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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steckeranordnung mit einem ersten
Steckerelement und einem dazu komplementären zweiten Steckerelement
zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, wobei jedes der Steckerelemente
ein Steckergehäuse
mit einem Steckkontaktende und einem diesem entgegengesetzten Kabeleinführungsende
aufweist, und wobei die Steckerelemente an den Steckkontaktenden
zueinander komplementäre
Bajonettverschlusskomponenten aufweisen, die zur Bildung eines die
Steckelemente im zusammengesteckten Zustand sichernden Bejonettverschlusses
miteinander in Eingriff zu bringen sind.
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Derartige
Steckeranordnungen werden beispielsweise für die Verkabelung von Beleuchtungseinrichtungen
bei Film und Fernsehen verwendet. Dabei unterliegen solche Steckeranordnungen
hohen Belastungen und es besteht die Gefahr aufgrund von an den
angeschlossenen Kabeln wirkenden Zugkräften, dass sich die Kabel oder
Adern dieser Kabel aus der Steckerverbindung lösen oder dass einzelne Adern
im Kabel brechen aufgrund mechanischer Einwirkung am Kabeleinführungsende
der Steckerelemente.
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Bisher
bekannte Steckeranordnungen, die ihren Ursprung in militärischen
Anwendungen haben, weisen in der Regel Kabeleinführungsenden auf, die relativ
scharfkantig ausgebildet sind und bei denen eine Zugentlastung in
Form einer außerhalb
des Steckergehäuses
an diesem angebrachten Schelle realisiert wurde. Mangels Alternativen
wurden derartige Steckeranordnungen auch bei Film und Fernsehen verwendet,
und es hat sich gezeigt, dass die bekannten Steckeranordnungen gelegentlich
zu Kabelbeschädigungen
führen,
so dass häufiger
Reparatur- und Auswechselungsarbeiten erforderlich sind. Ferner
kann es zu Verletzungen kommen, wenn eine Person mit einer derartigen
Steckeranordnung, die kantige und vorstehende Bauteile aufweist,
hantiert.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Steckeranordnung bereitzustellen,
welche eine verbesserte Handhabung ermöglicht.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass bei einer gattungsgemäßen Steckeranordnung
jedes der beiden Steckerelemente an seinem Kabeleinführungsende
eine als abdichtende Kabeldurchführung
wirksame und ins Steckergehäuse
integrierte, insbesondere von Steckergehäuseelementen gebildete Zugentlastungseinrichtung
mit einer Kabelaufnahmeöffnung
im Steckergehäuse
aufweist, wobei die Zugentlastungseinrichtung die Kabelaufnahmeöffnung definierende
Ringabschnitte umfasst, die unter Ausübung einer radialen Klemmkraft
auf ein durch die Kabelaufnahmeöffnung
in das Steckerelement eingeführtes
Kabel aneinander befestigbar sind.
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Eine
derartige Steckeranordnung weist gegenüber den bisher bekannten Steckeranordnungen den
Vorteil auf, dass die Zugentlastungseinrichtung für die angeschlossenen
Kabel ins Steckergehäuse integriert
ist, so dass sie nicht als vorstehendes Bauteil an der Steckeranordnung
angebracht ist. Ferner wirkt die Zugentlastungseinrichtung aufgrund
der auf das Kabel wirkenden radialen Klemmkräfte und aufgrund der Integration
im Steckergehäuse
auch abdichtend gegen Verunreinigungen und Feuchtigkeit. Dabei wirken
die radialen Klemmkräfte
derart auf die Ummantelung bzw. Isolierung des eingeführten Kabels,
dass sich diese Ummantelung wie eine Art Dichtungsring an die Ringabschnitte
anlegt.
