EP2249439B1 - Stecker für Photovoltaikanlagen - Google Patents
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- EP2249439B1 EP2249439B1 EP20100004797 EP10004797A EP2249439B1 EP 2249439 B1 EP2249439 B1 EP 2249439B1 EP 20100004797 EP20100004797 EP 20100004797 EP 10004797 A EP10004797 A EP 10004797A EP 2249439 B1 EP2249439 B1 EP 2249439B1
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- H01R13/58—Means for relieving strain on wire connection, e.g. cord grip, for avoiding loosening of connections between wires and terminals within a coupling device terminating a cable
- H01R13/59—Threaded ferrule or bolt operating in a direction parallel to the cable or wire
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- H01R24/28—Coupling parts carrying pins, blades or analogous contacts and secured only to wire or cable
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- H01R13/40—Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
- H01R13/42—Securing in a demountable manner
- H01R13/428—Securing in a demountable manner by resilient locking means on the contact members; by locking means on resilient contact members
- H01R13/432—Securing in a demountable manner by resilient locking means on the contact members; by locking means on resilient contact members by stamped-out resilient tongue snapping behind shoulder in base or case
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- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
- H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
- H01R4/188—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping having an uneven wire-receiving surface to improve the contact
Definitions
- the present invention relates to the above-claimed and thus relates to connectors for photovoltaic systems.
- Photovoltaic systems comprise a large number of individual solar cell modules in order to generate photovoltaic energy.
- the connectors required for connecting the photovoltaic modules are exposed to the weather over a long period of time and thus to both temperature changes and moisture. Nevertheless, they must transport high currents largely lossless and should be inexpensive to produce.
- Plugs for photovoltaic systems therefore typically have a strain relief and sealant.
- a sealing and strain relief means is formed by a two-component component which has a hard, against a cable insulation pressing ring for strain relief, to which a more elastic sealing element is formed.
- a plug is preferably known for outdoor use of solar systems, wherein the plug has a contact carrier, in which a contact pin is arranged and .be highlights, wherein the contact carrier end receives a cable sealing ring with a strain relief claw, the strain relief claw interacts with a pressure screw to train and decoupling compressive forces acting on a cable from the contact pin.
- a suitable box may be formed.
- From the DE-AS 26 14 210 is an electrical connector made of sheet metal with a sleeve-shaped receiving part, a sleeve-shaped soldering head and with an integrally connected to the receiving part and the receiving part final partition known, wherein a connecting tab between the front edge of the soldering head and the separating bottom is provided.
- the object of the invention is to provide the production of Wegentlastungs- and sealing means for each cable diameter, wherein the clamping ring is to have a plurality of interconnected segments, which are movable against each other for clamping operation and in particular can be moved radially inward toward each other, so not in the manner of a claw lead to punctual heavy loads.
- the segments of the clamping ring are movable over film elements, i. Thin plastic strips, which are readily movable and highly flexible, are connected to one another in such a way that torsion about the connecting film elements is at least largely, preferably completely.
- Such film elements can be readily prepared by injection molding.
- the jaws will generally be V-shaped radially inwardly and will have, in particular, one or more circumferentially extending ribs. In this way, a greater deformation of the plastic insulation of the cable over a larger area can be achieved and thus by the rib / n a particularly high pull-out force and thus particularly effective strain relief can be achieved.
- the present invention thus proposes, in a first basic idea, a plug for photovoltaic systems with a strain relief means and a sealant. It is provided that the sealing means and the strain relief means realized by separate components and the sealant is urged in the assembled connector from the strain relief in the sealing position.
- a first essential finding is therefore that plugs can be made particularly cost-effective by separating the strain relief and the sealant by suitable shaping without affecting the function.
- a connector for photovoltaic systems are on the one hand understood in particular those plugs with which modules can be connected to each other, and on the other hand plug, with which photovoltaic modules can be connected to manifolds or manifolds with each other or to other devices, such as voltage transformers.
- the strain relief comprises a clamping ring which cuts or is pressed into the cable for strain relief. Both are understood in the same way in the present case, unless something else results directly from the context of meaning. It is also assumed that already then the cable is cut when an intrusion or a Deformation of the cable sheath, that is, the insulating plastic sheath of the cable takes place. This results in both a force and a positive connection with the cable for the clamping ring.
- the clamping ring has a plurality of segments connected to one another, which are movable relative to one another for clamping operation and, in particular, can be moved radially inward toward one another, ie not lead to punctiform heavy loads in the manner of a claw.
- the segments of the clamping ring are connected to one another via film elements, that is to say strips of thin plastic which are readily movable and highly flexible, in such a way that torsion about the connecting film elements is at least largely avoided ,
- film elements can be readily produced by injection molding.
- the jaws will generally tap into a V-shape radially inwardly and, in particular, will have one or more circumferentially extending ribs (s). In this way, a greater deformation of the plastic insulation of the cable over a larger area can be achieved and thus a particularly high pull-out force and thus particularly effective strain relief can be achieved by the rib.
- the individual segments are typically pressed against each other by a nut, through which the clamping ring is driven to the contact end.
- the nut will be movable on an external thread on the plug housing and will have a pressing shoulder extending into the opening of the plug, which is pressed onto the clamping ring, in order to drive this on rotation of the nut on the thread to the front.
- the propulsion of the nut will typically be limited to prevent damage to the connector or its parts by over-tightening the nut.
