EP2301117B1 - Verbindersystem, verwendung und verfahren - Google Patents

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EP2301117B1
EP2301117B1 EP09741910.5A EP09741910A EP2301117B1 EP 2301117 B1 EP2301117 B1 EP 2301117B1 EP 09741910 A EP09741910 A EP 09741910A EP 2301117 B1 EP2301117 B1 EP 2301117B1
Authority
EP
European Patent Office
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complementary
connector
housing element
cable
locking apparatus
Prior art date
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Active
Application number
EP09741910.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2301117A1 (de
Inventor
Michael Quiter
Sven Braun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Yamaichi Electronics Co Ltd
Original Assignee
Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Yamaichi Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Yamaichi Electronics Deutschland GmbH, Yamaichi Electronics Co Ltd filed Critical Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Publication of EP2301117A1 publication Critical patent/EP2301117A1/de
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Publication of EP2301117B1 publication Critical patent/EP2301117B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5219—Sealing means between coupling parts, e.g. interfacial seal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/627—Snap or like fastening
    • H01R13/6271—Latching means integral with the housing
    • H01R13/6273—Latching means integral with the housing comprising two latching arms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2101/00—One pole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/26—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for engaging or disengaging the two parts of a coupling device
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49174—Assembling terminal to elongated conductor

Definitions

  • the present invention relates to a connector system as well as to the use of connectors for providing the connector system and to the use of the connector system for connecting a solar module to a power collector and a method.
  • solar modules are arranged on rooftops or specially provided near-surface holding racks.
  • the power generated by the solar modules is conducted by electrical cables from the solar modules to one or more electrical power consumers. It must be ensured that the connection between a current output of a solar module and a power input of the electric power consumer is reliable and safe in all weather conditions.
  • the publication US Pat. No. 7,275,949 B1 discloses a connector system according to the preamble comprising a male connector element with female contact elements insertable into a female connector element with male contact elements.
  • the connector elements are formed of rigid thermoplastic material.
  • the connector system has a plurality of rings on the female connector element and a corresponding plurality of grooves on the male connector element. These rings and grooves form a moisture-proof barrier.
  • the connector system can be repeatedly connected or disconnected by being plugged and unplugged, respectively, and the moisture-proof latch is restored upon connection.
  • the publication WO 2004/034516 A2 discloses an electrical connector in the form of a cable connector or a device connector, which has a connection mechanism that automatically closes when merging the parts to be joined.
  • the connector has a radial seal for sealing the interconnected parts.
  • the publication US 2004/0161970 A1 discloses a connector assembly for coaxial cables for electrically contacting a coaxial cable having a double spiral structure at its outer conductor with a connector.
  • the connector on the wall of a receiving opening on a complementary double-spiral wall, so that the coaxial cable can be screwed with its outer conductor in the connector to contact the coaxial cable and the connector with each other.
  • EP 1 424 361 A1 discloses a method of producing hydrolysis-stable shaped articles from polycondensates which have crosslinking additives which can be crosslinked by means of ionizing radiation such as, for example, X-rays, electrons, gamma or beta radiation.
  • the publication DE 20 2004 015 365 U1 discloses a coaxial connector for a coaxial cable with a housing made of electrically insulating material, wherein on the housing a latching mechanism is arranged, which fixes an outer conductor part of the coaxial cable characterized in that a sealing sleeve is provided which the Outside conductor part in the circumferential direction of completely and in the axial direction at least in one area surrounds.
  • the publication EP 0 849 839 A1 relates to a connector with a male and a female connector housing.
  • the male connector housing has an elastic extension.
  • a locking connection is provided.
  • the locking connection can not be opened with bare hands.
  • the electrical contact element and / or the complementary electrical contact element may also extend to the region of a rear end of the housing element.
  • the fact that the connector and the complementary connector are lockable together, in cooperation with the intimate connection of the terminating element with the connector and the cable (or the corresponding terminating element with the complementary connector), ensures that the connector system is reliably and securely connectable and, in particular, no leakage currents due to penetration of moisture from inside the locked connector system to the outside, ie can penetrate to the environment.
  • the combination of simple and reliable locking, which is unlocked substantially exclusively by means of a tool and the intimate connection of the respective closure element with the housing element of the connector and the cable of the connector or the complementary connector allows for waterproofing to industry standard IP 67, in particular IP 68, at the same time very low height and also given flame resistance according to the standard UL 94 with the classification V-0.
  • the term "moisture-proof”, as used in this application, thus describes in particular that the interlocked connector system in particular a moisture test according to IP 67, more preferably IP 68 consists.
  • moisture-proof in the context of the present application, a tightness or a barrier to a fluid, in particular water and / or water vapor. Moisture tightness is achieved when the migration, ie the flow or displacement of moisture due to a partial pressure difference or the pressure difference (in particular at a Pressure difference of about 10 kPa) or the diffusion is prevented or slowed down sufficiently.
  • slow enough means that the flow rate of the fluid within a body within pores or along channel-shaped or area preferential flow paths is preferably about 1 meter per hour, about 1 centimeter per hour, about 1 millimeter per day, more preferably about 1 millimeter per year, more preferably 0.1 mm per year, in particular 0.01 mm per year does not exceed.
  • this simple construction allows a very compact design of the connector and the complementary connector, and thus also of the connector system, so that the connector system can be used for example between a solar module and a holder of the solar module. This also allows the connector system to be further protected and in particular to work reliably.
  • the lock reliably prevents moisture from entering the interior of the connector system, in particular the electrical contact elements, from the front ends of the connector / complementary connector.
  • the termination elements reliably prevent the penetration of moisture into the interior of the connector, in particular to the electrical contact elements, from the rear ends of the connector / complementary connector.
  • the connector system has a high moisture density, in particular according to IP 67, more preferably IP 68, and this with a very compact size.
  • the housing element can be a substantially rigid housing element, ie the housing element comprises a material, in particular a thermoplastic material or a polymer or consists of a thermoplastic material or a polymer which has such a torsional and / or tensile rigidity, that the connector and the complementary connector withstand usual forces in interconnecting and interlocking with each other and in particular allows a secure and reliable locking, but the material also is flexible enough that for locking and / or unlocking the locking device and the complementary locking device are displaced, in particular bendable and / or compressible and this even with a variety of locking and / or unlocking operations. Furthermore, the material is stiff or strong enough that the unlocking not only manually, ie without a tool is possible.
