EP1263089B1 - Kabelverbindungsvorrichtung - Google Patents

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EP1263089B1
EP1263089B1 EP01113089A EP01113089A EP1263089B1 EP 1263089 B1 EP1263089 B1 EP 1263089B1 EP 01113089 A EP01113089 A EP 01113089A EP 01113089 A EP01113089 A EP 01113089A EP 1263089 B1 EP1263089 B1 EP 1263089B1
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EP
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contact sleeve
contact
cable
sleeve
cavity
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Falk Hardt
Thorsten Rösch
Detlef Jegust
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Gerhard Petri GmbH and Co KG
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Gerhard Petri GmbH and Co KG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/53Bases or cases for heavy duty; Bases or cases for high voltage with means for preventing corona or arcing

Definitions

  • the present invention relates to a cable connection device for fixing of power cables and for establishing an electrical connection between Power cables according to the preamble of claim 1.
  • Figure 1 is a common cable connection device for power cables according to the previously known prior art shown in cross section. It deals is a plug-in contact fitting for Connex connection systems for high-voltage cables, as they have been used in the energy industry for some time become.
  • the cable connection device 51 has a socket 52, into which two on one Cavities 53 aligned in the axis are formed, which are only formed by one in the Bush existing partition 63 are separated.
  • the cavities 53 are cylindrical trained and each serve to accommodate a multi-part contacting element 54, which consists of a contact sleeve 55 and a locking device 57 is composed.
  • the contact sleeve 55 consists of an inside of the Bushing 52 tapered cone 62, which is provided with slots, and one outer ring 61, in the outside 60 contact strips 56 for production the conductive connection with the walls of the socket 52 are introduced.
  • connection device for cable connectors, in particular known for banana plugs that have an electrically conductive socket with two has opposite cavities into which the cable connector is inserted can be.
  • the cable connectors are there solely due to the spring force of their Spring elements attached, but can easily be restored by manual operation be pulled out.
  • This connection device is therefore for power cables, not suitable as high-voltage cables.
  • connection device between high-current cables and a connection known.
  • the high-current cable is initially in a cavity of a contact element designed in the form of a socket introduced and there by means of two along a surface line of the socket arranged screws fixed.
  • the electrically conductive socket so plugged into the connector that the associated pin in a second cavity the socket can be fixed, creating an electrical contact between Connection and cable is made.
  • the cable side Part of the socket is pushed a non-conductive rigid safety sleeve, which is fixed to the conductive socket by means of a pin.
  • the present invention has for its object a cable connection device for fixing power cables and for producing an electrical one To create connection between power cables during the assembly of the power cables is particularly easy to do at the same time for different cables Cross-sections are suitable and a reduction in material costs is guaranteed.
  • the screw is designed as a tear-off head screw is so that regardless of the thickness of the cross section of the power cable the screw protrudes beyond the outer circumference of the contact sleeve is avoided.
  • the tear-off head screw is dimensioned so that the tear-off head shears at a predetermined torque and the screw provides the required clamping force.
  • each contact sleeve has a cylindrical interior having.
  • a particularly simple and secure locking of the contact sleeve is thereby achieved that the locking device as a in a groove on the outside of the Contact sleeve arranged spring ring is formed, which in a in the inner wall of the cavity of the socket extends notch when the contacting element is inserted into the cavity.
  • the fixation of the cable conductor in the contact sleeve is reinforced by the fact that Is provided with an internal groove on the inside of the contact sleeve.
  • the cable connection device 1 has in a preferred embodiment, a socket 2, in the two in a line lying cavities 3 are arranged one behind the other.
  • the two cavities 3 are cylindrical and only by an intermediate wall 13 of the Socket 2 separated.
  • two contact elements 4 insertable which are designed as contact sleeves 5.
  • the outside diameter of the Contacting elements 4 is only slightly smaller than the inside diameter of the cylindrical cavities 3.
  • the contact sleeves 5 have a cylindrical Interior 14 in which the power cable (not shown) is inserted and secured there what can be described in more detail below.