- the sealing means is preferably formed as an elastic ring which can be pressed against the cable. Even when using cables with different diameters, the size differences between the individual cables are generally not so great that a seal would no longer be guaranteed. Rather, it can be ensured by choosing the elasticity that all contact between sealant, cable and housing is given and thus penetration of moisture to the contact area of the cable side is avoided.
- a taper can be provided along which the sealant can lead to the cable insulation when it is - driven by the strain relief - forward. In this way, there is a limited to a narrow zone isolation, which is particularly good.
- the sealing means and the strain relief means each have a passage opening which is sufficient for a cable, on which a contact part has already been struck, to pass.
- a cable on which a contact part has already been struck, to pass.
- a contact part such as a pin to penetrate into a hollow bushing, or on a hollow bushing itself; only after this assembly step the cable is then inserted with the contact part in the connector body.
- the striking can be done in a conventional manner, for example by crimping, but possibly also by soldering, screwing or the like.
- the different mounting options also allow to perform a repair on a roof or the like.
- a particular advantage of the present connector assembly is that the contact region of the male as well as the female connector can be formed so as to be compatible with existing connector systems.
- the sealing means and / or the strain relief means are held captive in the connector housing.
- the sealing means and the strain relief means are dimensioned so that a cable can be passed with hinged contact part.
- a prefabricated housing can be used in the connector mounting, which itself does not have to be laboriously mounted. This further reduces the price of the plug.
- the sealant will typically seal against ingress of moisture and moisture.
- the strain relief may be formed by the cable-enclosing molding compound.
- the sealing means is then formed by a sealing body which is movable in the cavity of the contact part and can prevent too far penetration of the molding material.
- a plug can be provided both with a clamping ring and with a sealing body, which prevents the penetration of molding material mass in a contact area.
- the molding compound which may be, for example, MAKROMELT, will typically also relieve strain, it is nevertheless possible to inject any sealing elements present if storage costs etc. are of importance and only a single system is to be kept in stock.
- both the male and the female plug are designed according to the invention, wherein the plug in a preferred variant can be latched to each other, for example, provided on one of males or females latch hooks on the associated mating connector in penetrate an opening and lock it there.
- the latching can be made either finger-releasable, for example by placing the latching hooks in a fingertip penetrable window and releasable by finger pressure, or they can only be tool releasable to prevent end user intervention.
- the handle body can be provided with ribs, on the one hand ensure good accessibility of the connector housing even under unfavorable weather conditions and on the other hand, a nearly uniform wall thickness and thus to ensure improved behavior during injection molding.
- FIG. 1 comprises a plug assembly having a male connector, generally designated 1, and a female connector, generally designated 1a, strain relief means 2 and sealing means 3 which are separated from each other, the sealing means 3 in the assembled plug being removed from the strain relief means 2 into a sealing position against a cable (not shown).
- the plug 1 has a plug body 4, which is formed with a plurality of ribs 5 in the region of the contact zone 6.
- the plug body 4 holds a cable to which a hollow pin 7, or a hollow bushing 7a in the female plug 1a, is struck, in a contact position.
- the plug body 4 or, for the female plug, 4a, are provided with a pair of locking elements 8, 8a, wherein in the illustrated embodiment, a latching hook passes through a passage opening 8b and the hook projection 8c pulling apart without pressure on the latching hook radially inward, indicated by arrow 9, prevented.
- the latching hook 8a is located in front of a window 8d, which, depending on the dimensioning and user request, is designed to allow the latching hooks to be pressed in radially inwards by fingertips or tools.
- the plug handle body 4 and 4a are made of sufficiently weatherproof and thus not embrittling plastic material, such as glass fiber reinforced plastic.
- a clear opening provided in the plug body tapers successively, whereby a region 10 for strain relief and sealing means 11, a region for the Crimperiel approach to the contact element 7 or 7a, a Auflagerungs Scheme 12, a centering region 13 and a contact region with the actual contact zone 6 are defined.
- the strain relief is detailed in Fig. 4 shown. It is made of plastic that is harder than the typically soft insulation of the cable to be used with the plug.
- the strain relief 2 here has three segments 2 a, 2 b, 2 c, which are each the same size and Thinner, film-like segments 2a1, 2b1, 2c1 are connected to each other, so that there is a generally annular arrangement.
- the film-like segments 2a1, 2b1, 2c1 are connected along a connecting line to the thicker segments 2a, 2b, 2c, so that they can not twist against each other, but a generally radial movement of the thicker segments is achieved on the cable at the clamping.
- Fig. 4 The strain relief 2 here has three segments 2 a, 2 b, 2 c, which are each the same size and Thinner, film-like segments 2a1, 2b1, 2c1 are connected to each other, so that there is a generally annular arrangement.
- the film-like segments 2a1, 2b1, 2c1 are connected along
- the segments are beveled on its radial outer side, compare edges 2a2, 2a3, wherein between the edges 2a2, 2a3 a flat ridge 2a4 is formed.
- a rib 2a5 rises approximately in the center.
- the plug body 1 has in the Switzerlandentlastungsdichtstoff Scheme 10 a groove 10a, in which the ridge 2a4 can be positioned to prevent falling out of the strain relief from the plug body by vibrations before installation.
- the depth of the groove and the width of the ridge are matched accordingly.
- the symmetry of the strain relief means 2 around the plane defined by the groove 2a5 allows the strain relief means to be inserted into the plug body 10 without regard to an inside or outside.