  • the connector and the complementary connector can be locked in a simple manner only manually, ie without tools. If the connector is unlocked only manually, ie without tools, the locking device and the complementary locking device are preferably formed or locked together such that the locking device and / or the complementary locking device are damaged, in particular destroyed, so that improper use in a simple Way is detectable.
  • the closure element may comprise a thermoplastic material or a polymer or consist of a thermoplastic material or a polymer.
  • the housing element and the closure element may comprise identical materials or consist of identical material.
  • the aforesaid polymer is a thermoplastic polymer which contracts on cooling and / or curing, i. shrinking.
  • the connector has a front end and a rear end.
  • the front end of the connector is preferably the end of the connector with which the connection to the complementary connector is made.
  • the connector at the front end contacts the complementary connector during connection.
  • the electrical cable is routed out of the connector.
  • a cable end portion is disposed on the connector.
  • the further cable end region can be connected to another component or to it or be arranged therein, for example, a solar junction box, a power user, etc.
  • locked or “lockable” describes that it is advantageously not possible for the connector to be released from the locked complementary connector by force, provided that the acting force is so low that no damage or destruction of the connector or the complementary connector takes place. Conveniently, the locking takes place due to a significant displacement movement and is advantageously accompanied by a corresponding locking sound, so that when assembling a perfect connection can be determined beyond doubt. Thus, the assembly of the connector with the complementary connector can be performed quickly and accurately. Mounting errors and / or poor contact can be avoided.
  • locked and the term “fixed” can be used synonymously.
  • the term “lockable” and the term “fixable” can be used interchangeably.
  • the term “substantially” may describe a slight deviation from a target value, in particular a deviation within the manufacturing accuracy and / or within the necessary accuracy, so that an effect is maintained as it is present at the target value.
  • the term “substantially” may therefore include a deviation of less than about 30%, less than about 20%, less than about 10%, less than about 5%, less than about 2%, preferably less than about 1% of a target value or set position, etc. include.
  • the term “substantially” includes the term “identical,” i. without deviation from a desired value, a desired position, etc.
  • the tool insertion direction is substantially perpendicular to the insertion direction and substantially perpendicular to the unlocking direction.
  • the locking means surrounds the complementary locking means such that the locking means is closed along the unlocking direction.
  • the complementary locking means surrounds the locking means such that the complementary locking means is closed along the unlocking direction.
  • the tool insertion direction is substantially perpendicular to the insertion direction and substantially parallel to the unlocking direction.
  • the closure element arranged on the housing element is more flexible than the housing element. More preferably, that is on the complementary housing element disposed end element flexible than the complementary housing element.
  • the connector and the complementary connector are very insensitive to external forces.
  • the cable emerging from the rear end of the connector / complementary connector may, for example, be moved, in particular bent, whereby the flexible terminating element is able to adapt to the movement and in particular does not splinter or break as a result of the movement.
  • penetration of moisture through the rear end of the connector / complementary connector is thereby substantially prevented even with movement of the cable.
  • the termination element may be "flexible", i. in particular, have a different modulus of elasticity than the housing element, which may be "rigid".
  • the elastic modulus of the housing member is higher than the modulus of elasticity of the termination member.
  • the elastic modulus of the termination member is about 3 MPa and the modulus of elasticity of the housing member is about 1000 MPa.
  • the terminating element adapts as exactly as possible to the shape of the housing element. For example, this may be softer than the closure element and / or resilient.
  • a moisture-proof, in particular watertight, sheathing of the rear end of the housing element and the cable can thus advantageously also be made possible.
  • the closure element can contact the housing element and / or the cable, in particular encompass or surround or encase.
  • the term "flexible” may include plastic and / or elastic deformability and / or resilience.
  • the terms "flexible” and “rigid” mean the following mechanical material properties that can be quantified essentially by the modulus of elasticity E and shear modulus G. Both a flexible as well as a rigid material may be substantially elastic as well as plastically deformable. By an elastic deformation is meant the geometric deformation of a resilient body by an applied force or stress (force per surface) which is substantially completely reversible when the force or stress no longer acts on the body, so that the Body returns to its original shape.
  • a flexible body in contrast to a relatively rigid body, or short rigid body, characterized in that the modulus of elasticity E f and / or shear modulus G f of the flexible body, such as the terminating element, are smaller than the modulus of elasticity E s and / or the shear modulus G s of the rigid body, eg the housing element.
  • a flexible body eg the closure element
  • a rigid body eg the housing element
  • the ratio E s / E f and / or G s / G f is greater than about 1.5, more preferably greater than about 2, or greater than about 5 or greater than about 10, more preferably greater than about 50 or greater
  • the shear modulus G f of the terminating element is preferably less than 10 9 N / m 2 , more preferably less than 10 8 N / m 2 , particularly preferably less than 10 7 N / m 2 and in particular less than 5 ⁇ 10 6 N / m 2 .
  • the shear modulus G s of, for example, the housing element is preferably greater than 5 ⁇ 10 6 N / m 2 , more preferably greater than 10 7 N / m 2 or greater than 10 8 N / m 2 , particularly preferably greater than 10 9 N / m 2 and in particular greater than 5 ⁇ 10 9 N / m 2 .
  • the housing element and / or the complementary housing element can, for example, in some areas consist of polyamide, in particular polyamide 66 (PA66) or glass-fiber reinforced polyamide, with a modulus of elasticity of about 1 GPa to about 11 GPa, in particular about 3 GPa or about 10 GPa.
  • the melting temperature of the material of the housing element and / or of the complementary housing element, in particular of the polyamides may be about 250 ° C to about 265 ° C.
  • the closure element preferably consists at least partially or completely of a thermoplastic elastomer (TPE) or a thermoplastic vulcanizate (TPV) having a modulus of elasticity of about 2 MPa to about 10 MPa, in particular about 3 MPa or about 4 MPa. More preferably, the closure element consists of a polyolefin. Particularly preferably, the closure element consists of an ⁇ -vinyl copolymer, in particular an ethylene-propylene copolymer.
  • the temperature range in which the thermoplastic elastomers can plastically deform or melt is preferably below the melting temperature of the material of the housing element and / or of the complementary housing element (i.e., in particular of polyamides).
  • the temperature range is about 170 ° C to about 250 ° C.
