DE3441920C2

DE3441920C2 - Kupplung für Starkstromleitungen

Info

Publication number: DE3441920C2
Application number: DE19843441920
Authority: DE
Inventors: Herbert 6945 Hirschberg Neumann
Original assignee: Mgm Metall-Giesserei-Mannheim 6800 Mannheim De GmbH
Current assignee: Mgm Metall-Giesserei-Mannheim 6800 Mannheim De GmbH
Priority date: 1984-11-16
Filing date: 1984-11-16
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE3441920A1

Abstract

Die Kupplung für Starkstromleitungen zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Leiterenden zweier zu verbindender Starkstromleitungen besteht aus zwei mit je einem Leiterende zu verbindenden Bolzen (2, 3), deren im Kupplungszustand gegeneinander gerichtete Enden (4, 5) als gegeneinanderdrückbare Kontaktstücke (6, 7) ausgebildet sind. Die Enden (4, 5) können auch solche Kontaktstücke (6, 7) aufweisen. Das Ende des einen Bolzens (2) ist mit einer nicht über das Ende (4) desselben abziehbaren Kupplungshülse (8) versehen, die im Kupplungszustand mit deren offenem Ende (9) das Ende des anderen Bolzens (3) übergreift. Das offene Ende (9) der Kupplungshülse (8) weist ein erstes als Schraubhülse oder Verschlußhebel oder insbesondere als Bajonettverschlußteil ausgebildetes Verschlußteil (14) auf, das mit einem am Ende (5) des anderen Bolzens (3) vorgesehenen zweiten Verschlußteil (15) in Verschlußwirkung bringbar ist. Schließlich ist wenigstens ein Verschlußteil (14 und/oder 15) bzw. dessen Träger (8 und/oder 16) in gekuppeltem Zustand gegenüber den Bolzen (2, 3) längsverschiebbar, so daß der ihm zugeordnete Bolzen (2 und/oder 3) unter Vorspannung einer Druckelementanordnung (17) gegen den anderen Bolzen (3 bzw. 2) drückbar ist (Fig. 2).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung für Starkstromleitungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Kupplung ist aus der DE-OS 29 39 600 bekannt. Dort besteht das Muffengehäuse aus einem Elastomer mit einem äußeren und einer inneren Schicht aus leitfähigem Elastomer. In der inneren Schicht ist ein hülsenförmiges Verbindungselement mittels ringförmig eingeprägter formschlüssiger Strukturen unverrückbar eingebettet. In das Muffengehäuse ist von jeder Seite aus ein auf dem Kabelende angebrachter Anschlußbolzen gleichen Außendurchmessers wie der Innendurchmesser der leitfähigen inneren Schicht in den Kanal der inneren Schicht einsteckbar. Dabei ragt an jeder Seite des Verbindungsstückes je ein im Durchmesser reduzierter Stift des entsprechenden Bolzens in das Verbindungsstück hinein. Die Kontaktierung erfolgt dabei über die Mantelfläche der Stifte zum Verbindungsstück. Die Stirnflächen sind nicht miteinander in Kontakt. Die Stifte werden im Verbindungsstück durch Rastelemente in ihrer Lage gehalten.

Es ist auch bereits aus dem DE-GM 81 32 797 bekannt, bei einem winkelförmigen Kabelendverschluß Stifte mit gegenüber der Zuleitung reduziertem Durchmesser in einem winkelförmigen Kontakt-Verbindungsstück zu verwenden.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Kupplung der eingangs erwähnten Art für hone Stromdichte so auszugestalten, daß eine dauernd einwandfreie Kontaktierung mit hohem Kontaktdruck, beispielsweise auch bei Wärmeausdehnungen, erhallen bleibt, die Kupplung schnell ge- und entkuppelt werden kann und eine Überhitzung der Kupplung bzw. des Kontaktes durch Überbelastung infolge zu hoher Hitzeentwicklung vermieden wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Mi» der erfindungsgemäßen Kupplung ist durch die verwendete Druckelementanordnung ein hoher Kontaktdruck bei unterschiedlicher axialer Ausdehnung gewährleistet. Auch ist die Kupplung als Schnellkupplung ausgebildet und außerdem die Möglichkeit der Kühlung gegeben, ohne daß dabei die Kontaktfläche verringert werden muß.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines ;n der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Dabei zeigen:

F i g. 1 die Kupplung gemäß der Erfindung von der Seite,

F i g. 2 dieselbe Kupplung von der Seite im Schnitt, F i g. 3 eine Frontansicht der Kupplungshülse, F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Druckausgleichsring, F i g. 5 einen Querschnitt des Druckausgieichsringes, F i g. 6 die Ausbildung eines Bajonettschlitzes, Fig.7 einen (Anschluß-)Bolzen von der Seite im Schnitt und

F i g. 8 die Ansicht eines (Anschluß-)BoIzens von der Seite.

Die. erfindungsgemäße Kupplung 1 setzt sich im wesentlichen aus zwei Bolzen 2 und 3, an deren gegeneinander gerichteten Enden 4 bzw. 5 je ein Kontaktstück 6 bzw. 7 vorgesehen ist, zusammen. Die Kontaktstücke 6. 7 bestehen vorzugsweise aus besonderem Kontaktmetall oder aus Kontaktteilen mit Kontaktmetalloberflächen. Die Kontaktstücke 6, 7 sind an den Bolzen 2, 3 befestigt, insbesondere angelötet oder angeschweißt.

Das Ende des linken Bolzens 2 ist von einer Kupplungshülse 8 umgeben, die in gekuppeltem Zustand mit ihrem offenen Ende 9 das Ende des anderen Bolzens 3 übergreift. Die Kupplungshülse 8 ist auf dem Bolzen 3 unverlierbar, jedoch axial verschiebbar und vorzugsweise auch verdrehbar gehaltert. Dies geschieht mittels einer am Kontaktstück 6 auf der der Kontaktstelle 10 abgewandten Seite angebrachten Anschlagfläche 11 und einer mit dieser korrespondierenden Druckfläche 12 der Kupplungshülse 8, die ein Abziehen nach vorn bzw. in der Zeichnung nach rechts verhindern, sowie mittels eines vor dem Kontaktstück 6 in die Kupplungshülse 8 eingesetzten Sicherungsringes 13, z.B. einem sogenannten Seegerring, der ein Abziehen der Kupplungshülse 8 nach hinten bzw. in der Zeichnung nach links verhindert.

Die Kupplungshülse 8 dient als Träger eines ersten Verschlußteiles 14, beispielsweise eines Innengewindes oder von Verschlußspannhebeln oder eines in der Zeichnung dargestellten Bajonettverschlußteiles. Dieses Verschlußteil 14 ist hier als zur Stirnseite 9 der Kupplungshülse 8 offener, in Umfangsrichtung verlaufender Schlitz ausgebildet. Das erste Verschlußteil 14 wirkt mit einem zweiten Verschlußteil 15 zusammen. Dieses zweite Verschlußteil 15 ist an einem auf dem Bolzen 3 vorgesehenen Träger 16 angebracht und kann als Außengewinde oder Hebelangriffselement oder als die dargestellten, radial abstehenden Bolzen eines Bajonettverschlusses ausgebildet sein.

Um beim Kuppeln einen genügenden Kontaktdruck an der Kontaktstelle 10 zu erhalten, ist wenigstens einer der Träger 8 oder 16 axial verschiebbar und steht unter dem Druck von Druckelementen 17. Letztere sind beim Ausführungsbeispiel zwischen der Anschlagfläche 11 und der Druckfläche 12 vorgesehen und als Druckfedern, nämlich als Tellerfedern, ausgebildet. Anstelle von Federelementen können auch pneumatische oder hydraulische Druckkolben oder dgl. Anwendung finden. Bei hydraulischer Ausführung kann eine in die Kupplungshülse 8 einschraubbare Druckschraube unmittelbar oiter mittelbar in eine Ringleitung eingeschraubt werden, an die die Druckkolben angeschlossen sind.

