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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen von
elektrischer Energie und/oder Steuersignalen in flüssigkeitsdichter Weise
zu einer Tauchpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
Tauchpumpen ist es üblich,
sämtliche Kabel,
wie das Spannungszuführungskabel,
das mit einem Schwimmerschalter verbundene Kabel und dergleichen
durch eine mit Dichtungsmitteln ausgefüllte Durchführung unmittelbar in den Innenraum
des Pumpenraumgehäuses
zu führen
und dort mit den betreffenden elektrischen Bauelementen zu verdrahten.
Dies ist nach derzeitiger Auffassung die kostengünstigste und einfachste flüssigkeitsdichte
Zuführung
von elektrischer Energie und/oder Steuersignalen.
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Derartige
Tauchpumpen sind jedoch im Allgemeinen einem rauen Betrieb, sei
es unter Tage, sei es bei Feuerwehren und anderen Hilfsorganisationen,
im privaten Bereich, in der Industrie und dergleichen ausgesetzt.
Es kommt deshalb immer wieder vor, dass die Kabel vor oder am Mündungsbereich
in den Gehäusekopf
des Tauchpumpengehäuses
oder die Leitung selbst beschädigt
werden oder gar abreißen,
so dass dann in das Tauchpumpengehäuse über das Innere des Kabels Flüssigkeit
eindringt und die elektrischen Bauelemente beschädigt. Es muss dann die gesamte
Tauchpumpe zum Hersteller zurückgebracht
und aufwendig repariert werden, weil der mit dem Tauchpumpengehäuse flüssigkeitsdicht verbundene
Gehäusekopf
abgenommen, ausgetauscht und mit einem neuen Kabel versehen werden muss.
Da dies nicht vor Ort erfolgen kann, muss über einen oft relativ langen
Zeitraum ein teures Ersatzgerät
eingesetzt werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum
Zuführen
von elektrischer Energie und/oder Steuersignalen in flüssigkeitsdichter
Weise zu einer Tauchpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der bei Beschädigung
eines Zuleitungskabels in erheblich schnellerer Weise und auch vor
Ort eine Reparatur möglich
ist und bei der gleichzeitig verhindert ist, dass bei solchen Beschädigungen Feuchtigkeit durch
das Kabel in das Innere des Tauchpumpengehäuses eindringen kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind bei einer Vorrichtung der genannten Art die
im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
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Durch
die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist
erreicht, dass das Zuleitungskabel außen am Tauchpumpengehäuse abnehmbar
angeordnet ist, so dass bei Beschädigung des Zuleitungskabels
dieses durch einen einfachen Austausch ersetzt werden kann. Der
Austausch kann mittels üblicher
Werkzeuge und in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass zum Entkuppeln
bzw. Kuppeln der Steckverbindervorrichtung das tauchpumpenseitige
Steckverbinderteil aus der Durchführung nach außen bewegt
wird. Außerdem
ist der kabelseitige Steckverbinderteil für sich und in Zusammenwirken
mit dem tauchpumpenseitigen Steckverbinderteil innerhalb der Durchführung so
ausgestaltet ist, dass bei Beschädigung
oder Bruch des Kabels keine Feuchtigkeit bzw. Wasser durch die noch
montierte Steckverbindung und die Durchführung in das Pumpengehäuse eindringen kann.
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Mit
den Merkmalen nach Anspruch 2 ist erreicht, dass die außerhalb
des Tauchpumpengehäuses
vorgenommene Steckverbindung der beiden Steckverbinderteile auch
nach dem Zurückführen des
tauchpumpenseitigen Steckverbinderteils in die Durchführung und
dem kuppelnden Verbinden des kabelseitigen Steckverbinderteils am
Tauchpumpengehäusekopf
weiter gesichert wird, weil das tauchpumpenseitige Steckverbinderteil
an die Durchführungsschulter
axial angedrückt
und festgehalten ist.