  • the preferred material selection advantageously results in a connection between the housing element and the flexible sealing element and / or between the complementary housing element and the flexible sealing element, which has particularly good adhesion and sealing properties, so that the connector system is particularly resistant to moisture or water vapor is protected.
  • the preferred material selection advantageously achieves the intimate connection between the housing element and the sealing element and / or between the complementary housing element and the sealing element such that at the rear end the interior of the housing element and / or the interior of the complementary housing element are substantially completely moisture-proof the environment is complete.
  • the flexible closure element is made of a material which is shrinkable.
  • shrinkable as used in this application describes a volume change, especially a volume reduction, of between about 0.1% and about 5%, preferably between about 0.2% and about 2%, more preferably between about 0 , 3% and about 0.7%.
  • the term "intimate" as used in this application may specifically describe that the interior of the termination member is slightly larger than the exterior of the housing member when attached to the housing member.
  • the interior of the closure member when attached to the housing member is substantially the same size as the exterior of the housing member.
  • the closure element changes its internal size or its internal extent or its volume expansion.
  • the closure element shrinks at least in the interior or shrinks the material together, wherein the outer dimension of the housing member counteracts a reduction of the interior of the closure element.
  • This tension can create or define the intimate connection.
  • the tension or intimate connection can produce the moisture-proof connection of the closure element with the housing element.
  • the tension or intimate connection may allow the termination member to be fixedly attached to the housing member. Likewise, an intimate connection with the electrical cable can be produced.
  • the "intimate" connection can be made by shrinking one circumferential body onto another encircling body so that the peripheral body in the contact area exerts a force on the encompassed body such that it undergoes elastic and / or plastic deformation the two bodies in the contact area substantially no gap between the two bodies exists.
  • the two bodies may be fused together in the contact area. This does not preclude that a sufficiently small gap between the two bodies may exist, preferably the distance between the two bodies in the contact area is less than about 10 microns, more preferably less than about 5 microns and in particular less than 2 microns.
  • the shrinkage of the sealing element can be produced, for example, by heating the sealing element.
  • the shrinkage can also be produced by the terminating element (tough) liquid and / or uncrosslinked to the Housing element is arranged and substantially completely solidified and / or crosslinked. Even if the closure element is substantially completely solidified, it remains flexible.
  • the term "substantially completely solidified" in the sense of the invention thus describes that the closure element essentially retains its shape, except for possible changes due to an external force.
  • the flexible end member is made of a material which is more shrinkable than the material of the housing member and / or which is more shrinkable than the material of the cable end portion of the cable.
  • the flexible end member is applied substantially liquid to the housing member and the outside of the housing member disposed portion of the electric cable and the intimate connection is formed by cooling and / or curing of the flexible end member.
  • the material of the closure element shrinks upon cooling, with the material of the launcher cooling below a liquefaction temperature.
  • the material of the (liquid) terminating element can also heat the material of the housing element, so that the material of the housing element can shrink on cooling. It is a characteristic of the material of the closure member that it shrinks more when cooled to a common temperature than the material of the case member and / or the cable.
  • the closure element is intimately connected to the housing element and the cable.
  • the housing element and / or the cable is or are designed and arranged such that the liquid closure element can at least partially penetrate into the housing element or can penetrate into openings of the housing element and thus after solidification of the closure element, the housing element and the closure element are preferably inseparable or when separating the Abschußelements of the housing element, the closure element and / or the housing element are at least partially irreversible destroyed.
  • one or more projections of the closure element are formed, which engage in or with one or more recesses and / or openings of the housing element.
  • the flexible closure member, the housing member and the electrical cable are formed such that the substantially liquid flexible terminating element at least partially fuses with the housing member and that the substantially liquid flexible terminating element is connected to the electrical cable substantially exclusively mechanically.
  • the closure element can merge with the housing element to a depth of about 0.1 mm, in particular enter into a chemical compound, which in particular is no longer separable or wherein at a separation at least up to the aforementioned depth, the housing element is destroyed and / or the Closing element is at least destroyed, in particular flat is torn.
  • the electrical cable comprises a jacket of a polymer material, wherein the polymer material of the jacket of the cable, in particular completely, but at least in one end region of the cable, preferably by beta radiation, is crosslinked.
  • the polymer material of the jacket of the cable in particular by beta radiation, is crosslinked.
  • a moisture-tight connection between the flexible closure member and the jacket of the cable is made possible, although the jacket of the cable is passivated against a chemical compound.
  • One aspect of the present invention relates to a use of a connector and a complementary connector for providing in a connector system according to the invention.
  • One aspect of the present invention relates to a use of a connector system according to the invention for connecting a solar module to a power consumer.
  • the solar module When using the connector system for connecting to a solar module, the solar module is preferably arranged on a surface or surface, for example a roof, and the connector system between the solar module and the surface arranged. This is advantageously possible due to the low height of the connector system and thus is still advantageously the connector system also protected from adverse weather conditions, especially rain and / or snow and / or external forces by strong wind and / or misuse, eg by children.
  • the complementary connector can also be manufactured in an analogous manner and the connector system by locking the connector with the complementary connector.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a connector system 1.
  • the connector system 1 comprises a connector 10 and a complementary connector 12.
  • the connector 10 and the complementary connector 12 are also shown in an exploded view.
  • Not shown in FIG. 1 are the electrical cables (shown in FIG. 2 ) connected to the connector 10 and the complementary connector 12.
  • the thickness of the connector system 1 is preferably about 8 to about 15 mm, in particular about 12 mm.
  • the connector 10 or the complementary connector 12 may for example consist of polyamide, in particular glass fiber reinforced polyamide, with a modulus of elasticity of about 1000 MPa to about 11000 MPa, in particular about 3000 MPa or about 10000 MPa.
  • the melting temperature of the polyamides may be about 250 ° C to about 265 ° C.
  • the connector 10 and the complementary connector 12 may be made of thermoplastic elastomers having a modulus of elasticity of about 2 MPa to about 10 MPa, more preferably about 3 MPa or about 4 MPa exist.
  • the temperature range in which the thermoplastic elastomers are plastically deformable may be about 170 ° C to about 250 ° C.
  • the connector 10 comprises a housing member 14 and a closure member 16. Further, in FIG. 1 an electrical contact element 18 of the connector 10 is shown, which is arranged in operational use of the connector 10 in the receiving device 20. Furthermore, in FIG. 1 a locking device 22 is shown.