Günstigerweise ist zur Verminderung oder weitestgehenden Verhinderung einer Reibung und damit von Drehreibungskräften zwischen den Kontaktstücken 6,7

an der Kontaktstelle 10 der Träger 8 und/oder der Träger 16 drehbar angeordnet und zwar derart, daß zwischen der Anschiagfläche 11 oder der Druckfläche 12' und den Druckelementen 17 ein Druckwälzlager 18 vorgesehen ist, dessen fester Wälzlagerring 19 auf einem Zentrieransatz 20 aufgesteckt ist. Weiterhin kann zwischen den Druckelementen 17 und dem frei drehbaren Wälzlagerring 21 ein Druckausgleichsring 22 vorgesehen sein. Dieser besitzt einen Zentrierrand 23, der den Wälzlagerring 21 etwas übergreift. Außerdem ist er mit symmetrisch verteilten öffnungen 24 versehen, in die Druckbolzen 25 zweckmäßig mit einem im Querschnitt verjüngten Ansatz 26 eingesteckt sind. Auf diese Druckbolzen 25 drücken die Druckelemente 17, die ihrerseits in Sacklöchern 27 der Kupplungshülse 8 liegen können. Die Druckboizen 25 können auch als die vorerwähnten hydraulischen oder pneumatischen Druckelemente 17 ausgebildet sein. Die federnden Druckelemente 17 können dann entfallen.

Für die Belastung mit hohen Stromdichten, insbesondere im Kontaktierungsbereich, sind die Bolzen 2,3 mit wenigstens je einem Längskanai 28 versehen, durch die ein Kühlmittel fließen kann. In diesem Fall ist dann im Bereich der Kontaktstelle 10, insbesondere an der Stelle des kleinsten Durchmessers der Kontaktstücke 6,7, eine als Ringdichtung ausgebildete Dichtung 29 angebracht Die Kontaktoberflächen der Kontaktstücke 6,7 können als Innen- bzw. Außenkonus gleicher Konizität ausgebildet sein, so daß eine große Kontaktfläche gebildet wird. In diesem Fall wird zugleich mit der Kupplung eine Selbstzentrierung und eine Zentrierung in Längsrichtung, also eine Axialzentrierung, erreicht. Wenn kleinere Kontaktflächen ausreichen, kann ein Kontaktstück 6 oder 7 konkav oder konvex oder als Innenkegei und das andere Kontaktstück 7 bzw. 6 kann dann konvex und zwar bei konkaver Gegenfläche mit gleicher oder kleinerer Krümmung als diese ausgebildet sein. Bei einem Innenkonus des einen Kontaktstücks kann das andere ebenfalls konvex ausgebildet sein. Eine derartige Ausgestaltung ist zwar selbstzentrierend, aber in der Kontaktstelle 10 kugelgelenkartig beweglich.

Damit die Kupplung nicht von selbst entkuppelt, ist in Kupplungsstellung vorzugsweise eine Rast wirksam. Diese ist beim Ausführungsbeispiel dadurch gebildet, daß die vorzugsweise als schräge Aufiaufkante ausgebildete Vorderkante 30 des als Schlitz ausgebildeten ersten BajonettverschJußteils 14 am Ende 31 ein kurzes Stück nach vorn abfallend ausgeführt ist so daß der als Bolzen ausgebildete zweite Bajonettverschlußteil dort rastend eindrehbar ist

Damit das Kühlmedium durch die Bolzen 2, 3 hindurchgeleitet und ein vorzugsweise flexibles Kabel leicht angeschlossen werden kann, ist das der Kupplungsstelle 10 abgewandte Ende 32 der Bolzen 2, 3 im Durchmesser verjüngt und nicht von dem Längskanal 28 durchsetzt Vielmehr endet der Längskanal 28 in diesem Abschnitt und die Boteenwand 33 ist mit Durchbrechungen 34 versehen, die in das Längskanalende 35 münden. Über den Bolzen 2,3 ist ein Schlauch 36 aufgeschoben. Zur Halterung siad eine oder vorteilhaft wenigstens zwei flache umlaufende Nuten 37 in der Bolzenoberfläche des Abschnittes 38 zwischen dem Ende und dem Träger 8 bzw. 16 vorgesehen. In diesen Nuten 37 können Befestigungselemente, wie Schlauchklemmen, kraft- und formschlüssig angebracht werden.