- the end faces 2a6 of the strain relief 2 are formed flat. They have a width sufficient to exert sufficient force against the clamping ring 3 without excessively locally deforming it when the strain relief means, as will be described, is propelled by unscrewing a threaded nut 14 on the outside of a plug housing.
- the nut 14 is movable on an external thread of the plug housing and has a pressing shoulder 15 penetrating into the clear opening of the plug body 1, which has an inner contour 14a whose inclination is adapted to the inclined surface 2a2 or 2a4 of the strain relief.
- the oblique inclination of the surfaces 14a and 2a2 (or, depending on the orientation of the strain relief 2a3) is such that upon screwing the nut, the segments 2a, 2b, 2c of the strain relief 2 are moved radially inwardly from the groove 10a, wherein the film segments 2a1 , 2b1, 2c1 become more curved.
- the sealant is driven forward, whereby a uniform propulsion is achieved by the flat support of Switzerlandentlastungsffenstirn design on the sealant ring.
- the nut can be driven so far that the rib 2a5 penetrates sufficiently deep into the cable insulation of a cable to be fixed.
- segments 2a, 2b, 2c are designed to be identical to each other, the corresponding reference numerals, however, only for the segment 2a in Fig. 4b are indicated for the sake of clarity. It should also be noted that, instead of a single cutting rib 2a5, a plurality of corresponding ribs may be provided.
- the sealant 3 is formed of an elastic material, generally cylindrical.
- the wall thickness of the sealant 3 is such that the surface 2a6 of the strain relief means has a sufficiently large contact surface with the sealant 3 when driving the strain relief means in the direction of the contact region 6, cf. reference numeral 15 in FIG Fig. 3 ,
- the strain relief-sealant portion 10 has at its end facing the contact region on a generally arcuately inwardly tapering contour 10b along which the annular sealant body 3 can be pressed into abutment against a passing cable.
- the flexibility of the sealing ring 3 ensures that a complete seal is guaranteed even with different cable diameters.
- the plug of the present invention has for receiving a cable here connected by crimping Crimerieln with a cable hollow pin 7, which is secured by locking elements 16 after insertion into the plug body 4 against pulling out.
- the area on the crimped blades which is also more voluminous after crimping is received in the cavity 11.
- the plug is conventional.
- the hollow pin 7 or the hollow bush 7 a additionally have in their interior a movable body 17 which, independently of the design of the area 10 with the sealing means 2 and 3, is considered to be separately inventive.
- the body 17 is along the direction of the axis AB (see FIG Fig. 6 ), up to a limited by embossing the stamped and folded contact elements 7 and 7a stop 18 so that it is trapped on both sides.
- the sealing body 17 formed here from plastic has such a mobility that it of the molding material, which from the side "A" (see Fig. 6 ) is ingested during encapsulation of an imported cable molding compound forward in the direction of the contact area 6, to the stop 18, where it is pressed into a sealing position and prevents further penetration of molding material.
- the Shaped body 17 may be formed from sufficiently flexible plastic material. Due to the comparatively large mass and thus typically associated large heat capacity and comparatively hot molding material cools quickly and solidifies, which further improves the seal. In this way, a deterioration of the contact area 6 is avoided when encapsulating the plug.
- the sealant 3 is pushed in a controlled manner along the curvature 10b on the cable or its insulation towards and seals it against the ingress of humidity and moisture.
- sealing body 17 is movable with only a small clearance in the hollow contact element 7 or 7a.
- the plug can also be used for purposes other than photovoltaic systems, as described above.
- the disclosure is therefore not limited to these, notwithstanding their broad reference to the particularly important photovoltaic application.
Landscapes
- Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und bezieht sich somit auf Stecker für Photovoltaikanlagen.
- Photovoltaikanlagen umfassen eine Vielzahl einzelner Solarzellenmodule, um photovoltaisch Energie zu gewinnen. Die zur Verbindung der Photovoltaikmodule erforderlichen Steckverbinder sind über einen langen Zeitraum der Witterung und damit sowohl Temperaturwechseln als auch Feuchtigkeit ausgesetzt. Gleichwohl müssen sie hohe Ströme weitgehend verlustfrei transportieren und sollen preiswert herzustellen sein.
- Um eine hohe Dauerhaftigkeit der Steckerverbindungen von Photovoltaikanlagen zu erzielen, müssen die Kontakte einerseits gegen eindringende Feuchtigkeit, und zwar sowohl Luftfeuchtigkeit als auch Niederschläge, gesichert sein und es muss eine hinreichende Entlastung gegen Zug oder etwa durch Wind bedingte Vibrationen gegeben sein. Stecker für Photovoltaikanlagen weisen daher typisch ein Zugentlastungs- und Dichtmittel auf.
- In einem bekannten Stecker für Photovoltaikanlagen ist ein Dicht- und Zugentlastungsmittel gebildet durch ein Zweikomponentenbauteil, das zur Zugentlastung einen harten, gegen eine Kabelisolierung pressenden Ring aufweist, an welchen ein elastischeres Dichtelement angeformt ist.