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Eine
weitere Verbesserung der Abdichtung nach außen bei zusammengestecktem
und an das Tauchpumpengehäuse
angebauter Steckverbindung ergibt sich gemäß den Merkmalen des Anspruchs
3.
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Gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel einer
derartigen Steckverbindung zwischen Kabel und Tauchpumpe sind die
Merkmale nach Anspruch 4 vorgesehen. Weitere Verbesserungen hinsichtlich Abdichtung
des kabelseitigen Steckverbinderteils ergeben sich aus den Merkmalen
eines oder mehrerer der Ansprüche
5 bis 7. Dabei ist gemäß den Merkmalen
nach Anspruch 6 eine Art Vulkanisierung zwischen dem Kabelmantel
und der Isolierumspritzung erreicht.
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Eine
vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung ergibt sich nach den Merkmalen
des Anspruchs 8.
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Mit
den Merkmalen nach Anspruch 9 ist eine einfache Abdichtung zwischen
den beiden Steckerverbinderteilen erreicht.
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Gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel einer
derartigen Steckverbindung sind die Merkmale nach Anspruch 10 vorgesehen.
Diese Ausführung dient
im Wesentlichen der Anwendung bei Großpumpen, die dreiphasig betrieben
werden und ein sehr hohes Gewicht aufweisen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen hierzu ergeben sich aus den Merkmalen eines oder
mehrerer der Ansprüche
11 bis 19 hinsichtlich des kabelseitigen Steckverbinderteils und
nach den Merkmalen des Anspruchs 20 hinsichtlich des tauchpumpenseitigen Steckverbinderteils.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen,
in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher beschrieben
und erläutert
ist.
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Es
zeigen:
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1 in
längsgeschnittener
Darstellung gemäß Linie
I-I der 2A ein kabelseitiges Steckverbinderteil
einer Steckverbindervorrichtung für Tauchpumpen gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel vorliegender
Erfindung,
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2A und 2B eine
Stirnansicht des kabelseitigen Steckverbinderteils nach 1 bzw.
eines dazu einsteckbar passenden tauchpumpenseitigen Steckverbinderteils
nach 3,
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3 einen
Schnitt längs
der Linie III-III der 2B durch das tauchpumpenseitige
Steckverbinderteil,
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4 in
abgebrochener Darstellung bzw. ausschnittsweise und in einem Schnitt
längs den Schnittlinien
IVA-IVA der 2A bzw. IVB-IVB der 2B die
Steckverbindervorrichtung in zusammengestecktem Zustand gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
vorliegender Erfindung,
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5 in
längsgeschnittener
Darstellung gemäß der Linie
V-V der 6A ein kabelseitiges Steckverbinderteil
einer Steckverbindervorrichtung für Tauchpumpen gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
vorliegender Erfindung,
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6A und 6B eine
Stirnansicht des kabelseitigen Steckverbinderteils nach 5 bzw.
eines dazu steckbar passenden tauchpumpenseitigen Steckverbinderteils
nach 7,
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7 einen
Schnitt längs
Linie VII-VII der 6B durch das tauchpumpenseitige
Steckverbinderteil,
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8 in
abgebrochener Darstellung bzw. ausschnittsweise und im Schnitt die
aus dem kabelseitigen Steckverbinderteil nach 5 und
aus dem tauchpumpenseitigen Steckverbinderteil nach 7 zusammengesteckte
Steckverbindervorrichtung für Tauchpumpen
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
vorliegender Erfindung.
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Die
in der Zeichnung dargestellten Steckverbindervorrichtungen 10 und 110 dienen
dem Einsatz in Tauchpumpen für
Spannungs- und/oder
Steuerkabel 11 und sind konstruktiv und montagetechnisch
so ausgebildet, dass sie auch dann, wenn das Kabel 11 eines
kabelseitigen Steckverbinderteils 12, 112, das mit
einem tauchpumpenseitigen Steckverbinderteil 13, 113 verbunden
ist, defekt ist, keine Feuchtigkeit von außen in die eingetauchte bzw.
unter Wasser befindliche Tauchpumpe 15, 115 eindringen
kann.