  • the contact sleeves 5 each have two contact strips in the example shown 6 on its outside 10, compensate for the tolerances and one secure electrical connection between contact sleeve 5 and electrically conductive Make socket 2 when the contact sleeve 5 is inserted into the cavity 3. ever depending on the current to be transmitted, even more contact strips 6 be provided.
  • a locking device 7 serves to anchor the contact sleeve 5 in the socket 2.
  • the contact sleeve 5 on the outside 10 is preferred at its outwardly oriented end, a groove 11 is provided in the there is a spring ring 9. When assembled, it expands into one the inner wall of the cavity 3 formed notch 12, at least one Part of the spring ring still remains in the groove 11, so that a simple and safe Fixation of the contact sleeve 5 in the socket 2 is reached.
  • FIG 3 an embodiment of a contact sleeve 5 according to the invention is in perspective shown.
  • the contact strips 6 on the outside are also clear here to recognize the contact sleeve, and a preferably as a tear-off screw trained screw 8, which in the peripheral wall of the contact sleeve 5th can be screwed in, as a result of which the power cable is securely fixed in the contact sleeve.
  • a tear-off screw trained screw 8 which in the peripheral wall of the contact sleeve 5th can be screwed in, as a result of which the power cable is securely fixed in the contact sleeve.
  • Figure 4 is a cross section of the contact sleeve 5 of Figure 3 when using a Tear-off screw 8 shown.
  • the boundary walls of the interior 14 of the Contact sleeve 5 can for better fixation of the inserted power cable be provided with an internal groove.
  • the tear-off head screw turned until a predetermined torque is exceeded, and the head of the screw is separated at a predetermined breaking point 15.
  • the contact sleeve 5 is inserted into the cavity 3 of the socket 2, until it abuts the middle web 13 of the socket 2 with its front end.
  • the spring ring 9 expands into the notch 12 and fixes the contact sleeve 5 in the socket 2.
  • the tear-off screw 8, contact sleeve 5, the Contact strips 6 and the electrically conductive socket 2 a secure conductive connection made between two power cables, without additional tools to have to use.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabelverbindungsvorrichtung zur Fixierung von Energiekabeln und zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen Energiekabeln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Kabelverbindungsvorrichtungen müssen aufgrund der enormen Dicke der zu verbindenden Energiekabel extreme Zugkräfte aushalten, ohne in ihrer Funktion beeinträchtigt zu werden.
In Figur 1 ist eine übliche Kabelverbindungsvorrichtung für Energiekabel gemäß dem bisher bekannten Stand der Technik im Querschnitt dargestellt. Es handelt sich dabei um eine Steckkontaktarmatur für Connex-Anschlusssysteme für Hochspannungskabel, wie sie in der Energiewirtschaft seit geraumer Zeit verwendet werden.