- In der Druckschrift
US-3,667,783 ist ein Stecker zur Verbindung von elektrischen Leitern bekannt, welcher mit einem mit mehreren miteinander verbundenen und gegeneinander beweglichen Segmente aufweisenden Zugentlastungsmittel und einem als davon separates Bauelement realisierten Dichtmittel versehen ist. Im montierten Zustand des Steckers ist das Dichtmittel) vom Zugentlastungsmittel in die Dichtposition gedrängt. Die Segmente sind über Filmelemente miteinander verbunden. Nachteilig hierbei ist, dass die Segmente annähernd spitzförmig in das Kabel eingreifen. - Aus der
DE 10 2008 045 801 A1 ist ein Stecker vorzugsweise für den Ausseneinsatz an Solaranlagen bekannt, wobei der Stecker einen Kontaktträger aufweist, in dem ein Kontaktstift angeordnet und .befestigt ist, wobei der Kontaktträger endseitig einen Kabeldichtring mit einer Zugentlastungskralle aufnimmt, wobei die Zugentlastungskralle mit einer Druckschraube zusammenwirkt, um Zug- und Druckkräfte, die auf ein Kabel wirken, von dem Kontaktstift zu entkoppeln. Analog dazu kann eine passende Dose ausgebildet sein. - Aus der
DE 10 2006 043 575 B3 ist ein Solarsteckverbinder mit einem Kabeladapter zur Anpassung an Kabel mit unterschiedlichen Durchmessern bekannt. Als Teile der dabei vorgesehenen Zugentlastung werden eine Kabelmanteldichtung und ein Klemmkäfig sowie eine zugehörige Druckschraube angegeben. - Aus der
DE-OS 21 33 814 - Aus der
DE-AS 26 14 210 - Die Herstellung derartiger Zugentlastungsdichtmittel ist nicht nur teuer, sondern es ist auch erforderlich, das Zugentlastungs- und Dichtmittel für jeden Kabeldurchmesser separat anzupassen. Dies erhöht die Kosten der Fertigung auf Grund der Notwendigkeit einer aufwendigeren Vorratshaltung zusätzlich.
- Es ist wünschenswert, einen Stecker für Photovoltaikanlagen zu schaffen, der sowohl dauerhaft gute technische Eigenschaften besitzt als auch eine kostengünstige Steckverbindung ermöglicht.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Herstellung von Zugentlastungs- und Dichtmitteln für jeden Kabeldurchmesser zu schaffen, wobei der Klemmring eine Mehrzahl miteinander verbundener Segmente aufweisen soll, die zur Klemmbetätigung gegeneinander beweglich sind und insbesondere radial nach innen aufeinander zu bewegt werden können, also nicht nach Art einer Kralle zu punktuell starken Belastungen führen. Dazu ist besonders bevorzugt, wenn die Segmente des Klemmringes über Filmeelemente, d.h. Streifen aus dünnem Kunststoff, die gut beweglich und hochflexibel sind, miteinander verbunden sind, und zwar so, dass eine Torsion um die verbindenden Filmelemente zumindest weitgehend, bevorzugt vollständig ist. Derartige Filmelemente können als Spritzguss ohne weiteres hergestellt werden.
- Die Backen werden radial nach innen allgemein V-förmig zulaufen und insbesondere eine oder mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Rippe/n aufweisen. Auf diese Weise kann eine stärkere Deformation der Kunststoffisolierung des Kabels über einen grösseren Bereich erreicht werden und somit durch die Rippe/n eine besonders hohe Auszugskraft und damit besonders effektive Zugentlastung erreicht werden.
- Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
- Die vorliegende Erfindung schlägt somit in einem ersten Grundgedanken einen Stecker für Photovoltaikanlagen mit einem Zugentlastungsmittel und einem Dichtmittel vor. Hierbei ist vorgesehen, dass das Dichtmittel und das Zugentlastungsmittel durch separate Bauelemente realisiert und das Dichtmittel im montierten Stecker vom Zugentlastungsmittel in die Dichtposition gedrängt ist.
- Eine erste wesentliche Erkenntnis liegt somit darin, dass Stecker bei Trennung des Zugentlastungsmittels und des Dichtmittels voneinander durch geeignete Formgebung ohne Beeinträchtigung der Funktion besonders kostengünstig gefertigt werden können. Als Stecker für Photovoltaikanlagen werden dabei einerseits insbesondere jene Stecker verstanden, mit denen Module untereinander verbunden werden können, und andererseits Stecker, mit welchen Photovoltaikmodule an Sammelleitungen beziehungsweise Sammelleitungen untereinander oder an andere Geräte, wie Spannungswandler, angeschlossen werden können.
- In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Zugentlastungsmittel einen Klemmring, der zur Zugentlastung in das Kabel schneidet beziehungsweise eingepresst wird. Beides wird im vorliegenden Fall in gleicher Weise verstanden, sofern sich nicht aus dem Sinnzusammenhang unmittelbar etwas anderes ergibt. Es wird hierbei auch davon ausgegangen, dass bereits dann das Kabel geschnitten wird, wenn ein Eindringen oder eine Deformation der Kabelumhüllung, das heißt der isolierenden Kunststoffhülle des Kabels erfolgt. Damit ergibt sich für den Klemmring sowohl ein Kraft- als auch ein Formschluss mit dem Kabel.
- Erfindungsgemäß weist der Klemmring eine Mehrzahl miteinander verbundener Segmente auf, die zur Klemmbetätigung gegeneinander beweglich sind und insbesondere radial nach innen aufeinander zu bewegt werden können, also nicht nach Art einer Kralle zu punktuell starken Belastungen führen. Dazu ist es besonders bevorzugt, wenn die Segmente des Klemmrings über Filmelemente, das heißt Streifen aus dünnem Kunststoff, die gut beweglich und hochflexibel sind, miteinander verbunden sind, und zwar so, dass eine Torsion um die verbindenden Filmelemente zumindest weitgehend, bevorzugt vollständig vermieden ist. Derartige Filmelemente können im Spritzguss ohne weiteres hergestellt werden.