  • the locking device 22 comprises two latching elements 24a, 24b, which are arranged on the housing element 14 of the connector 10. Each of the latching elements 24a, 24b has an insertion opening 26a, 26b and a tool insertion opening 28a, 28b as preferred unlocking openings. Furthermore, each latching element 24a, 24b has a cover element 30a, 30b. The respective cover member 30a, 30b prevented in a locked state, a manual actuation of complementary locking elements 32a, 32b of a complementary locking means 34 which are arranged on a complementary housing member 35 of the complementary connector 12.
  • the tool insertion openings 28a, 28b are preferably dimensioned such that a tool-free operation is prevented.
  • the tool insertion openings 28a, 28b are preferably dimensioned such that a finger is not insertable.
  • the complementary latching elements 32a, 32b may be inserted into the latching elements 24a, 24b of the latching device 22 of the connector 10, respectively.
  • the connector 10 and the complementary connector 12 are moved relative to each other along or against an insertion direction EFR.
  • the complementary latching elements 32a, 32b pass at least partially through the insertion openings 26a, 26b, wherein due to the inclined surfaces 36a, 36b and the arrangement or expansion of the insertion openings 26a, 26b, the latching element 32a is moved along an unlocking direction ENR and counteracts the latching element 32b the unlocking direction ENR is moved.
  • an insertion device 38 is inserted into the receiving device 20 along the insertion direction EFR.
  • the insertion device includes a complementary electrical contact element 40 of the complementary connector 12 in use.
  • an O-ring 42 is shown as a preferred sealing element and a groove 44 for receiving the O-ring.
  • the O-ring 42 contacts both the introducer 38 (namely, the location of the O-ring 42 in the groove 44) and the receiver 20 because the internal diameter of the connector Receiving device 20 substantially corresponds to the outer diameter of the insertion device 38 or is slightly larger.
  • the O-ring 42 is squeezed and provides a moisture-proof connection between the connector 10 and the complementary connector 12, so that in particular moisture does not pass through the gap between the insertion device 38 and the receiving device 20 from the outside to the electrical contact elements 18, 40 , Further, the connector 10 is sealed by means of the sealing element 16 moisture-tight and the complementary connector 12 by means of the closure element 45th
  • a tool (not shown) may be inserted into the tool insertion holes 28a, 28b along a tool insertion direction WER.
  • the complementary latching element can be deflected in the unlocking direction ENR and thus the locking between the latching element 24a and the complementary latching element 32a can be canceled.
  • the complementary latching element 32b can be deflected counter to the unlocking direction ENR and thus the locking between the latching element 24b and the complementary latching element 32b can be canceled.
  • the complementary connector 12 is moved counter to the insertion direction EFR, the connector 10 and the complementary connector 12 can be separated from each other.
  • a tool may be, for example, a screwdriver, a pair of pliers, a nail, a tool tuned to the locking means 22, 34, and so on.
  • the cover elements 30a, 30b serve to protect the locking devices 22, 34 from incorrect operation.
  • the latches 22, 34 it is not possible for the latches 22, 34 to be manually, i. without a tool, but e.g. just to unlock with your fingers.
  • the tool insertion openings are arranged and dimensioned such that only one tool can be inserted and one limb, in particular a finger, can not be inserted.
  • the locking elements 24a, 24b can not be compressed in a simple manner to release a lock. or is prevented by the cover 30a, 30b that the complementary locking elements 32a, 32b are deflected manually.
  • the "insertion direction" EFR is, for example, a direction in which the insertion device 38 is introduced or can be inserted into the receiving device 20.
  • the insertion direction may be parallel to a longitudinal axis of the connector 10 and / or the complementary connector 12 when the connector system 1 is locked.
  • the insertion direction EFR, the tool insertion direction WER and the unlocking direction ENR preferably form an orthogonal coordinate system.
  • FIG. 2 shows a sectional view of a connector system 1 in an unlocked state.
  • a cable 46 is disposed on the connector 10.
  • a cable 48 is disposed on the complementary connector 12.
  • a conductor 50 of the cable 46 is electrically connected to the electrical contact element 18 and the contact element 18 is also mechanically fixed to the cable 46.
  • an electrical conductor 52 of the cable 48 is electrically conductively connected to the electrical contact element 40 and the contact element 40 is also mechanically fixed to the cable 48.
  • the electrical contact elements 18, 40 are preferably so-called stamped contacts, i.
  • the electrical contact elements 18, 40 can be punched out of a flat sheet of conductive material and then bent into the desired shape.
  • the contact elements 18, 40 are simple and reliable, in particular inexpensive to manufacture.
  • FIG. 2 a substantially cylindrical contact sleeve 54 is shown, which is also made of a stamped sheet metal.
  • the contact sleeve 54 also has longitudinal slots, wherein the diameter is tapered towards the center of the contact sleeve.
  • the contact sleeve 54 receives resilient properties, whereby a secure electrical contact between the contact sleeve 54 of the complementary contact element 40 and the contact element 18, which is pushed into the complementary contact element 40 and in particular in the contact sleeve 54, is ensured.
  • FIG. 2 also shows a front end 56 of the housing member 14 and a rear end 58 of the housing member 14. Also shown is an end 60 of the complementary housing member 35 and a rear end 62 of the complementary housing member 35.
  • the cable 46 emerges from the rear end 58 of the housing member 14.
  • the closure element 16 surrounds both a portion of the cable 46 and a portion of the housing member 14, in particular the rear end 58 of the housing member 14.
  • the shrinking of the closure member 16 on both the cable 46 and on the housing member 14 is on the one hand, moisture in the Interior of the connector 10, in particular to the electrical contact element 18 through the rear end of the housing member 14 is prevented.
  • the mechanical connection of cable 46 and housing member 14 is reinforced at the same time, the flexible end member 16 can compensate for movements of the cable 46 without it being damaged and without the moisture can penetrate.
  • FIG. 2 the locking device 22 with the locking elements 24a, 24b shown.
  • the latching elements 32a, 32b can be inserted into the locking device 22 through the insertion openings 26a, 26b.
  • the tool insertion direction WER is shown, along which a tool (not shown) is insertable into the tool insertion opening 28a, 28b.
  • the unlocking direction ENR is shown.