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Es
ist bevorzugt, dass wenigstens einer der Ringabschnitte einstückig mit
dem betreffenden Steckergehäuse
ausgebildet ist. Dieser Ringabschnitt bildet eine Art Basis, an
der die weiteren, die Kabelaufnahmeöffnung definierenden Ringabschnitte
befestigt werden können,
so dass alle Ringabschnitte gemeinsam die Kabelaufnahmeöffnung definieren und
fertig zusammengesetzt einen Teil des Steckergehäuses bilden, nämlich vorzugsweise
einen äußeren sichtbaren
Steckergehäuseendteil
am Kabeleinführungsende,
der vorzugsweise frei von scharfen Kanten an der Außenoberfläche ist.
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Um
die radialen Klemmkräfte
auf das eingeführte
Kabel auszuüben,
können
die Ringabschnitte jeweils wenigstens einen sich radial nach innen
erstreckenden und in Umfangsrichtung verlaufenden Vorsprung aufweisen.
Dieser Vorsprung kann beispielsweise in Form eines halbkreisförmigen Klemmwulstes
ausgebildet sein, so dass die Ummantelung des Kabels im eingeklemmten
Zustand nicht beschädigt
wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist
die Steckeranordnung zwei Ringabschnitte auf. Diese Ringabschnitte
können
jeweils etwa einen Halbkreis um die zu definierende Kabelaufnahmeöffnung bilden.
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Um
die radiale Klemmwirkung auf das eingeführte Kabel weiter zu verbessern,
wird ferner vorgeschlagen, dass einer der Ringabschnitte einen Vorsprung
mehr aufweist als der andere Ringabschnitt, wobei insbesondere vorgeschlagen
wird, dass die Vorsprünge
der beiden Ringabschnitte im zusammengesetzten Zustand in axialer
Richtung zueinander versetzt angeordnet sind. Im Falle der zwei
Ringabschnitte ist das Kabel dann zwischen wenigstens drei Vorsprüngen radial
festgeklemmt, wobei zwei dieser Vorsprünge auf dem einen Ringabschnitt
ausgebildet sind und der dritte Vorsprung auf dem anderen Ringabschnitt
ausgebildet ist.
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Vorzugsweise
sind die Ringabschnitte mittels Schrauben miteinander verschraubbar
oder verschraubt, wobei es besonders bevorzugt ist, dass die Schrauben
im zusammengesetzten Zustand der Ringabschnitte in Öffnungen
versenkt sind. Hierdurch ergibt sich eine Außenkontur ohne Vorsprünge und Kanten,
an denen Verletzungsgefahr besteht. Ferner ist hierdurch auch gewährleistet,
dass sich die Steckeranordnung nicht ohne Weiteres mit irgendwelchen
sonstigen zur Steckeranordnung benachbarten Teilen, beispielsweise
anderen Kabeln, Schnüren, Seilen, Ästen oder
dgl. verhaken kann.
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Um
Kabelbeschädigungen
im Bereich der Kabelaufnahmeöffnung
zu verhin dern, wird vorgeschlagen, dass die Ringabschnitte im Bereich
des Kabeleinführungsendes
derart ausgebildet sind, dass die Kabelaufnahmeöffnung im Steckergehäuse des
jeweiligen Steckerelements trichterartig aufgeweitet ist. Eine derartige
Aufweitung ermöglicht
es, dass sich das Kabel im Bereich der Aufnahmeöffnung verbiegen und an die
Ringabschnitte flächig
anlegen kann, wodurch ein Abknicken wie bei Kanten aufweisenden
Kabelaufnahmeöffnungen
verhindert ist.
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Die
trichterförmige
Aufweitung ist bevorzugt durch einen nach außen gekrümmten Verlauf des Innenumfangs
der Ringabschnitte gebildet. Dies führt zu einer trompetenartigen
Ausgestaltung der Kabelaufnahmeöffnung,
welche auch bei einem relativ zur Steckeranordnung sehr stark gebogenen
Kabel die flächige
Anlage desselben am Ringabschnitt ermöglicht.
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Um
eine Kabelbeschädigung
auch in extremen Situationen verhindern zu können, in denen das Kabel beispielsweise
um mehr als 90° bezogen
auf die Steckeranordnungslängsachse
gebogen wird, wird vorgeschlagen, dass die Kabelaufnahmeöffnung mit
einem stetig gekrümmten
Verlauf in das stirnseitige Kabeleinführungsende des betreffenden
Steckerelements übergeht.