- Die Backen werden radial nach innen allgemein V-förmig zulaufen und insbesondere eine oder mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Rippe(n) aufweisen. Auf diese Weise kann eine stärkere Deformation der Kunststoffisolierung des Kabels über einen größeren Bereich erreicht werden und somit durch die Rippe eine besonders hohe Auszugskraft und damit besonders effektive Zugentlastung erreicht werden.
- Die einzelnen Segmente werden typisch durch eine Mutter gegeneinander gepresst, durch welche der Klemmring auf das Kontaktende vorgetrieben wird. Die Mutter wird dazu auf einem Außengewinde am Steckergehäuse beweglich sein und eine in die Öffnung des Steckers sich erstreckende Pressschulter aufweisen, mit welcher auf den Klemmring gedrückt wird, um diesen bei Drehung der Mutter auf dem Gewinde nach vorne zu treiben.
- Der Vortrieb der Mutter wird typisch begrenzt sein, um eine Beschädigung des Steckers oder seiner Teile durch Überdrehen der Mutter zu verhindern.
- Das Dichtmittel wird bevorzugt als elastischer Ring gebildet, der gegen das Kabel pressbar ist. Auch bei Verwendung von Kabeln mit unterschiedlichem Durchmesser sind die Größenunterschiede zwischen den einzelnen Kabeln im Regelfall nicht so groß, dass eine Dichtung nicht mehr gewährleistet wäre. Vielmehr kann durch Wahl der Elastizität sichergestellt werden, dass rundum Kontakt zwischen Dichtmittel, Kabel und Gehäuse gegeben ist und damit ein Eindringen von Feuchtigkeit zum Kontaktbereich von der Kabelseite her vermieden wird.
- Im Steckerinneren kann eine Verjüngung vorgesehen sein, entlang welcher das Dichtmittel an die Kabelisolierung herangleiten kann, wenn es - über das Zugentlastungsmittel - nach vorne getrieben wird. Auf diese Weise ergibt sich eine auf eine schmale Zone begrenzte Isolierung, die besonders gut ist.
- Das Dichtmittel und das Zugentlastungsmittel werden in einer bevorzugten Variante jeweils eine Durchgangsöffnung aufweisen, die ausreichend ist, damit ein Kabel, an welchem bereits ein Kontaktteil angeschlagen ist, hindurchtreten kann. Auf diese Weise kann zunächst ein Kabel - nach entsprechender Abisolierung - an einem Kontaktteil angeschlagen werden, beispielsweise einem Stift, der in eine Hohlbuchse eindringen soll, oder an einer Hohlbuchse selbst; erst nach diesem Montageschritt wird das Kabel dann mit dem Kontaktteil in den Steckerkörper eingeführt. Dies erleichtert die Montage wesentlich, da beim Anschlagen des Kontaktelements am Kabel lediglich das Kontaktelement handzuhaben ist. Das Anschlagen kann auf herkömmliche Weise geschehen, beispielsweise durch Vercrimpen, gegebenenfalls aber auch durch Löten, Verschrauben oder dergleichen. Die unterschiedlichen Montagemöglichkeiten erlauben auch, eine Reparatur auf einem Dach oder dergleichen durchzuführen.
- Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Steckeranordnung ist, dass der Kontaktbereich des männlichen wie auch des weiblichen Steckers so gebildet werden kann, dass eine Kompatibilität zu bestehenden Steckersystemen gegeben ist.
- In einer besonders bevorzugten Variante sind das Dichtmittel und/oder das Zugentlastungsmittel im Steckergehäuse unverlierbar gehalten. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn das Dichtmittel und das Zugentlastungsmittel so dimensioniert sind, dass ein Kabel mit angeschlagenem Kontaktteil hindurchgeführt werden kann. In diesem Fall kann bei der Steckermontage ein vorgefertigtes Gehäuse verwendet werden, das selbst nicht mehr aufwendig montiert werden muss. Dies verbilligt den Stecker weiter.
- Das Dichtmittel wird typisch gegen eindringende Feuchtigkeit und Nässe abdichten.
- In einer anderen Variante der Erfindung kann das Zugentlastungsmittel durch die kabelumschließende Formmasse gebildet sein. Das Dichtmittel wird dann durch einen Dichtkörper gebildet, der im Hohlraum des Kontaktteils beweglich ist und ein zu weites Vordringen der Formmasse verhindern kann. Diese Variante ist für sich oder in Kombination mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen als vorteilhaft anzusehen.
- Es sei darauf hingewiesen, dass ein Stecker sowohl mit einem Klemmring versehen sein kann als auch mit einem Dichtkörper, der das Vordringen von Formkörpermasse in einen Kontaktbereich verhindert. Die Formmasse, bei der es sich beispielsweise um MAKROMELT handeln kann, wird zwar typisch ebenfalls zugentlastend wirken, gleichwohl ist es aber möglich, eventuell vorhandene Dichtelemente mit einzuspritzen, falls Lagerhaltungskosten usw. von Bedeutung sind und nur ein einzelnes System vorrätig gehalten werden soll.