Zum leichten Spannen und Lösen der Kupplung 1 ist ein Teil der Träger 8,16, insbesondere je ein Ansatz 39, mit Werkzeugangriffsflächen 40, beispielsweise einem Vier-, Sechs-, Achtkant oder dgl. versehen (F i g. 1).

Auch wenn die vorstehend beschriebene Kupplung vorzugsweise für Starkstromleitungen Anwendung findet, also zur Kupplung von Leitungen dient, die Stromstärken von mehreren 1000 Ampere führen können, so ist die Erfindung grundsätzlich nicht auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt. Grundsätzlich könnte die Erfindung auch im Niederstrombereich Anwendung linden, auch wenn man dort vielfach mit einfacheren konstruktiven Lösungen auskommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kupplung für Starkstromleitungen zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Leiterenden zweier zu verbindender Starkstromleiten mit zwei mit je einem Leiterende zu verbindenden BoI · zen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kupplungszustand gegeneinander gerichteten Enden (4,5) der Bolzen (2, 3) als gegeneinanderdrückbare Kontaktstücke (6, 7) ausgebildet sind oder solche Kontaktstücke (6,7) aufweisen, daß das Ende (4) des einen Bolzens (2) mit einer nicht über das Ende (4) desselben abziehbaren Kupplungshülse (8) versehen ist, die im Kupplungszustand mit deren offenem Ende (9) das Ende (5) des anderen Bolzens (3) übergreift, daß das offene Ende (9) der Kupplungshülse (8) ein erstes, als SchraubhüLe, Verschlußhebel oder insbesondere als Bajonettverschlußteil ausgebildetes Verschlußteil (14) aufweist, das mit einem am Ende (5) des anderen Bolzens (3) vorgesehenen zweiten Verschlußteil (15) — insbesondere ein Bajonettverschlußteil — in Verschlußwirkung bringbar ist, daß wenigstens ein Verschlußteil (14 und/oder 15) bzw. dessen Träger (8 und/oder 16) in gekuppeltem Zustand gegenüber den Bolzen (2, 3) längsverschiebbar ist, so daß der ihm zugeordnete Bolzen (2 und/oder 3) unter Vorspannung einer Druckelementanordnung (17) gegen den anderen Bolzen (3 bzw. 2) drückbar ist und daß die Bolzen (2, 3) mit deren Kontaktstücken (6, 7) bzw. Bolzen (2, 3) und die Kontaktstücke (6, 7) jeweils mit wenigstens einem Längskanal (28) versehen sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktstücke (6,7) selbstzentrierend ineinanderpassend ausgebildet sind.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktstücke (6, 7) ineinanderpassend längszentrierend ausgebildet sind.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kontaktstück (6) des einen Bolzens (2) konkav oder konvex gewölbt ist oder einen Innenkonus aufweist und hierzu das andere Kontaktstück (7) des anderen Bolzens (3) konvex mit gleicher oder kleinerer Krümmung als das konkave oder konvexe Kontaktstück (6) gewölbt ist, oder daß dieses im Falle der Verwendung eines Innenkonus einen Außenkonus aufweist, dessen Konizität derjenigen des Innenkonus entspricht.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der eine Träger (Kupplungshülse 8 und/oder Träger 16) eines Verschlußteiles (14 oder 15) gegenüber seinem Bolzen (2 bzw. 3) bzw. Kontaktstück (6 bzw. 7) verdrehbar angeordnet ist.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Bolzen (2) oder ein Kontaktstück (6) auf der dem Kontakt (10) abgewandten Seite eine Anschlagfläche (11) aufweist und daß zwischen dieser und einer Druckfläche (12) des dreh- und verschiebbaren Trägers (8) eines Verschlußteils (14) Druckelemente (17) vorgesehen sind, die in gekuppeltem Zustand einerseits gegen die Anschlagfläche (11) und andererseits gegen die Druckfläche (12) des Trägers (8) drücken.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (6) mit der Anschlagfläche (11) einen Zentrieransatz (20) aufweist, daß durch diesen der eine Wälzlagerring (19) eines Druckwälzlagers (18) lagefixiert ist und daß der frei drehbare Wälzlagerring (21) das Druckaufnahmeelement für die Druckelemente (17) bildet