Das Kabeleinführungsende
weist somit keinerlei Kanten auf, an denen eine Verletzung der Ummantelung
des Kabels oder eine mechanische Einwirkung auf in der Ummantelung
liegende Adern des Kabels erfolgen kann. Hierdurch wird das Risiko
eines Kabelbruchs im Bereich der Kabelaufnahmeöffnung bzw. des Kabeleinführungsendes
der Steckeranordnung stark reduziert.
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Damit
bei ggf. nachlassender radialer Klemmwirkung der Innenraum der Steckeranordnung weiter
gegen Verunreinigung geschützt
ist, wird vorgeschlagen, dass die Steckerelemente eine Dichtung umfassen,
die sich axial in Richtung zum Steckkontaktende hin an die Ringabschnitte
anschließt,
wobei die Dichtung im jeweiligen Steckergehäuse integriert ist.
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Da
die Steckerelemente aufgrund der auszuhaltenden hohen Belastungen aus
Metall gefertigt sind, ist es für
den sicheren Betrieb erforderlich, dass eine Erdung vorgesehen ist,
die bevorzugt unter Verwendung eines Erdungsrings realisiert ist,
der in einem Sitz am Innenumfang des Steckergehäuses angeordnet ist und mit
diesem elektrisch leitend in Berührung
steht.
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Der
Erdungsring kann eine Erdungslitze umfassen, die an ihm befestigt,
vorzugsweise verlötet oder
verschweißt
ist, wobei die Erdungslitze mit einem Erdungsleiter des angeschlossenen
Kabels verbindbar oder verbunden ist. Bevorzugt ist der Erdungsring
aus Messing und die Erdungslitze aus Kupfer hergestellt.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren
anhand einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsform
beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Darstellung einer Steckeranordnung mit zwei
nicht zusammengesteckten Steckerelementen.
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2a und b sind Draufsichten auf die jeweiligen
Steckerelemente und die
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2c und d sind Querschnitte entsprechend
der Schnittlinie C-C bzw. D-D
der 2a und b.
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3 ist
eine perspektivische Darstellung eines Steckerelements mit gelöstem Ringabschnitt.
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung
der Ringabschnitte entsprechend der 2c.
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5 ist
eine Querschnittsdarstellung gemäß Schnittlinie
V-V der 2a.
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6a und b zeigen eine zusammengesteckte
Steckeranordnung in Draufsicht sowie als Querschnitt entsprechend
der Schnittlinie B-B.
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In 1 ist
eine schematische Perspektivdarstellung einer Steckeranordnung 10 mit
einem ersten Steckerelement 12 und einem dazu komplementären zweiten
Steckerelement 14 dargestellt. Beim ersten Steckerelement 12 sind
elektrische Kontaktstifte 16 des Steckkontaktendes 18 ersichtlich, die
beim Zusammenstecken mit dem zweiten Steckerelement 14 in
entsprechende Buchsen in dessen Steckkontaktende 18' eingeführt werden
können. Das
erste Steckerelement 12 und das zweite Steckerelement 14 weisen
Bajonettverschlusskomponenten 20, 20' auf, wobei
die Bajonettverschlusskomponente 20 am ersten Steckerelement 12 eine um
die Steckerlängsachse
L verdrehbare Hülse
ist, die auf ihrer Innenseite Nocken 22 aufweist, die in Eingriff
gebracht werden mit Nuten 24 am zweiten Steckerelement 14.
Diese Art Bajonettverschluss ist an sich bekannt und ermöglicht durch
Verdrehen der Hülse 20 das
axiale Zusammenfügen
der beiden Steckerelemente 12, 14 und das Halten
dieser beiden Steckerelemente 12, 14 in der zusammengesteckten Stellung.