  • FIG. 2 an area 68 of the front end 56 of the housing member 14.
  • the area 68 preferably has a length of about 42 mm, starting from the front end 56.
  • the region 68 is preferably about 42 mm from the rear end 56 of the connector.
  • an end portion 70 (about 35 mm long) of the cable 46 is shown.
  • the end portion 70 is at least partially surrounded by the flexible end member 16.
  • a portion 72 (about 18.6 mm long) of the cable end portion is disposed within the housing member 14. At least in the cable end region 70, the cable sheath, if still present, is crosslinked by beta radiation.
  • FIG. 3 shows a sectional view similar to FIG. 2 wherein the connector system 1 is locked, wherein identical reference numerals denote identical elements as in the preceding figures.
  • FIG. 3 shows the locking elements 24a, 24b and 32a, 32b in a locked state.
  • FIG. 3 How the O-ring 42 closes a gap 74, so that no moisture from the front ends 56, 60 of the connector 10, 12 enters the interior 76 of the locked connector system 1, that is no moisture to the electrical contact elements 18, 40 passes.
  • the rear ends 58, 62 are sealed moisture-tight by means of the closure elements 16, 45.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindersystem sowie eine Verwendung von Verbindern zum Bereitstellen des Verbindersystems als auch die Verwendung des Verbindersystems zum Anschluß eines Solarmoduls an einen Leistungsabnehmer und ein Verfahren.
  • Herkömmlicherweise werden zum Beispiel Solarmodule an Häuserdächern oder speziell dafür bereitgestellten oberflächennahen Haltegestellen angeordnet. Die durch die Solarmodule erzeugte Leistung wird mittels elektrischer Kabel von den Solarmodulen zu einem oder mehreren elektrischen Leistungsabnehmern geleitet. Hierbei muß sichergestellt werden, daß die Verbindung zwischen einem Stromausgang eines Solarmoduls und einem Stromeingang des elektrischen Leistungsabnehmers bei allen Witterungsverhältnissen zuverlässig und sicher ist.
  • Die Druckschrift US 7 275 949 B1 offenbart ein Verbindersystem gemäß dem Oberbegriff umfassend ein männliches Verbinderelement mit weiblichen Kontaktelementen, welches in ein weibliches Verbinderelement mit männlichen Kontaktelementen einführbar ist. Die Verbinderelemente sind aus starrem thermoplastischen Material ausgebildet. Das Verbindersystem weist eine Vielzahl von Ringen an dem weiblichen Verbinderelement auf und eine entsprechende Vielzahl von Rillen an dem männlichen Verbinderelement. Diese Ringe und Rillen bilden eine feuchtigkeitsdichte Barriere aus. Das Verbindersystem kann wiederholt durch Stecken bzw. Auseinanderziehen verbunden bzw. getrennt werden, wobei jeweils beim Verbinden die feuchtigkeitsdichte Verriegelung wiederhergestellt wird.
  • Die Druckschrift WO 2004/034516 A2 offenbart einen elektrischen Steckverbinder in Form eines Kabelsteckverbinders bzw. eines Geräteanschlußsteckers, welcher einen Verbindungsmechanismus aufweist, der beim Zusammenführen der zu verbindenden Teile selbsttätig schließt. Darüber hinaus weist der Steckverbinder eine Radialdichtung zur Abdichtung der miteinander verbundenen Teile auf.
  • Die Druckschrift US 2004/0161970 A1 offenbart eine Verbinderanordnung für Koaxialkabel, um ein Koaxialkabel, welches eine Doppelspiralstruktur an seinem äußeren Leiter aufweist, mit einem Verbinder elektrisch zu kontaktieren. Dazu weist der Verbinder an der Wandung einer Aufnahmeöffnung eine komplementäre doppelspiralige Wandung auf, so daß das Koaxialkabel mit seinem äußeren Leiter in den Verbinder hineingeschraubt werden kann, um das Koaxialkabel und den Verbinder miteinander zu kontaktieren.
  • Die Druckschrift EP 1 424 361 A1 offenbart ein Herstellungsverfahren von hydrolysestablien Formkörpern aus Polykondensaten, welche Vernetzungsadditive aufweisen, die mit Hilfe von ionisierender Strahlung wie beispielsweise Röntgen, Elektronen, Gamma- oder Beta-Strahlung vernetzt werden können.
  • Die Druckschrift DE 20 2004 015 365 U1 offenbart einen Koaxialsteckverbinder für ein Koaxialkabel mit einem Gehäuse aus elektrisch isolierendem Werkstoff, wobei am Gehäuse ein Rastmechanismus angeordnet ist, welcher ein Außenleiterteil des Koaxialkabels dadurch fixiert, daß eine Dichthülse vorgesehen ist, welche das Außenleiterteil in Umfangsrichtung von vollständig und in axialer Richtung wenigstens in einem Bereich umgibt.