Die Kabelverbindungsvorrichtung 51 weist eine Buchse 52 auf, in die zwei auf einer Achse ausgerichtete Hohlräume 53 eingeformt sind, die lediglich durch eine in der Buchse vorhandene Zwischenwand 63 getrennt sind. Die Hohlräume 53 sind zylinderförmig ausgebildet und dienen zur Aufnahme jeweils eines mehrteiligen Kontaktierelements 54, das aus einer Kontakthülse 55 und einer Arretiereinrichtung 57 zusammengesetzt ist. Die Kontakthülse 55 besteht aus einem zum Inneren der Buchse 52 hin zulaufenden Konus 62, der mit Schlitzen versehen ist, und einem äußeren Ring 61, in dessen Außenseite 60 Kontaktierbänder 56 zur Herstellung der leitenden Verbindung mit den Wänden der Buchse 52 eingebracht sind. Ring 61 und Konus 62 sind als getrennte Teile ausgebildet, wobei der Ring 61 an seiner Innenfläche ebenfalls nach innen hin abgeschrägt ist, um die Einführung des Konus 62 zu vereinfachen und dessen Fixierung zu gewährleisten. Bei der Montage wird zunächst das Energiekabel (nicht gezeigt) in den Konus 62 eingeführt, wo es an seinem vorderen Ende aufgrund der Verengung leicht festgehalten wird. Daraufhin wird der Ring 61 über den Konus 62 geschoben und gemeinsam mit diesem in den Hohlraum 53 eingeführt. Um das Energiekabel fest zu verankern und eine elektrische Verbindung mit der Buchse herzustellen, wird nun über die Arretiervorrichtung 57 die erforderliche Kontaktkraft mittels eines hydraulischen Werkzeugs auf den Konus 62 übertragen. Dadurch wird der Konus 62 derart in Richtung des Inneren der Buchse verschoben, daß er im Inneren des Rings 61 zusammengepreßt wird. Damit ist eine sichere Verbindung geschaffen, die praktisch nicht mehr gelöst werden kann. Über die Kontakthülse 55 und die daran angeordneten Kontaktierbänder 56 wird eine elektrische Verbindung zur elektrisch leitenden Buchse 52 und gleichzeitig zum im anderen Hohlraum angeordneten Energiekabel hergestellt. Allerdings ist die Montage der Energiekabel in die Kabelverbindungsvorrichtung relativ kompliziert und erfordert gleichzeitig weitere Zusatzwerkzeuge bzw. Einsätze. Nachteile weist die Vorrichtung des Standes der Technik auch dadurch auf, daß sie nur sehr eingeschränkt für Kabel unterschiedlicher Querschnitte verwendbar ist.
Aus der US 5,951,337 A ist eine Verbindungsvorrichtung für Kabelstecker, insbesondere für Bananenstecker bekannt, die eine elektrisch leitende Buchse mit zwei sich gegenüberliegenden Hohlräumen aufweist, in die die Kabelstecker eingeführt werden können. Die Kabelstecker werden dort alleine aufgrund der Federkraft ihrer Federelemente befestigt, können aber durch manuelle Betätigung leicht wieder herausgezogen werden. Diese Verbindungvorrichtung ist daher für Energiekabeln, wie Hochspannungskabeln nicht geeignet.
Aus der US 5,423,692 A ist eine Verbindungsvorrichtung zwischen Hochstromkabeln und einem Anschluß bekannt. Das Hochstromkabel wird hierzu zunächst in einen Hohlraum eines in Form einer Buchse ausgebildeten ausgebildeten Kontaktelements eingeführt und dort mittels zweier entlang einer Mantellelinie der Buchse angeordneten Schrauben fixiert. Anschließend wird die elektrisch leitende Buchse derart auf den Anschluß gesteckt, daß der zugehörige Stift in eine zweiten Hohlraum der Buchse festgelegt werden kann, wodurch ein elektrischer Kontakt zwischen Anschluß und Kabel hergestellt wird. Zur Absicherung wird über den kabelseitigen Teil der Buchse noch eine nichtleitende starre Sicherheitshülse geschoben, die mittels eines Stifts an der leitenden Buchse festgelegt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabelverbindungsvorrichtung zur Fixierung von Energiekabeln und zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen Energiekabeln zu schaffen, bei der die Montage der Energiekabel besonders einfach vonstatten geht, die gleichzeitig für Kabel unterschiedlicher Querschnitte geeignet ist und eine Senkung der Materialkosten gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß die Schrauben derart über den Außenumfang der Kontakthülse verteilt sind, daß sie unter verschiedenen Winkeln auf das Energiekabel schraubbar sind wird eine besonders einfache Montage und Festlegung von Energiekablen erreicht. Insbesondere können vorteilhafterweise Leiter mit geringerem Querschnitt bzw. unrundem Querschnitt einfach fixiert werden.
Von besonderem Vorteil ist es, daß die Schraube als Abreißkopfschraube ausgebildet ist, so daß unabhängig von der Dicke des Querschnitts des Energiekabels ein Überstehen der Schraube über den Außenumfang der Kontakthülse hinaus vermieden wird. Dabei ist die Abreißkopfschraube so dimensioniert, daß der Abreißkopf bei einem vorbestimmten Drehmoment abschert und die Schraube die geforderte Klemmkraft bereitstellt.
