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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Energieversorgungsnetz mit mehreren derartigen Steckverbindern nach Anspruch 4.
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Die erfindungsmäßigen elektrischen Steckverbinder weisen einen Kontaktstift mit einer am Kontaktstift endseitig adaptierbaren Isolierkappe auf. Ein solcher Steckverbinder ist beispielsweise bekannt aus der
EP 0951099 B1 . Bei diesem Steckverbinder besteht der Kontaktstift aus einem hülsenartigen Kern und einem im hülsenartigen Kern mittels eines Schnappverschlusses arretierten Isolierstopfens. Nachteilig bei diesen bekannten Steckverbinder ist die Tatsache, dass der hülsenartige Kontaktstiftkörper entweder nur sehr aufwendig herstellbar ist oder bei einer Herstellung als Blechbiegeteil sehr wenig formhaltig und instabil ist. Außerdem ist der Rastmechanismus für den Isolierstopfen von außen kaum sichtbar, so dass von außen nur sehr schwer kontrollierbar ist, ob der Stopfen auch vollständig und zuverlässig am Stiftkörper fixiert ist.
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Aus der
DE 3602797 A1 ist ein weiterer Steckverbinder mit einem Kontaktstift mit einem Endstück aus elektrisch isolierendem Material bekannt. Das Isolierteil ist entweder als Kappe aufgestülpt, eingepresst oder besteht aus ausgehärtetem Lack. All diese Anbringungsarten des Isolierteils gewährleisten keine langzeitige Haltbarkeit des Isolierteils am Kontaktstift über mehrere Jahre und unter extremen Witterungsbedingungen insbesondere im Offshore-Bereich.
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Aus der
DE 4400555 A1 ist wiederum ein Kontaktstift entweder mit aufgeschnappter Isolierkappe oder mit in einer Hülse eingebrachtem Stopfen bekannt. Die letztgenannte Stopfenvariante weist prinzipiell dieselben Nachteile auf, wie die aus der erstgenannten
EP 0951099 B1 bekannte Lösung mit Isolierstopfen. Sowohl die Variante mit dem eingeschobenen Stopfen als auch die Variante mit der aufgerasteten Kappe weisen nicht die erforderliche Langzeithaltbarkeit insbesondere unter schweren Außeneinflüssen auf.
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Aus der
US 7,470,154 B2 ist ein weiterer elektrischer Steckverbinder mit Kontaktstiften und endseitigen Isolierkappen bekannt. Hier ist die Art der Befestigung der Isolierkappen am Kontaktstift völlig offen gelassen.
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Ein Energieversorgungsnetz mit Steckverbindern und Energiebusleitung ist beispielsweise aus der
DE 20 2009 010 869 U1 bekannt. Die dort eingesetzten Unterteile von Industriesteckverbindern weisen Kontaktstifte auf, welche wegen möglich wechselnder Stromflussrichtung im Energieversorgungsnetz berührungsgeschützt sein müssen.
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Ausgehend vom vorerwähnten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein elektrischen Steckverbinder mit Kontaktstift und Isolierkappe so zu gestalten, dass die Isolierkappe zuverlässig am Kontaktstift fixiert ist, die korrekte Anbringung der Isolierkappe von außen sichtbar ist und einen langzeitige Arretierung der Isolierkappe am Kontaktstift gewährleistet ist. Diese Aufgabe ist durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 in erfinderischer Weise gelöst. Die rückbezogenen Ansprüche beinhalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung.
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Nach der Erfindung ist die Isolierkappe über das Freiende des Kontaktstifts übergestülpt, wobei das Freiende des Kontaktstifts eine Außenverzahnung aufweist, welche komplementär zu einer Innenverzahnung an der Innenwand der Isolierkappe ausgebildet ist. Im Montageendzustand greifen diese beiden Verzahnungen ineinander und arretieren so mit Hilfe eines Formschlusses die Isolierkappe am Kontaktstift. Diese Art der Fixierung ist nahezu unlösbar und auch über einen langen Zeitraum wirksam.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist die zylindrische Grundform des Kontaktstifts dahingehend genutzt, dass am Kontaktstift mindestens zwei oder mehrere übereinander angeordnete ringförmige Wülste angeformt sind. Die ringförmigen Wülste stehen vom Kontaktstift kranzartig nach außen vor und bilden jeweils eine Vertiefung zwischen sich. Die Innenkontur der Isolierkappe weist zu den Wülsten komplementär ausgebildete Nuten auf. Die Wülste können so in die Nuten eingreifen und die zwischen den Nuten gebildeten Wandvorsprünge in die Vertiefung zwischen den Wülsten. Auf diese Weise weisen sowohl die Isolierkappe als auch der Kontaktstift umlaufende Verzahnungsteile auf, welche die Isolierkappe und den Kontaktstift im Montageendzustand nahezu unverlierbar aneinander sichern.
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Nach der Lehre des Anspruchs 3 sind schließlich die Wülste einerseits und die Innennuten an der Isolierkappe andererseits sägezahnartig ausgeformt. Sie weisen also eine ausgerundete Vorderflanke und eine Querrichtung verlaufende gerade Rückflanke auf. Bei der Montage können die ausgerundeten Vorderflanken der Innennuten und der Außenwülste ratschenartig übereinander gleiten, so dass die Isolierkappe nach Art eines Ratschenverschlusses auf den Kontaktstift aufschiebbar ist. Im Montageendzustand hintergreifen die überlappenden Zahnrückflanken einander, so dass die Isolierkappe unverlierbar auf den Kontaktstift aufgeschoben ist.