  • Die Druckschrift EP 0 849 839 A1 betrifft einen Verbinder mit einem männlichen und einem weiblichen Verbindergehäuse. Das männliche Verbindergehäuse weist einen elastischen Fortsatz auf. Befindet sich der elastische Fortsatz im Eingriff in eine Sperrnase des weiblichen Verbindergehäuses, wird eine Sperrverbindung bereitgestellt. Die Sperrverbindung lässt sich nicht mit bloßer Hand öffnen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässige und sichere elektrische Verbindung beispielsweise eines Solarmoduls mit einem Leistungsabnehmer zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verbindersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Verwendungen gemäß der Ansprüche 9 und 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
    • Verbindersystem gemäß einem Aspekt
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verbindersystem mit einem Verbinder und einem komplementären Verbinder, wobei
    • der Verbinder
      • -- ein Gehäuseelement mit zumindest einer Verriegelungseinrichtung und zumindest einem elektrischen Kontaktelement umfaßt, wobei das zumindest eine elektrische Kontaktelement im Bereich eines vorderen Endes des Gehäuseelements angeordnet ist,
      • -- ein elektrisches Kabel umfaßt, wobei ein Kabelendbereich des elektrischen Kabels im Bereich eines hinteren Endes des Gehäuseelements angeordnet ist und zumindest ein Leiter des elektrischen Kabels mit dem elektrischen Kontaktelement verbunden ist und sich das Kabel zu dem anderen Kabelendbereich hin durch das hintere Ende des Gehäuseelements aus dem Gehäuseelement heraus erstreckt, und
      • -- ein an dem Gehäuseelement angeordnetes Abschlußelement umfaßt, das sowohl zumindest das hintere Ende des Gehäuseelements als auch einen außerhalb des Gehäuseelements angeordneten Bereich des elektrischen Kabels umfängt und derart innig mit dem Gehäuseelement und dem elektrischen Kabel verbunden ist, daß an dem hinteren Ende das Innere des Gehäuseelements im wesentlichen vollständig feuchtigkeitsdicht von der Umgebung abgeschlossen ist
    • der komplementäre Verbinder
      • -- ein komplementäres Gehäuseelement mit zumindest einer komplementären Verriegelungseinrichtung und zumindest einem komplementären elektrischen Kontaktelement umfaßt, wobei das zumindest eine komplementäre elektrische Kontaktelement im Bereich eines vorderen Endes des komplementären Gehäuseelements angeordnet ist,
      • - ein elektrisches Kabel umfaßt, wobei ein Kabelendbereich des elektrischen Kabels im Bereich eines hinteren Endes des komplementären Gehäuseelements angeordnet ist und zumindest ein Leiter des elektrischen Kabels mit dem komplementären elektrischen Kontaktelement verbunden ist und sich das Kabel zu dem anderen Kabelendbereich hin durch das hintere Ende des komplementären Gehäuseelements aus dem komplementären Gehäuseelement heraus erstreckt, und
      • -- ein an dem komplementären Gehäuseelement angeordnetes Abschlußelement umfaßt, das sowohl zumindest das hintere Ende des komplementäre Gehäuseelements als auch einen außerhalb des komplementären Gehäuseelements angeordneten Bereich des elektrischen Kabels umfängt und derart innig mit dem komplementären Gehäuseelement und dem elektrischen Kabel verbunden ist, daß an dem hinteren Ende das Innere des komplementären Gehäuseelement im wesentlichen vollständig feuchtigkeitsdicht von der Umgebung abgeschlossen ist
      wobei
    • das Gehäuseelement an einem vorderen. Ende eine Aufnahmeeinrichtung aufweist, die ausgelegt ist eine an dem vorderen Ende des komplementären Verbinders angeordnete Einführeinrichtung des komplementären Verbinders zumindest bereichsweise entlang einer Einführrichtung aufzunehmen, und wobei
    • die Verriegelungseinrichtung und die komplementäre Verriegelungseinrichtung ausgelegt sind,
      • -- daß die zumindest eine komplementäre Verriegelungseinrichtung entlang der Einführrichtung in die Verriegelungseinrichtung zumindest bereichsweise einführbar ist und derart mit der Verriegelungseinrichtung verriegelbar ist, daß die Verriegelungseinrichtung und die komplementäre Verriegelungseinrichtung durch Betätigen der Verriegelungseinrichtung und/oder der komplementären Verriegelungseinrichtung im wesentlichen ausschließlich mittels eines Werkzeugs entriegelbar sind und
      • -- die Einführeinrichtung des komplementären Verbinders und die Aufnahmeeinrichtung des Verbinders derart miteinander zu verbinden, daß an dem vorderen Ende des Verbinders das elektrische Kontaktelement und an dem vorderen Ende des komplementären Verbinders das komplementäre elektrische Kontaktelement im wesentlichen feuchtigkeitsdicht von der Umgebung abgeschlossen ist.
  • Das elektrische Kontaktelement und/oder das komplementäre elektrische Kontaktelement kann sich auch zu dem Bereich eines hinteren Endes des Gehäuseelements erstrecken.
  • Vorteilhafterweise wird dadurch, daß der Verbinder und der komplementäre Verbinder miteinander verriegelbar sind, in Zusammenwirken mit der innigen Verbindung des Abschlußelements mit dem Verbinder und dem Kabel (bzw. des entsprechenden Abschlußelements mit dem komplementären Verbinder) gewährleistet, daß das Verbindersystem zuverlässig und sicher verbindbar ist und insbesondere keine Leck- bzw. Kriechströme durch Eindringen von Feuchtigkeit aus dem Inneren des verriegelten Verbindersystems nach Außen, d.h. an die Umgebung dringen können. Insbesondere die Kombination der einfachen und zuverlässigen Verriegelung, die im wesentlichen ausschließlich mittels eines Werkzeugs entriegelbar ist und die innige Verbindung des jeweiligen Abschlußelements mit dem Gehäuseelement des Verbinders und dem Kabel des Verbinders bzw. des komplementären Verbinders ermöglicht eine Wasserdichtigkeit nach Industriestandard IP 67, insbesondere IP 68, bei gleichzeitig sehr geringer Bauhöhe und ebenfalls gegebener Flammbeständigkeit nach der Norm UL 94 mit der Klassifizierung V-0. Der Begriff "feuchtigkeitsdicht", wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, beschreibt somit insbesondere, daß das verriegelte Verbindersystem insbesondere eine Feuchtigkeitsprüfung gemäß IP 67, besonders bevorzugt IP 68 besteht.
  • Weiterhin wird durch die innige Verbindung des Gehäuseelements mit dem Abschlußelement und des Kabels mit dem Abschlußelement eine Abdichtung des hinteren Endes gegenüber Feuchtigkeit, insbesondere gegen Eindringen von Wasser bzw. Wasserdampf und/oder anderen Flüssigkeiten erreicht, wobei eine sehr einfache Bauweise verwirklicht wird und insbesondere auf eine Vielzahl von Dichtmitteln verzichtet werden kann.
  • Insbesondere in diesem Zusammenhang beschreibt der Begriff "feuchtigkeitsdicht" im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Dichtheit bzw. eine Barriere gegenüber einem Fluid, insbesondere Wasser und/oder Wasserdampf. Feuchtigkeitsdichtheit wird erreicht, wenn die Migration, d.h. das Fließen bzw. Verlagern der Feuchtigkeit aufgrund einer Partialdruckdifferenz bzw. der Druckdifferenz (insbesondere bei einer Druckdifferenz von etwa 10kPa) bzw. der Diffusion verhindert bzw. hinreichend verlangsamt wird. Hinreichend langsam bedeutet insbesondere, daß die Fließgeschwindigkeit des Fluids in einem Körper innerhalb von Poren oder entlang von kanalförmigen oder flächigen präferentiellen Fließwegen vorzugsweise einen Wert von etwa 1m pro Stunde, von etwa 1cm pro Stunde, von etwa 1mm pro Tag, weiter bevorzugt etwa 1 mm pro Jahr, besonders bevorzugt 0,1 mm pro Jahr, insbesondere 0,01 mm pro Jahr nicht überschreitet.