Zur Vereinfachung des Einführens des Kabelleiters in die Kontakthülse ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß jede Kontakthülse einen zylinderförmigen Innenraum aufweist.
Eine besonders einfache und sichere Arretierung der Kontakthülse wird dadurch erreicht, daß die Arretiereinrichtung als ein in einer Nut auf der Außenseite der Kontakthülse angeordneter Federring ausgebildet ist, der sich in eine in der Innenwand des Hohlraums der Buchse geformte Kerbe ausdehnt, wenn das Kontaktierelement in den Hohlraum eingeführt ist.
Die Fixierung des Kabelleiters in der Kontakthülse wird dadurch verstärkt, daß die Innenseite der Kontakthülse mit einer Innenrillung versehen ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Darin zeigt:
Figur 2
eine erfindungsgemäße Kabelverbindungsvorrichtung in Längsschnittansicht;
Figur 3
eine erfindungsgemäße Kontakthülse in perspektivischer Darstellung; und
Figur 4
einen Längsschnitt durch die Kontakthülse aus Figur 3.
Bezugnehmend auf Figur 2 wird der prinzipielle Aufbau der erfindungsgemäßen Kabelverbindungsvorrichtung 1 erläutert. Die Kabelverbindungsvorrichtung 1 weist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Buchse 2 auf, in der zwei in einer Linie liegende Hohlräume 3 hintereinander angeordnet sind. Die beiden Hohlräume 3 sind zylinderförmig ausgebildet und lediglich durch eine Zwischenwand 13 der Buchse 2 voneinander getrennt. In die Hohlräume 3 sind zwei Kontaktierelemente 4 einführbar, die als Kontakthülsen 5 ausgebildet sind. Der Außendurchmesser der Kontaktierelemente 4 ist nur geringfügig geringer als der Innendurchmesser der zylinderförmigen Hohlräume 3. Die Kontakthülsen 5 weisen einen zylinderförmigen Innenraum 14 auf, in den das Energiekabel (nicht gezeigt) eingeführt und dort gesichert werden kann, was weiter unten noch genauer beschrieben wird.
Die Kontakthülsen 5 weisen jeweils ein, im dargestellten Beispielsfalle zwei Kontaktierbänder 6 an ihrer Außenseite 10 auf, die Toleranzen ausgleichen und eine sichere elektrische Verbindung zwischen Kontakthülse 5 und elektrisch leitender Buchse 2 herstellen, wenn die Kontakthülse 5 in den Hohlraum 3 eingeführt ist. Je nach zu übertragender Stromstärke können auch noch mehr Kontaktierbänder 6 vorgesehen werden. Eine Arretiervorrichtung 7 dient zur Verankerung der Kontakthülse 5 in der Buchse 2. Hierzu ist an der Außenseite 10 der Kontakthülse 5, bevorzugt an ihrem nach außen hin orientierten Ende, eine Nut 11 vorgesehen, in der sich ein Federring 9 befindet. In montiertem Zustand dehnt sich dieser in eine an der Innenwand des Hohlraumes 3 eingeformte Kerbe 12 aus, wobei zumindest ein Teil des Federrings noch in der Nut 11 verbleibt, so daß eine einfache und sichere Fixierung der Kontakthülse 5 in der Buchse 2 erreicht wird.
In Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Kontakthülse 5 perspektivisch dargestellt. Deutlich sind auch hier die Kontaktierbänder 6 an der Außenseite der Kontakthülse zu erkennen, sowie eine bevorzugt als Abreißkopfschraube ausgebildete Schraube 8, die in die Umfangswand der Kontakthülse 5 einschraubbar ist, wodurch das Energiekabel sicher in der Kontakthülse fixiert wird. Bei Verwendung normaler Schrauben ist es wichtig, daß der Schraubenkopf vollständig in die Umfangswand der Kontakthülse 5 hinein versenkt wird, da sonst ein Einführen der Kontakthülse 5 in einen Hohlraum 3 der Buchse 2 nicht möglich ist.