- Es sei erwähnt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn sowohl der männliche als auch der weibliche Stecker erfindungsgemäß ausgestaltet werden, wobei die Stecker in einer bevorzugten Variante aneinander verrastbar sind, beispielsweise durch an einem von Männchen oder Weibchen vorgesehene Rasthaken, die am zugeordneten Gegenstecker in eine Öffnung eindringen und dort verrasten. Die Verrastung kann, abhängig von den Bedürfnissen der Benutzer, entweder fingerlösbar gestaltet werden, beispielsweise indem die Rasthaken bei einem von den Fingerspitzen durchdringbaren Fenster angeordnet werden und durch Fingerdruck lösbar sind, oder sie können nur werkzeuglösbar sein, um ein Eingreifen durch Endverbraucher zu verhindern.
- Es sei erwähnt, dass der Griffkörper mit Rippen versehen sein kann, die einerseits auch unter ungünstigen Witterungsbedingungen für eine gute Greifbarkeit der Steckergehäuse sorgen und andererseits eine nahezu gleichmäßige Wanddicke und damit ein verbessertes Verhalten während der Spritzgussherstellung gewährleisten.
- Die Erfindung wird im Folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser ist dargestellt durch
- Fig. 1
- eine Steckeranordnung gemäß der vorlie- genden Erfindung mit einem erfindungsge- mäßen Steckermännchen (links) und einem erfindungsgemäßen Steckerweibchen (rechts),
- Fig. 2
- eine Detailansicht des Schnitts von
Fig. 1 , - Fig. 3
- das Steckermännchen der Erfindung in grö- ßerem Detail,
- Fig. 4
- ein Klemmring,
- Fig. 5
- eine zur Verschraubung des Zugentlas- tungsmittels vorgesehene Mutter,
- Fig. 6
- das Steckergehäuse von
Fig. 3 ohne Kon- taktelemente, Zugentlastungsmittel und ohne Dichtmittel. - Nach
Fig. 1 umfasst eine Steckeranordnung mit einem allgemein mit 1 bezeichneten männlichen Stecker und einem allgemein mit 1a bezeichneten weiblichen Stecker ein Zugentlastungsmittel 2 und ein Dichtmittel 3, die voneinander getrennt sind, wobei das Dichtmittel 3 im montierten Stecker vom Zugentlastungsmittel 2 in eine Dichtposition an ein Kabel (nicht gezeigt) gedrängt ist. - Der Stecker 1 weist einen Steckerkörper 4 auf, der mit einer Vielzahl Rippen 5 im Bereich der Kontaktzone 6 gebildet ist.
- Der Steckerkörper 4 hält ein Kabel, an welchem ein Hohlstift 7, beziehungsweise eine Hohlbuchse 7a beim weiblichen Stecker 1a, angeschlagen ist, in einer Kontaktposition. Die Steckerkörper 4 beziehungsweise, für den weiblichen Stecker, 4a, sind mit einem Rastelementepaar 8, 8a versehen, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Rasthaken durch eine Durchtrittsöffnung 8b tritt und der Hakenvorsprung 8c ein Auseinanderziehen ohne Druck auf den Rasthaken radial nach innen, angedeutet durch Pfeil 9, verhindert. Der Rasthaken 8a befindet sich vor einem Fenster 8d, das, je nach Dimensionierung und Benutzerwunsch, dazu ausgebildet ist, ein Eindrücken der Rasthaken radial nach innen durch Fingerkuppen oder Werkzeuge zu ermöglichen.
- Die Steckergriffkörper 4 beziehungsweise 4a sind aus hinreichend wetterfestem und damit nicht versprödendem Kunststoffmaterial, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff, gebildet.
- Von der Kabeleinschubseite A (vergleiche
Fig. 6 ) zur Kontaktseite B hin verjüngt sich eine im Steckerkörper vorgesehene lichte Öffnung sukzessive, wodurch ein Bereich 10 für Zugentlastungsmittel und Dichtmittel 11, ein Bereich für den Crimpflügelansatz am Kontaktelement 7 beziehungsweise 7a, ein Auflagerungsbereich 12, ein Zentrierbereich 13 und ein Kontaktbereich mit der eigentlichen Kontaktzone 6 definiert sind. - Das Zugentlastungsmittel ist detailliert in
Fig. 4 dargestellt. Es ist aus Kunststoff hergestellt, der härter ist als die typisch weiche Isolierung des mit dem Stecker zu verwendenden Kabels. Das Zugentlastungsmittel 2 weist hier drei Segmente 2a, 2b, 2c auf, die jeweils gleich groß sind und über dünnere, filmartige Segmente 2a1, 2b1, 2c1 miteinander verbunden sind, so dass sich eine allgemein ringförmige Anordnung ergibt. Die filmartigen Segmente 2a1, 2b1, 2c1 sind entlang einer Verbindungslinie mit den dickeren Segmenten 2a, 2b, 2c verbunden, so dass diese nicht gegeneinander tordieren können, sondern eine allgemein radiale Bewegung der dickeren Segmente auf das Kabel zu bei der Klemmung erreicht wird. Wie inFig. 4a zu erkennen ist, sind die Segmente auf ihrer radialen Außenseite angeschrägt, vergleiche Kanten 2a2, 2a3, wobei zwischen den Kanten 2a2, 2a3 ein flacher Grat 2a4 gebildet ist. Auf ihrer radial nach innen weisenden Fläche, die allgemein gerade gestaltet ist, erhebt sich etwa mittig eine Rippe 2a5. - Der Steckerkörper 1 weist im Zugentlastungsdichtmittelbereich 10 eine Rille 10a auf, in welche der Grat 2a4 positioniert werden kann, um ein Herausfallen des Zugentlastungsmittels aus dem Steckerkörper durch Erschütterungen vor Montage zu vermeiden. Die Tiefe der Rille und die Breite des Grates sind entsprechend aufeinander abgestimmt. Die Symmetrie des Zugentlastungsmittels 2 um die durch die Rille 2a5 definierte Ebene erlaubt es, das Zugentlastungsmittel ohne Beachtung einer Innen- oder Außenseite in den Steckerkörper 10 einsetzen zu können.