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Anspruch 4 betrifft schließlich ein Energieversorgungsnetz, welches mehrere erfindungsmäßige elektrische Steckverbinder umfasst. Diese Steckverbinder sind an einen Energiebusleitung angeschlossen. Diese Energiebusleitung kann eine wechselnde Stromrichtung aufweisen. Der Vorteil der erfindungsmäßigen Steckverbinder besteht darin, dass auch unter Strom bzw. unter Spannung stehende Kontaktstifte mittels der Isolierkappe berührungsgeschützt sind. Bei dem erfindungsmäßigen Energieversorgungsnetz kann also von der grundsätzlichen Regel abgewichen werden, dass nur Buchsenteile unter Spannung stehen bzw. stromführend sein dürfen. Mit den erfindungsmäßigen Kontaktstiften ist es somit möglich, dass auch die Kontaktstifte stromführend bzw. unter Spannung stehen.
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Die erfindungsmäßige Fixierung der Isolierkappe gewährleistet in diesem Zusammenhang einen sicheren Sitz der Isolierkappe auf dem Kontaktstift. Gerade bei Offshore-Anlagen können durch Feuchtigkeitseinfluss, Temperaturschwankungen und Temperatureinflüsse sowie durch das Eindringen von Wasser, insbesondere salzhaltigem Wasser die aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungen der Isolierkappen beschädigt werden und schließlich ausfallen. Insbesondere eignen sich die erfindungsmäßigen Isolierkappen für einen jahrelangen Einsatz in Offshore-Anlagen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Kontaktstifte und die mit den Kontaktstiften korrespondierenden Kontaktbuchsen immer wieder voneinander abgezogen und miteinander zusammengesteckt werden, wobei dieses Abziehen und Zusammenstecken in äußerst unregelmäßigen Abständen erfolgt. Da die Bedienperson in der Regel die jeweilige Stromrichtung in der Energiebusleitung nicht kennt, ist es unbedingt erforderlich, dass die Isolierkappe auch nach mehreren Jahren noch funktionstüchtig ist, also zuverlässig auf dem Steckerstift gehalten ist.
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Anhand des in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen elektrischen Steckverbinder mit einem Kontaktstift und einem Freiende mit Außenverzahnung
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2 eine vergrößerte Darstellung des Freiendes des Kontaktstifts aus 1
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3 eine geschnittene Ansicht einer Isolierkappe
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4 eine geschnittene Ansicht der Isolierkappe gemäß 3 mit eingeschobenen Kontaktstift
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5 eine geschnittene Ansicht eines Kontaktstifts und einer Isolierkappe mit nach Art eines Zahnrichtgesperres ausgebildeter Verzahnung
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Der elektrische Steckverbinder 1 besteht im Wesentlichen aus einem Steckverbindergehäuse 2 und einem aus dem Steckverbindergehäuse 2 in Längsrichtung 3 abstehenden Kontaktstift 4. Am Steckverbindergehäuse 2 in 1 ist weiterhin eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme einer in den Figuren nicht dargestellten Befestigungsschraube eines Schraubkontakts erkennbar.
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Das dem Steckverbindergehäuse 2 in Längsrichtung 3 abgewandte Freiende 6 des Steckverbinders 1 ist folgendermaßen profiliert ausgestaltet: In Längsrichtung 3 beabstandet sind zwei nach außen vorspringende ringartige bzw. kranzartige Wülste 7 am Kontaktstift 4 angeformt. Die Wülste 7 sind hierbei vorzugsweise sägezahnartig ausgestaltet. Dies bedeutet, dass jede Wülst eine abgerundete Zahnvorderflanke 8 und eine gerade Zahnrückflanke 9 jeweils aufweist. In einer anderen Ausgestaltung, können die Zahnvorderflanke 8 und die Zahnrückflanke 9 auch gleich, also symmetrisch ausgestaltet sein.
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Die Isolierkappe 10 besteht aus einem Isolierwerkstoff. In ihrem Kappeninnenraum 11 sind eine der Anzahl der Wülste 7 am Freiende 6 des Kontaktstifts 4 entsprechende Anzahl von ebenfalls ringförmigen Innennuten 12 eingeformt. Im Montageendzustand greifen die Wülste 7 in die komplementär ausgebildeten Innennuten 12, was in der Darstellung der 4 gut erkennbar ist.
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Aus der Darstellung der 5 ist noch einmal erkennbar, dass im Falle einer sägezahnartigen Ausgestaltung der Verzahnung, also der Wülste 7 und der Innennuten 12 die Zahnvorderflanken 8 ausgerundet sind, so dass in Längsrichtung 3 die Isolierkappe 10 einfach auf das Freiende 6 des Kontaktstifts 4 aufgeschoben werden kann. Die Zahnrückflanken 9 hingegen erstrecken sich in der zur Längsrichtung 3 rechtwinklig verlaufenden Querrichtung 13. Auf diese Weise hintergreifen die Innennuten 12 die Wülste 7 an ihren Zahnrückflanken 9 formschlüssig und unverlierbar, so dass die Isolierkappe 10 vom Kontaktstift 4 in Längsrichtung 3 nicht mehr abziehbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Steckverbindergehäuse
- 3
- Längsrichtung
- 4
- Kontaktstift
- 5
- Aufnahmeöffnung
- 6
- Freiende
- 7
- Wulst
- 8
- Zahnvorderflanke
- 9
- Zahnrückflanke
- 10
- Isolierkappe
- 11
- Kappeninnenraum
- 12
- Innennut
- 13
- Querrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0951099 B1 [0002, 0004]
- DE 3602797 A1 [0003]
- DE 4400555 A1 [0004]
- US 7470154 B2 [0005]
- DE 202009010869 U1 [0006]