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Die 1 bis 4 zeigen
eine dreipolige Steckverbindervorrichtung 10 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
vorliegender Erfindung.
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1 zeigt
das kabelseitige Steckverbinderteil 12, das ein Isoliergehäuse 16 für drei in
der Anordnung nach 2B vorgesehene Steckkontakte 17,
die hier als einstückig
gedrehte Stiftkontakte ausgebildet sind, beinhaltet. Hierzu besitzt
das Isoliergehäuse 16 für jeden
Steckkontakt 17 eine gestufte axiale Durchgangsbohrung 18,
in deren in Steckrichtung vorderem Bereich der Stift des Steckkontakts 17 angeordnet
ist, in deren durchmesserkleineren Mittenbereich der Steckkontakt
an einem Bund axial eingepresst gehalten ist und in deren hinterem
Bereich sich eine Crimphülse 19 des
Steckkontakts 17 befindet, mit der jeweils eine Ader 14 des
Kabels 11 elektrisch und mechanisch fest verbunden ist.
Außenumfangsseitig
ist das Isoliergehäuse 16 mit über einen ringförmigen Umfangsbereich
verteilt angeordneten Vorsprüngen 21 versehen,
deren Außendurchmesser
größer ist
als der sich zum hinteren Ende anschließende Außenumfang des Isoliergehäuses 16 und
die auf diese Weise eine zum Kabel 11 hinweisende Schulter 22 begrenzen.
Die Vorsprünge 21 sind
in einer axialen Ebene angeordnet, in der sich die vorderen freien
Enden der Steckkontakte 17 befinden. Zwischen einer Stirn 23 des
Isoliergehäuses 16 und
den Vorsprüngen 21 ist
außenumfangsseitig ein
Ring 24 vorgesehen, dessen Außendurchmesser etwas geringer
ist als derjenige der Vorsprünge 21.
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Das
Isoliergehäuse 16 ist
von der Ebene seiner Stirn 23 aus von einem Kunststoff-
bzw. Gummimantel 25 feuchtigkeitsdicht umspritzt, der bis über die
Adern 14 und einen axialen Bereich des Mantels 20 des
Kabels 11 reicht, wie sich aus 1 ergibt. Der
Gummimantel 25 umgibt auch die Crimphülse 19 der mit den
Adern 14 verbundenen Steckkontakte 17, so dass
die Steckkontakte 17 axial in beiden Richtungen festgehalten
sind.
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Am
Umfang des Gummimantels 25 sind die Vorsprünge 21 außenumfangsseitig
sichtbar. Durch die Umspritzung der Vorsprünge 21 sowie des Ringes 24 ergibt
sich zum einen eine umfangsseitige und radiale Fixierung des Isoliergehäuses 16 innerhalb
des Gummimantels 25 und darüber hinaus eine Dichtigkeit
axial durch das kabelseitige Steckverbinderteil 12 auch
dann, wenn im Bereich des Kabels 11 die Isolierumspritzung 25 beschädigt werden
sollte. Als Material für
den Gummimantel 25 wird das Material des Kabelmantels 20 gewählt, so
dass mit dem Umspritzen dort eine Art Vulkanisierung erreicht wird.
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Derjenige
Bereich 26 des Gummimantels 25, der den in Einsteckrichtung
hinteren Bereich des Isoliergehäuses 16 bis
zu den Vorsprüngen 21 umgibt, ist
von einer axial bewegbaren "Überwurf"mutter 27 umgeben,
die sich, da der Außenumfang
des Gummimantels 25 im Bereich 26 durchmesserkleiner
ist als der Außendurchmesser
der Vorsprünge 21,
an eine Schulter 22 anlegt. Der Außendurchmesser des Gummimantels 25 ist
auch im weiteren Verlauf bis über
den Bereich des Kabelmantels 20 hinweg derart, dass die
Mutter 27 längs
bewegbar verbleibt. Die Mutter 27 besitzt ein Außengewinde 28 im
in Steckrichtung vorderen Teil sowie einen nach hinten anschließenden,
beispielsweise Sechskantansatz 29 zum Ansetzen eines Werkzeugs,
insbesondere Schraubenschlüssels.