8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckelementen (17) und dem frei drehbaren Wälzlagerring (21) ein Druckausgleichsring (22) vorgesehen ist

9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichsring (22) einen Zentrierwulst (23) zur Zentrierung am frei drehbaren Wälzlagerring (21) aufweist

10. Kupplung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichsring (22) symmetrisch verteilte öffnungen (24) aufweist, in die je ein Druckbolzen (25) einsteckbar ist.

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckbolzen (25) und der Druckfläche (12) der Kupplungshülse (8) die Druckelemente (17) vorgesehen sind oder die Druckbolzen (25) selbst als hydraulische oder pneumatische Druckgeber ausgebildet sind.

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (17) aus Tellerfedern bestehen oder gegebenenfalls zusätzlich Tellerfedern vorhanden sind.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kontaktstücken (6,7) eine Dichtung (29) vorgesehen ist.

14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (29) als Ringdichtung ausgebildet ist.

15. Kupplung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (29) am kleinsten Durchmesser der Kontaktstücke (6, 7) vorgesehen ist.

16. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Längskanal (28) das der Kupplungsteile (10) abgewandte Ende (32) des Bolzens (2, 3) nicht durchdringt und im Bereich des Längskanalendes (35) die Bolzenwand (33) mit wenigstens einer Durchbrechung (34) versehen ist und daß das Ende (32) des Bolzens (2, 3) und der Bereich der Durchbrechung (34) einen kleineren Durchmesser aufweist als der andere oder wenigstens der Mittenbereich (38) des Bolzens (2,3).

17. Kupplung nach Anspruch IS, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (2, 3) in einem an die Durchbrechungen) (34) anschließenden Abschnitt (38) mit wenigstens zwei flachen umlaufenden Nuten (37) versehen ist.

18. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kupplungshülse (8) vor dem Kontaktstück (6) ein Sicherungsring (13) eingesetzt ist, der das Abziehen der Kupplungshülse (8) verhindert.

19. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke (6, 7) auf die Bolzen (2,3) aufgeschweißt sind.

20. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß am Bolzenende (32) ein flexibles Kabel angeschlossen, insbesondere angelötet oder angeschweißt ist.

21. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an den Trägern (8,16) der Bajonettverschlußteile (14,15) je ein Ansatz (39) mit einer Werkzeugangriffsfläche (40) vorgesehen ist.

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22. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß Rastmittel (31) vorgesehen sind, die die Verschlußteile (14,15) in der gekuppelten Stellung verrasten.

23. Kupplung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (30) des in Umfangsrichtung verlaufenden Bajonettsch'itzes (14) vorzugsweise als schräge Auflaufkante ausgebildet ist und am Ende (31) wenigstens ein kurzes Stück abfallend verläuft und damit die Rastwirkung erreichbar ist.

24. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugung bei hydraulisch wirkenden Druckelementen (17) über eine im Kupplungsteil (8) vorgesehene Stellschraube erfolgt, die unmittelbar oder mittelbar in eine Ringleitung einschraubbar ist, mit der die hydraulischen Druckelemente (17) verbunden sind.