Um auch Leiter mit geringerem Leiterquerschnitt und beliebiger geometrischer Querschnittsform sicher in der Kontakthülse 5 fixieren zu können, ist es auch möglich, wie durch die Schraubenlöcher in Figur 3 angedeutet, mehrere Schrauben an verschiedenen Stellen des Umfangs der Kontakthülse anzuordnen. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Schrauben zwar unter verschiedenen Winkeln, aber doch aus einer Hauptrichtung auf das Energiekabel gepreßt werden.
In Figur 4 ist ein Querschnitt der Kontakthülse 5 aus Figur 3 bei Verwendung einer Abreißkopfschraube 8 dargestellt. Die Begrenzungswände des Innenraums 14 der Kontakthülse 5 können zur besseren Fixierung des eingeführten Energiekabels mit einer Innenrillung versehen sein.
Ist das Energiekabel in den Innenraum 14 eingeführt, so wird die Abreißkopfschraube so lange gedreht, bis ein vorbestimmtes Drehmoment überschritten wird, und der Kopf der Schraube an einer Sollbruchstelle 15 abgetrennt wird. Im Anschluß daran wird die Kontakthülse 5 in den Hohlraum 3 der Buchse 2 eingeführt, bis sie mit ihrem vorderen Ende am Mittelsteg 13 der Buchse 2 anstößt. In dieser Position dehnt sich der Federring 9 in die Kerbe 12 aus und fixiert die Kontakthülse 5 in der Buchse 2. Somit wird über die Abreißkopfschraube 8, Kontakthülse 5, die Kontaktierbänder 6 und die elektrisch leitende Buchse 2 eine sichere leitende Verbindung zwischen zwei Energiekabeln hergestellt, ohne zusätzliche Werkzeuge einsetzen zu müssen.
Die exakte Lage der Kontaktierbänder, der Arretiervorrichtung und die Art der verwendeten Abreißkopfschraube können hierbei je nach Verwendungszweck unterschiedlich gewählt werden.

Claims (5)

  1. Kabelverbindungsvorrichtung (1) zur Fixierung von Energiekabeln und zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen Energiekabeln, mit einer Buchse (2), die mindestens zwei zylinderförmige Hohlräume (3) umfaßt, in die jeweils ein Kontaktierelement (4) einführbar ist, das eine zur Aufnahme eines Endes eines Energiekabels dienende Kontakthülse (5) mit Kontaktierbändern (6) an ihrer Außenseite (10) und eine Arretiereinrichtung (7) aufweist, die nach Einführung der Kontakthülse (5) in den Hohlraum (3) diese an ihrem Platz sichert, wobei das Energiekabel mittels mindestens zwei an der Außenseite (10) in die Umfangswand der Kontakthülse (5) einschraubbaren Schrauben (8) elektrisch leitend mit der Kontakthülse (5) verbindbar und in dieser klemmbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Schrauben (8) derart über den Außenumfang der Kontakthülse (5) verteilt sind, daß sie unter verschiedenen Winkeln auf das Energiekabel schraubbar sind.
  2. Kabelverbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (8) als Abreißkopfschraube ausgebildet ist.
  3. Kabelverbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kontakthülse (5) einen zylinderförmigen Innenraum (14) aufweist.
  4. Kabelverbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiereinrichtung (7) als ein in einer Nut (11) auf der Außenseite (10) der Kontakthülse (5) angeordneter Federring (9) ausgebildet ist, der sich in eine in der Innenwand des Hohlraumes (3) der Buchse (2) geformte Kerbe (12) ausdehnt, wenn das Kontaktierelement (4) in den Hohlraum (3) eingeführt ist.
  5. Kabelverbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Kontakthülse (5) mit einer Innenrillung versehen ist.
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