stützfüße aus nicht
leitenden Material, während
der sichtbare Stützfuß SF leitend
ist und in die stirnseitig angeordnete Kontaktausnehmung KA hineinführt. Am
freien Ende des Stützfußes SF ist
der Kontaktstift KS vorgesehen, der in Verbindung mit dem nicht
dargestellten Steckerkontakt einen kapazitiven Spannungsabgriff
ermöglicht.
Bei Verwendung entsprechender Sensoren können somit die elektrischen
Werte innerhalb der Steckerbuchse SB ermittelt werden.
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Die 2 zeigt
die Steckerbuchse SB in perspektivischer Darstellung, aus der insbesondere
die dreieckförmige
Begrenzungskontur DK und das um die Begrenzungskontur DK herumgeführte Deflektorblech
DB hervorgehen. Weiterhin ist ersichtlich, daß der über den Gießharz-Gehäuseteil GT (1)
herausragende Teil des Kontaktbolzens KB eine gradlinige, vornehmlich
quadratische, Querschnittskontur aufweist und daß rechtwinklig zur Längsachse
der Steckerbuchse SB die Befestigungsbohrung BB angeordnet ist.
Die Befestigungsbohrung BB ist vorzugsweise als Durchgangsbohrung
ausgeführt
und mit einem Durchgangsgewinde versehen, so daß entweder wechselseitig oder
an beiden Seiten der Befestigungsbohrung BB des Kontaktbolzens KB
jeweils eine Stromschiene angeschraubt werden kann.
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Die 3 zeigt
die Draufsicht auf die Stirnseite einer bevorzugten Ausführungsform
der Steckerbuchse SB (2), aus der insbesondere die räumliche
Zuordnung der in das Gießharz-Gehäuse eingießbaren drei
Gewindebuchsen GB 1, 2, 3 und die Lage des Kontaktstifts KS hervorgehen.
Außerdem
ist auch hier die dreieckförmige
Außenkontur der
Steckerbuchse mit dem umlaufenden Deflektorblech DB deutlich erkennbar.
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Die 4 zeigt
nochmals die Vorderansicht der Steckerbuchse mit dem Kontaktbolzen
KB, dem Gießharz-Gehäuseteil
GT, die konzentrische Anordnung des Steuerelements SE und der Ringelektrode RE
sowie die Lage der Stützfüße SF...
zueinander.