  • Weiterhin ermöglicht diese einfache Bauweise eine sehr kompakte Bauweise des Verbinders und des komplementären Verbinders, und somit auch des Verbindersystems, so daß das Verbindersystem beispielsweise zwischen ein Solarmodul und eine Halterung des Solarmoduls eingesetzt werden kann. Auch dadurch kann das Verbindersystem weiter geschützt werden und insbesondere zuverlässig arbeiten.
  • In anderen Worten wird durch die Verriegelung ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere des Verbindersystems, insbesondere zu den elektrischen Kontaktelementen, von den vorderen Enden des Verbinders/komplementären Verbinders zuverlässig verhindert. Durch die Abschlußelemente wird ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere des Verbinders, insbesondere zu den elektrischen Kontaktelementen, von den hinteren Enden des Verbinders/komplementären Verbinders zuverlässig verhindert. In Kombination wird somit erreicht, daß das Verbindersystem eine hohe Feuchtigkeitsdichte, insbesondere gemäß IP 67, besonders bevorzugt IP 68 aufweist, und dies bei einer sehr kompakten Baugröße.
  • Das Gehäuseelement kann ein im wesentlichen steifes Gehäuseelement sein, d.h., daß das Gehäuseelement ein Material, insbesondere ein thermoplastisches Material bzw. ein Polymer umfaßt bzw. aus einem thermoplastischen Material bzw. einem Polymer besteht, daß eine derartige Verwindungs- und/oder Zugsteifigkeit aufweist, daß der Verbinder und der komplementäre Verbinder üblichen Kräften beim miteinander Verbinden und miteinander Verriegeln stand hält und insbesondere eine sichere und zuverlässige Verriegelung ermöglicht, wobei das Material jedoch auch flexibel genug ist, daß zum Ver- und/oder Entriegeln die Verriegelungseinrichtung und die komplementäre Verriegelungseinrichtung verlagerbar, insbesondere biegbar und/oder stauchbar sind und dies auch bei einer Vielzahl von Ver- und/oder Entriegelungsvorgängen. Weiterhin ist das Material steif bzw. fest genug, daß die Entriegelung nicht ausschließlich manuell, d.h. ohne ein Werkzeug möglich ist. In anderen Worten ist es bei betriebsmäßigem Gebrauch im wesentlichen nicht möglich, den Verbinder von dem komplementären Verbinder ohne Werkzeug zu entriegeln. Der Verbinder und der komplementäre Verbinder können jedoch in einfacher Weise ausschließlich manuell, d.h. ohne Werkzeug verriegelt werden. Wird der Verbinder ausschließlich manuell, d.h. ohne Werkzeug entriegelt, so sind die Verriegelungseinrichtung und die komplementäre Verriegelungseinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet bzw. derart miteinander verriegelt, daß die Verriegelungseinrichtung und/oder die komplementäre Verriegelungseinrichtung beschädigt, insbesondere zerstört werden, so daß ein unsachgemäßer Gebrauch in einfacher Weise detektierbar ist. Ebenso kann das Abschlußelement ein thermoplastisches Material bzw. ein Polymer umfassen bzw. aus einem thermoplastischen Material bzw. einem Polymer bestehen. Insbesondere können das Gehäuseelement und das Abschlußelement identische Materialien umfassen bzw. aus identischem Material bestehen.
  • Vorzugsweise ist das vorgenannte Polymer ein thermoplastisches Polymer, daß sich beim Abkühlen und/oder Aushärten zusammenzieht, d.h. schrumpft.
  • Der Verbinder weist ein vorderes Ende und ein hinteres Ende auf. Das vordere Ende des Verbinders ist vorzugsweise das Ende des Verbinders, mit dem die Verbindung mit dem komplementären Verbinder hergestellt wird. Vorzugsweise kontaktiert der Verbinder an dem vorderen Ende den komplementären Verbinder beim Verbinden.
  • Dem vorderen Ende gegenüber ist das hintere Ende angeordnet. An dem hinteren Ende wird das elektrische Kabel aus dem Verbinder heraus geführt. Somit ist ein Kabelendbereich an bzw. in dem Verbinder angeordnet. Der weitere Kabelendbereich kann mit einem anderen Bauteil verbunden sein bzw. daran bzw. darin angeordnet sein, zum Beispiel einer Solaranschlußdose, einem Leistungsabnehmer, usw.
  • Der Begriff "verriegelt" bzw. "verriegelbar" beschreibt, daß es vorteilhafterweise nicht möglich ist, daß sich der Verbinder von dem damit verriegelten komplementären Verbinder durch Krafteinwirkung löst, vorausgesetzt die wirkende Kraft ist so gering, daß keine Beschädigung oder Zerstörung des Verbinders bzw. des komplementären Verbinders stattfindet. Zweckmäßigerweise erfolgt das Verriegeln aufgrund einer deutlichen Verlagerungsbewegung und wird vorteilhafterweise durch ein entsprechendes Verriegelungsgeräusch begleitet, so daß bei der Montage zweifelsfrei eine einwandfreie Verbindung festgestellt werden kann. Somit kann die Montage des Verbinders mit dem komplementären Verbinder schnell und präzise durchgeführt werden. Montagefehler und/oder schlechte Kontaktierung können vermieden werden. Der Begriff "verriegelt" und der Begriff "fixiert" können synonym verwendet werden. Ebenso können der Begriff "verriegelbar" und der Begriff "fixierbar" synonym verwendet werden.
  • Der Begriff "im wesentlichen" kann eine geringfügige Abweichung von einem Sollwert beschreiben, insbesondere eine Abweichung im Rahmen der Herstellungsgenauigkeit und/oder im Rahmen der notwendigen Genauigkeit, so daß ein Effekt beibehalten wird, wie er bei dem Sollwert vorhanden ist. Der Begriff "im wesentlichen" kann daher eine Abweichung von weniger als etwa 30%, weniger als etwa 20%, weniger als etwa 10%, weniger als etwa 5%, weniger als etwa 2%, bevorzugt weniger als etwa 1 % von einem Sollwert bzw. Sollposition, usw. beinhalten. Der Begriff "im wesentlichen" umfaßt den Begriff "identisch", d.h. ohne Abweichung von einem Sollwert, einer Sollposition usw. sein.