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Die
beiden Steckerelemente 12, 14 weisen ein jeweiliges
Kabeleinführungsende 26, 26' auf, in das
ein jeweiliges Kabel 28, 28' eingeführt ist. Im jeweiligen Steckergehäuse 30, 30' der beiden
Steckerelemente 12, 14 ist im Bereich des jeweiligen
Kabeleinführungsendes 26, 26' eine Zugentlastungseinrichtung
integriert, die nachfolgend genauer beschrieben wird.
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Die 2a und b zeigen jeweils das erste Steckerelement 12 bzw.
das zweite Steckerelement 14 in einer schematischen Draufsicht.
Die 2c und d zeigen Querschnittsdarstellungen
des ersten Steckerelements 12 entsprechend der Linie C-C
der 2a und eine Querschnittsdarstellung
des zweiten Steckerelements 14 entsprechend der Schnittlinie
D-D der 2b. Die oben erwähnte Zugentlastungseinrichtung 32 wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2c, 3, 4 und 5 für das erste
Steckerelement 12 beschrie ben, wobei das zweite Steckerelement 14 eine
gleich ausgebildete und identisch wirkende Zugentlastungseinrichtung 32' umfasst.
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Die
Zugentlastungseinrichtung 32 umfasst zwei Ringabschnitte 34, 36,
wobei der eine Ringabschnitt 36 einstückig mit dem Gehäuse 30 des
Steckers ausgebildet ist. Wie aus den 3 und 5 ersichtlich,
weisen die beiden Ringabschnitte 34, 36 eine Halbkreisform
auf und liegen an Auflageflächen 38 aneinander
an. Die beiden Ringabschnitte 34, 36 sind durch
zwei Schrauben 40 aneinander befestigt, so dass das Steckergehäuse 30,
an dem der eine Ringabschnitt 36 einstückig ausgebildet ist, durch den
aufgeschraubten Ringabschnitt 34 vervollständigt ist.
Im zusammengesetzten Zustand umfasst das Steckergehäuse 30 somit
auch den lösbar
befestigten Ringabschnitt 34.
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Bei
abgenommenem Ringabschnitt 34 kann durch die Kabelaufnahmeöffnung 42 ein
Kabel hindurchgeführt
werden, das mit entsprechenden Steckkontaktbauteilen (nicht dargestellt)
in dem jeweiligen Steckerelement elektrisch verbunden ist bzw. wird. Wenn
das Kabel eingeführt
worden ist, kann der lose Ringabschnitt 34 mit dem Ringabschnitt 36 verschraubt
werden, wobei durch Vorsprünge 44a, 44b und 44c radiale
Klemmkräfte
auf das eingeführte
Kabel ausgeübt
werden, so dass dieses nicht aus dem jeweiligen Steckerelement 12, 14 bzw.
der Steckeranordnung 10 herausgezogen werden kann. Die
Vorsprünge 44a und 44c sind
am losen Ringabschnitt 34 mit einem Abstand A voneinander
angeordnet. Der Vorsprung 44b auf dem mit dem Gehäuse 30 einstückig ausgebildeten
Ringabschnitt 36 liegt in axialer Richtung zwischen den
Vorsprüngen 44a und 44c und
diesen gegenüber,
so dass die Vorsprünge 44a, 44b und 44c in
axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind. Diese versetzte
Anordnung führt
zu einer sehr guten Klemmwirkung auf das eingeführte Kabel und andererseits
ermöglicht
der Kontakt zwischen den Vorsprüngen 44a, 44b und 44c und
einer Ummantelung 46 (6) des Kabels 28 eine
Abdichtung des Innenraums 48, 48' des jeweiligen Steckerelements 12, 14.
Die normalerweise aus einem Kunststoff hergestellte elektrisch isolierende
Ummantelung 46, 46' des
Kabels 28, 28' bildet
mit den Vorsprüngen 44a, 44b, 44c eine
Dichtungsanordnung, die Ähnlichkeiten
mit einer Labyrinthdichtung aufweist.