- Die Stirnflächen 2a6 des Zugentlastungsmittels 2 sind plan gebildet. Sie weisen eine Breite auf, die ausreicht, um eine hinreichende Kraft gegen den Klemmring 3 auszuüben, ohne diesen lokal übermäßig zu deformieren, wenn das Zugentlastungsmittel, wie noch beschrieben wird, durch Aufdrehen einer auf einem Steckergehäuse außen angeordneten, gewindedrehbaren Mutter 14 vorgetrieben wird.
- Die Mutter 14 ist auf einem Außengewinde des Steckergehäuses beweglich und weist eine in die lichte Öffnung des Steckerkörpers 1 eindringende Pressschulter 15 auf, die eine Innenkontur 14a aufweist, deren Neigung an die schräge Fläche 2a2 beziehungsweise 2a4 des Zugentlastungsmittels angepasst ist. Die Schrägneigung der Flächen 14a beziehungsweise 2a2 (oder, je nach Orientierung des Zugentlastungsmittels, 2a3) ist so, dass bei Eindrehen der Mutter die Segmente 2a, 2b, 2c des Zugentlastungsmittels 2 aus der Rille 10a radial nach innen bewegt werden, wobei die Filmsegmente 2a1, 2b1, 2c1 stärker gekrümmt werden. Zugleich wird das Dichtmittel nach vorne getrieben, wobei durch die flächige Auflage der Zugentlastungsmittelstirnfläche auf dem Dichtmittelring ein gleichmäßiger Vortrieb erreicht wird. Die Mutter kann dabei so weit vorgetrieben werden, dass die Rippe 2a5 hinreichend tief in die Kabelisolierung eines zu fixierenden Kabels eindringt.
- Es sei darauf hingewiesen, dass die Segmente 2a, 2b, 2c einander gleich gestaltet sind, die entsprechenden Bezugszeichen jedoch nur für das Segment 2a in
Fig. 4b angegeben sind, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen. Weiter sei darauf hingewiesen, dass an Stelle einer einzelnen Schneidrippe 2a5 mehrere entsprechende Rippen vorgesehen sein können. - Das Dichtmittel 3 ist aus einem elastischen Material gebildet, und zwar allgemein zylinderförmig. Die Wandstärke des Dichtmittels 3 ist so, dass die Fläche 2a6 des Zugentlastungsmittels beim Vortreiben des Zugentlastungsmittels in Richtung auf den Kontaktbereich 6 hin eine hinreichend große Auflagefläche zum Dichtmittel 3 besitzt, vergleiche Bezugszahl 15 in
Fig. 3 . - Der Zugentlastungsmittel-Dichtmittelbereich 10 weist an seinem zum Kontaktbereich hin weisenden Ende eine allgemein sich bogenförmig nach innen verjüngende Kontur 10b auf, entlang welcher der ringförmige Dichtmittelkörper 3 in Anlage an ein hindurchtretendes Kabel gepresst werden kann. Die Flexibilität des Dichtrings 3 gewährleistet dabei, dass eine vollständige Dichtung auch bei unterschiedlichen Kabeldurchmessern gewährleistet ist.
- Der Stecker der vorliegenden Erfindung weist zur Aufnahme eines Kabels einen hier durch Vercrimpen an Crimpflügeln mit einem Kabel verbundenen Hohlstift 7 auf, der durch Rastelemente 16 nach Einschieben in den Steckerkörper 4 gegen Herausziehen gesichert ist. Der auch nach Vercrimpen voluminösere Bereich an den Crimpflügeln wird in dem Hohlraum 11 aufgenommen. Insoweit ist der Stecker herkömmlich. Der Hohlstift 7 beziehungsweise die Hohlbuchse 7a weisen in ihrem Inneren jedoch zusätzlich einen beweglichen Körper 17 auf, der unabhängig von der Gestaltung des Bereiches 10 mit den Dichtmitteln 2 und 3 für separat erfinderisch angesehen wird. Der Körper 17 ist entlang der Richtung der Achse A-B (vergleiche
Fig. 6 ) beweglich, und zwar bis an einen durch Prägung der gestanzten und gefalteten Kontaktelemente 7 beziehungsweise 7a begrenzten Anschlag 18, so dass er beidseits gefangen ist. Der hier aus Kunststoff gebildete Dichtkörper 17 hat dabei eine solche Beweglichkeit, dass er von der Formmasse, welche aus der Seite "A" (vergleicheFig. 6 ) beim Umspritzen eines eingeführten Kabels einströmende Formmasse nach vorne in Richtung auf den Kontaktbereich 6 mitgenommen wird, und zwar bis zum Anschlag 18, wo er in eine Dichtlage gepresst wird und ein weiteres Vordringen von Formmasse verhindert. Der Formkörper 17 kann dazu aus hinreichend flexiblem Kunststoffmaterial gebildet sein. Durch die vergleichsweise große Masse und die damit typisch einhergehende große Wärmekapazität kühlt sich auch vergleichsweise heiße Formmasse schnell ab und erstarrt, was die Dichtung weiter verbessert. Auf diese Weise ist bei Umspritzen des Steckers eine Beeinträchtigung des Kontaktbereiches 6 vermieden. - Der Stecker wird, sofern er nicht zum Umspritzen verwendet wird, eingesetzt wie folgt:
- Zunächst wird das Kontaktelement 7 beziehungsweise 7a an einem Kabelende angeschlagen. Dann wird das Kontaktelement 7 in den bereits ein Zugentlastungsmittel 2, ein Dichtmittel 3 und die Mutter 14 tragenden Steckergriffkörper eingeschoben und durch Verrasten der Rastelemente 16 am Steckergriffkörper gegen Herausziehen vorläufig gesichert. Durch die Verjüngung im Zentrierbereich 13 wird dabei die korrekte Lage des Kontaktstiftes sichergestellt.