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Für den Versand
des kabelseitigen Steckverbinderteils 12 zusammen mit einer
Tauchpumpe 15 sind eine Schmutz- bzw.
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Staubkappe 31 sowie
ein Dichtring 32 vorgesehen. Die Staubkappe 31 kann
unter Zwischenfügen
des Dichtrings 32 über
den in Steckrichtung vorderen Teil des kabelseitigen Steckverbinderteils 12 sowie über das
Außengewinde 28 der Überwurfmutter 27 steckend
gebracht werden.
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Gemäß 3 besitzt
das tauchpumpenseitige Steckverbinderteil 13 ein Isoliergehäuse 36,
in dessen drei über
den Umfang dreieckförmig
verteilt angeordneten axialen Durchgangsbohrungen 38 Steckkontakte 37 in
Form von einstückig
gedrehten Buchsenkontakten angeordnet sind. Diese Buchsenkontakte 37 besitzen
an ihrem in Steckrichtung hinteren Ende eine Crimphülse 39,
die in nicht dargestellter Weise mit der Ader eines Kabels verbunden
ist, und an ihrem in Steckrichtung vorderen Bereich einer mehrfach
axial geschlitzte Buchse 41 zur Aufnahme der Stiftkontakte 17.
Der Mittenbereich des Steckkontaktes 37 ist innerhalb des
Isoliergehäuses 36 in nicht
im einzelnen dargestellter Weise eingepresst axial festgehalten.
Die Durchgangsbohrungen 38, die im in Steckrichtung hinteren
Bereich in einem Korpus 40 des Isoliergehäuses 36 gebildet
sind, sind im in Steckrichtung vorderen Bereich hülsenförmig ausgebildet,
so dass sie in die entsprechenden axialen Durchgangsbohrungen 18 des
Isoliergehäuses 16 des
kabelseitigen Steckverbinderteils 12 passen.
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Das
Isoliergehäuse 36 des
tauchpumpenseitigen Steckverbinderteils 13 ist am den Buchsen 41 zugewandten
Ende des Korpus 40 mit einem Ringansatz 42 versehen,
dessen in Steckrichtung Vorderbereich eine konische Schulter 43 bildet
und in am Steckrichtung hinteren Bereich zur Bildung einer Schulter 44 gestuft
ausgebildet ist. Im Anschluss an die Schulter 44 ist der
Korpus des Isoliergehäuses 36 mit
zwei benachbarten Ringnuten versehen, in denen jeweils ein O-Ring 45 bzw. 46 eingebracht
ist.
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Aus 4 ergibt
sich die Anordnung der Steckverbindervorrichtung 10 aus
den zusammengesteckten Steckverbinderteile 12 und 13 im
bzw. am Kopf 48 eines Tauchpumpengehäuses 50. Der Kopf 48 des
Pumpengehäuses 50 ist
mit einer Wanddurchführung 49 versehen,
die innerhalb des Gehäusekopfes 48 gestuft
ausgebildet ist und so eine innere Schulter 51 bildet.
Das Isoliergehäuse 36 des tauchpumpenseitigen
Steckverbinderteils 13 wird von außerhalb in die Durchführung 49 eingebracht, nachdem
die aus dem Gehäusekopf 48 herausragenden
Enden eines nicht dargestellten Kabels mit den Steckkontakten 37 verbunden
bzw. vercrimpt worden ist. In eingesetztem Zustand liegt das Isoliergehäuse 36 mit
seiner rückseitigen
Schulter 44 an der Schulter 51 in der Durchführung 49 an.