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Damit
das in der Kabelaufnahmeöffnung 42 durch
die Vorsprünge 44a, 44b, 44c festgeklemmte Kabel
durch das Steckergehäuse 30,
insbesondere die Ringabschnitte 34, 36 nicht verletzt
wird, ist die Kabelaufnahmeöffnung
trichterartig aufgeweitet, wobei diese Aufweitung durch einen nach
außen
gekrümmten
Verlauf des Innenumfangs 50 der Ringabschnitte 34, 36 gebildet
ist. Die Kabelaufnahmeöffnung 42 ist
somit trompetenartig ausgebildet und weist keinerlei Kanten auf,
die zu einem Kabelbruch im Kabel 28 führen könnten. Wenn das Kabel 28 im Bereich
der Kabelaufnahmeöffnung 42 verformt
bzw. verbogen wird, liegt es flächig
am Innenumfang 50 der Ringabschnitte 34, 36 an,
und es wirken keine punktuell starken Kräfte auf die Ummantelung 46 des Kabels 28,
wie dies bei kantig ausgebildeten Gehäuseformen der Fall ist. Damit
auch ein Umknicken des Kabels 28 um mehr als 90° nicht zu übermäßigen Beanspruchungen
am Kabel 28 führt,
geht der Innenumfang 50 mit einem stetig gekrümmten Verlauf
in das stirnseitige Kabeleinführungsende 52 des
betreffenden Steckerelements 12, 14 über.
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Aus
der 5 ist ferner ersichtlich, dass die Schrauben 40 in Öffnungen 54 des
Ringabschnitts 34 versenkt sind, so dass sie nicht über die
im Wesentlichen kreisförmige
und glatte Außenkontur 56 des Steckergehäuses 30 vorstehen.
Hierdurch wird die Verletzungsgefahr für eine Bedienperson reduziert und
ein Verhaken des jeweiligen Steckerelements 12, 14 mit
anderen in der Nähe
der Steckeranordnung liegenden Dingen, beispielsweise andere Kabel,
Schnüre,
im Freien herumliegende Äste
und dgl., ist ausgeschlossen. Insgesamt weist die runde Formgebung
der Steckeranordnung 10 mit integrierter abdichtender Zugentlastungseinrichtung 32 keine über die
Außenkontur 56, 56' vorstehende
Bauteile auf, so dass die Handhabbarkeit der Steckeranordnung verbessert
ist und die Verletzungsgefahr für
Bedienpersonen verringert ist.
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Es
ist noch darauf hinzuweisen, dass in den jeweiligen Steckerelementen 12, 14 ein
Erdungsring 58 aufgenommen ist, der über eine Erdungslitze 60, die
mit ihm vorzugsweise verlötet
oder verschweißt ist,
mit einem Erdungsleiter de Kabels 28, 28' verbunden ist.
Der Erdungsring 58, 58' ist mit einem am Innenumfang 62, 62' des Steckergehäuses 30, 30' ausgebildeten
Ringsitz 64, 64' aufgenommen
und steht in elektrisch leitendem Kontakt mit dem Gehäuse 30, 30.
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Zusätzlich zur
Dichtwirkung zwischen Kabel 28, 28' und Ringabschnitten 34, 36, 34', 36' weisen die
Steckerelemente 12, 14 axial anschließend an
die Ringabschnitte 34, 36, 34', 36' eine Ringnut 70 zur Aufnahme
eines Dichtungsrings (nicht dargestellt) auf, so dass eine Abdichtung
des Innenraums 48, 48' auch bei nachlassender radialer
Klemmwirkung der Vorsprünge 44a–c gewährleistet
ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 2c und d wird noch
darauf hingewiesen, dass der Bajonettverschluss eine Einführhilfe
umfasst, die durch einen radial nach innen vorstehenden Stift 66 am
zweiten Steckerelement 14 und eine am ersten Steckerelement 12 ausgebildete
axial verlaufende Öffnung 68 gebildet
wird. Diese Einführhilfe
ermöglicht
das Zusammenstecken der beiden Steckerelemente 12, 14 in
nur einer relativen Lage zueinander, so dass das korrekte Zusammenstecken
der beiden Steckerelemente 12, 14 gewährleistet
ist.