- Nun wird die Mutter 14 angezogen, wodurch das Zugentlastungsmittel nach vorne, also von Richtung A nach Richtung B in
Fig. 6 gedrängt. Gleichzeitig gleitet die Schrägfläche 14a der Pressschulter auf der Schrägfläche 2a2 auf, was sich fortsetzt, bis das Zugentlastungsmittel 2 mit der Stirnfläche 2a6 auf dem Vorsprung 14b aufliegt. (Es sei im übrigen darauf hingewiesen, dass die Mutter inFig. 5 einleuchtenderweise, wie ausFig. 3 zu erkennen, bei Benutzung entgegengesetzt orientiert ist.) Durch das Vortreiben des Zugentlastungsmittels und die Aufgleitbewegung der Pressschulter auf dem Dichtring werden einerseits die Segmente 2a, 2b, 2c radial nach innen bewegt, wodurch die Rille 2a5 in die Isolierung des Kabels eingedrückt wird und damit das Kabel fest gegen Herausziehen sichert. Zugleich wird aber auch das Dichtmittel 3 in kontrollierter Weise entlang der Krümmung 10b auf das Kabel beziehungsweise dessen Isolierung hin zugeschoben und dichtet dieses gegen Eindringen von Luftfeuchtigkeit und Nässe ab. Nach Aufsetzen der Mutter 14 mit dem Vorsprung 14b auf der Stirnfläche 2a6 wird die Nachinnenbewegung des Zugentlastungsmittels beendet und gegebenenfalls nur noch, abhängig von einer Weiterdrehung der Mutter 14, das Dichtmittel nach vorne getrieben. Sobald dies beendet ist, ist der Stecker verbindungsfertig. - Es wird darauf hingewiesen, dass der Dichtkörper 17 mit nur geringem Spiel im Hohlkontaktelement 7 beziehungsweise 7a beweglich ist.
- Es sei darauf hingewiesen, dass der Stecker anders als vorstehend beschrieben auch für andere Zwecke als für Photovoltaikanlagen einsetzbar ist. Die Offenbarung ist ungeachtet ihres weitgehenden Bezugs auf die besonders bedeutsame Photovoltaikanwendung daher nicht auf diese beschränkt.
Claims (9)
- Stecker, insbesondere für Photovoltaikanlagen, mit einem segmentierten Zugentlastungsmittel (2) und
einem als davon separates Bauelement realisierten Dichtmittel (3), das im montierten Stecker vom Zugentlastungsmittel (2) in die Dichtposition gedrängt ist,
wobei das Zugentlastungsmittel (2) mit mehreren miteinander verbundenen und gegeneinander beweglichen Segmenten (2a, 2b, 2c) zum Eingriff in das Kabel versehen ist, wobei die Segmente (2a, 2b, 2c) über Filmelemente (2a1, 2b1, 2c1) miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Segmente (2a, 2b, 2c) einen Klemmring bilden, der in das Kabel schneidet, und
das Zugentlastungsmittel (2) zum Vordrängen des Dichtmittels (3) mit einer Stirnfläche des Klemmrings ausgebildet ist. - Stecker nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (2a, 2b, 2c) durch Backen mit einer in eine Kabelisolierung einschneidenden Rippe gebildet sind.
- Stecker nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er eine den Klemmring unter Backenzusammenpressung vortreibende Mutter (14) aufweist.
- Stecker nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Vortrieb der Mutter (14) begrenzt ist, insbesondere durch eine Stoppschulter.
- Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (3) als elastischer Ring gebildet ist, der gegen das Kabel pressbar ist.
- Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse im Inneren eine Verjüngung aufweist, entlang welcher das Dichtmittel (3) an die Kabelisolierung gleiten kann.
- Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (3) und das Zugentlastungsmittel (2) jeweils eine Durchgangsöffnung aufweisen, die für ein Hindurchtreten eines an einem Kontaktteil angeschlagenen Kabels dimensioniert ist.
- Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (3) und/oder das Zugentlastungsmittel (2) im Steckergehäuse vor Montage unverlierbar gehalten ist.
- Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (3) zum Abdichten gegen eindringende Feuchtigkeit ausgebildet ist.
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