Die beiden O-Ringe 45 und 46 dichten das Isoliergehäuse 36 in
Richtung des Inneren des Pumpengehäuses 50 gesehen hinter
der Schulter 44 innerhalb der Durchführung 48 ab. Die Stirnenden
der Buchsen 41 befinden sich in einer Ebene innerhalb eines
Verlängerungsansatzes 53 der
Durchführung 49,
der bzw. die von der Stirn 52 aus mit einem Innengewinde 54 versehen
ist, in das bei eingestecktem Zustand des kabelseitigen Steckverbinderteils 12 das
Außengewinde 28 der "Überwurf"mutter 27 geschraubt werden kann.
Mit anderen Worten, nach dem Einstecken des kabelseitigen Steckverbinderteils 12 in
das in der Durchführung 49 angeordnete
tauchpumpenseitige Steckverbinderteil 13 sind die Stiftkontakte 17 in
die Hülsenkontakte 37 eingesteckt
und die Stirn 23 des Isoliergehäuses 16 liegt über den
Dichtring 32 an der konischen Stirn 43 des Isoliergehäuses 36 an.
Nach dem Befestigen der Schraubverbindung zwischen Mutter 27 und
Durchführung 49 ist
der Dichtring 32 so gequetscht, das er sowohl radial als
auch axial abdichtet. Der Dichtring 32 verhindert dann
Eindringen von Feuchtigkeit in zusammengebautem Zustand der Steckverbindervorrichtung 10.
Darüber
hinaus ist der Gummimantel 25 in diesem Bereich dicht in
die Durchführung 49 eingebracht.
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Bei
der Steckverbindervorrichtung 110 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
wie es in den 5 bis 8 dargestellt
ist, ist eine siebenpolige Anordnung der Steckkontakte 117 und 137 des kabelseitigen
Steckverbinderteils 112 beziehungsweise des tauchpumpenseitigen
Steckverbinderteils 113 vorgesehen. Hierbei sind die Steckkontakte 117 des
kabelseitigen Steckverbinderteils 112 als Hülsenkontakte
während
die Steckkontakte 37 des tauchpumpenseitigen Steckverbinderteils 113 als Stiftkontakte
ausgebildet sind.
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Gemäß 5 besitzt
das kabelseitige Steckverbinderteil 112 ein Isoliergehäuse 116,
das zur einzelnen Aufnahme der Steckkontakte 117 mit entsprechenden
Durchgangsbohrungen 118 versehen ist. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist das Isoliergehäuse 116,
das aus einem Thermoplast beispielsweise PBT ist, mit einem hülsenartigen
Ansatz 156 versehen, dessen Außendurchmesser größer ist als
der Außendurchmesser
des restlichen Isoliergehäuses 116 und
damit entgegen der Steckrichtung mit einer Schulter 122 versehen
ist. Der Innendurchmesser des Hülsenansatzes 156 besitzt
einen undurchbrochenen Hohlraum und ist mit einer Innenschulter 157 versehen.
Die einzelnen Steckkontakte 117 sind in den gestuften Durchgangsbohrungen 118 axial
in beiden Richtungen gepresst gehalten. Außerdem besitzt der Steckkontakt 117 am Übergang
von seinem mittleren Bereich zur Crimphülse 119 eine Ringnut,
in der ein O-Ring 158 zur Abdichtung innerhalb der Durchgangsbohrung 118 vorgesehen
ist.
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Der
Haupt- bzw. Körperbereich
des Isoliergehäuses 116 ist
von einem Metallrohr 160 umgeben, dessen vorderes Ende 161 flanschartig
umgebogen ist und dessen hinteres Ende als Sicke 162 ausgebildet
ist. Innerhalb dieses vorzugsweise aus rostfreiem Stahl bestehenden
Metallrohres 160 ist eine Gummitülle 163 eingespritzt
bzw. eingebracht, deren das Metallrohr 160 durchziehender
Bereich sich um das Flanschende 161 als weiteres Flanschende 164 legt
und dessen hinterer Bereich 165 verdickt ausgebildet ist
und als Durchführung
für ein nicht
dargestelltes zum Isoliergehäuse 116 führendes
und mit den Steckkontakten 117 verbundenes Kabel dient.
Die Sicke 162 dient zur Fixierung und Zugentlastung des
nicht dargestellten Kabels und axialen Fixierung des Isoliergehäuses 116.
Eine weitere axiale Fixierung des Isoliergehäuses 116 ist dadurch
gegeben, dass dieses in ihrem etwa axial mittigen Bereich eine Ringnut
aufweist, in die ein innerer Ringsteg 166 der Gummitülle 163 bei
der Montage einrastet. Auch hier ist bei Beschädigung des nicht dargestellten
Kabels keine Möglichkeit
des Eindringens von Feuchtigkeit von der Gummitülle 163 aus in den
vorderen Steckbereich des kabelseitigen Steckverbinderteils 112 gegeben,
insbesondere dann, wenn die Gummitülle 163 an hinteren
Bereichen 167, 168 um den Kabelmantel mittels
nicht dargestellter rohrschellenartiger Elemente fixiert wird.
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Um
das Metallrohr 160 ist eine Überwurfmutter 127 gebracht,
die ebenfalls ein vorderes Außengewinde 128 und
einen hinteren Sechskantansatz 129 für ein Werkzeug besitzt. Die Überwurfmutter 127 ist
längs des
Metallrohres 160 verschiebbar und liegt im nach vorne geschobenen
Zustand am vorderen flanschartig umgebogenen Ende 161 des
Metallrohres 160 an. Die Überwurfmutter 127 ist
in der in Steckrichtung abgewandter Richtung über das gesamte Metallrohr 160 sowie über die
rohrschellenartigen Verbindungselemente um das hintere Ende 167, 168 der
Gummitülle 63 bewegbar,
so dass die Montage des Isoliergehäuses 116 mit seinen
Steckkontakten 117 in die vom Metallrohr 160 umgebene Gummitülle 163 nicht
behindert ist.
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7 zeigt
das tauchpumpenseitige Steckverbinderteil 113 mit seinem
Isoliergehäuse 136,
in dessen Durchgangsbohrungen 138 die Steckkontakte 137 axial
fixiert und eingepresst gehalten sind. Das Isoliergehäuse 136 ist
an einem Bereich des hinteren Endes der Crimphülsen 139 mit einem äußeren Ringansatz 142 versehen,
der in Steckrichtung eine konische Schulter 143 und in
rückwärtiger Richtung
einer Schulter 144 aufweist. Die Steckkontakte 137 befinden
sich wie die Steckkontakte 37 nach 3 vorne
in vom Korpus 140 des Isoliergehäuses 136 abstehenden
Hülsen.
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Die
Anordnung des tauchpumpenseitigen Steckverbinderteils 113 in
einer Durchführung 149 eines
Kopfes 148 eines Pumpengehäuses 150 ergibt sich
aus der 8 und ist in zum ersten Ausführungsbeispiel ähnlicher
Weise vorgenommen. Auch hier besitzt die Durchführung 149 im Gehäusekopf 148 eine
von außen
sichtbare innere Schulter 151, an der im eingesetztem Zustand
das tauchpumpenseitige Steckverbinderteil 113 mit seiner
Schulter 144 anliegt.
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Im
vorderen Bereich besitzt die Durchführung 149 im Gehäusekopf 148 eine
Innengewindebohrung 154, in die die "Überwurf"mutter 127 mit
ihrem Außengewinde
eingeschraubt werden kann. In zusammengestecktem und aufgeschraubtem
Zustand drückt
die Ringstirn des Hülsenansatzes 156 über den
Dichtring 132 gegen die konische Schulter 143,
so dass auch hier eine axiale und radiale Abdichtung der Steckverbindung
innerhalb der Durchführung 149 erreicht
ist.
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Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel
kann das tauchpumpenseitige Steckverbinderteil 113 von außen aus
der Durchführung 149 herausgenommen und
mit den betreffenden innerhalb des Pumpengehäuses 50 sich befindenden
elektrischen Leitungen verbunden werden.