    • Bevorzugte Ausführungsformen des Verbindersystems
  • Vorzugsweise
    • sind die Verriegelungseinrichtung und die komplementäre Verriegelungseinrichtung derart angeordnet und ausgelegt, daß die Verriegelungseinrichtung und die komplementäre Verriegelungseinrichtung zum Entriegeln entlang einer Entriegelungsrichtung relativ zueinander verlagerbar sind, wobei die Entriegelungsrichtung im wesentlichen senkrecht zu der Einführrichtung ist und
    • umfängt bei miteinander verriegeltem Verbinder und komplementärem Verbinder die Verriegelungseinrichtung die komplementäre Verriegelungseinrichtung derart, daß eine Entriegelungsöffnung gebildet ist, durch die ein Werkzeug zum Entriegeln entlang einer Werkzeugeinführrichtung in die Verriegelungseinrichtung und/oder die komplementäre Verriegelungseinrichtung einführbar ist und mittels des Werkzeugs die Verriegelungseinrichtung und die komplementäre Verriegelungseinrichtung entlang der Entriegelungsrichtung relativ zueinander verlagerbar sind.
  • Vorzugsweise ist die Werkzeugeinführrichtung im wesentlichen senkrecht zu der Einführrichtung und im wesentlichen senkrecht zu der Entriegelungsrichtung.
  • Vorzugsweise umfängt bei miteinander verriegeltem Verbinder und komplementärem Verbinder die Verriegelungseinrichtung die komplementäre Verriegelungseinrichtung derart, daß die Verriegelungseinrichtung entlang der Entriegelungsrichtung geschlossen ist.
  • Es ist auch möglich, daß bei miteinander verriegeltem Verbinder und komplementärem Verbinder die komplementäre Verriegelungseinrichtung die Verriegelungseinrichtung derart umfängt, daß die komplementäre Verriegelungseinrichtung entlang der Entriegelungsrichtung geschlossen ist.
  • Vorzugsweise ist die Werkzeugeinführrichtung im wesentlichen senkrecht zu der Einführrichtung und im wesentlichen parallel zu der Entriegelungsrichtung.
  • Vorzugsweise ist das an dem Gehäuseelement angeordnete Abschlußelement flexibler als das Gehäuseelement. Weiter vorzugsweise ist das an dem komplementären Gehäuseelement angeordnete Abschlußelement flexibler als das komplementäre Gehäuseelement.
  • Vorteilhafterweise sind aufgrund der Flexibilität des jeweiligen Abschlußelements der Verbinder und der komplementäre Verbinder sehr unanfällig gegen äußere Krafteinwirkungen. So kann beispielsweise das aus dem hinteren Ende des Verbinders/komplementären Verbinders heraustretende Kabel beispielsweise bewegt, insbesondere gebogen werden, wobei sich das flexible Abschlußelement an die Bewegung anpassen kann und insbesondere nicht durch die Bewegung zersplittert oder bricht. Besonders vorteilhafterweise wird dadurch ein Eindringen von Feuchtigkeit durch das hintere Ende des Verbinders/komplementären Verbinders auch bei einer Bewegung des Kabels im wesentlichen verhindert.
  • In anderen Worten kann das Abschlußelement "flexibel" sein, d.h. insbesondere einen anderen Elastizitätsmodul aufweisen, als das Gehäuseelement, das "starr" sein kann. Insbesondere ist der Elastizitätsmodul des Gehäuseelements höher als der Elastizitätsmodul des Abschlußelements. Beispielsweise beträgt der Elastizitätsmodul des Abschlußelements etwa 3 MPa und der Elastizitätsmodul des Gehäuseelements etwa 1000 MPa. Vorteilhafterweise wird dadurch erreicht, daß sich zum einen das Abschlußelement möglichst exakt an die Form des Gehäuseelements anpaßt. Beispielsweise kann hierzu das Abschlußelement weicher sein als das Gehäuseelement und/oder rückstellfähiger. Zum anderen kann vorteilhafterweise somit auch ein feuchtigkeitsdichte, insbesondere wasserdichte Ummantelung des hinteren Endes des Gehäuseelements und des Kabels ermöglicht werden. Das Abschlußelement kann das Gehäuseelement und/oder das Kabel kontaktieren, insbesondere umfangen bzw. umgeben bzw. ummanteln. Der Begriff "flexibel" kann plastische und/oder elastische Verformbarkeit und/oder Rückstellfähigkeit umfassen.
  • Unter den Begriffen "flexibel" und "starr" werden im Sinne dieser Anmeldung folgende mechanische Materialeigenschaften verstanden, die im wesentlichen durch den Elastizitätsmodul E und Schermodul G quantifiziert werden können. Sowohl ein flexibles als auch ein starres Material können im wesentlichen elastisch als auch plastisch verformbar sein. Unter einer elastischen Verformung wird die geometrische Verformung eines rückstellfähigen Körpers durch eine einwirkende Kraft bzw. mechanische Spannung (Kraft pro Fläche) verstanden, die im wesentlichen vollständig reversibel ist, wenn die Kraft bzw. mechanische Spannung nicht mehr auf den Körper wirkt, so daß der Körper wieder seine ursprüngliche Gestalt annimmt. Ein flexibler Körper zeichnet sich im Gegensatz zu einem relativ dazu starren Körper, oder kurz starren Körper, dadurch aus, daß der Elastizitätsmodul Ef und/oder der Schermodul Gf des flexiblen Körpers, z.B. des Abschlußelements, kleiner sind als der Elastizitätsmodul Es und/oder der Schermodul Gs des starren Körpers, z.B. des Gehäuseelements. Mit anderen Worten wird ein flexibler Körper (z.B. das Abschlußelement) bei Einwirkung einer gleich großen Kraft bzw. mechanischen Spannung stärker geometrisch verformt als ein starrer Körper (z.B. das Gehäuseelement).
  • Weiter bevorzugt ist das Verhältnis Es/Ef und/oder Gs/Gf größer als etwa 1,5, besonders bevorzugt größer als etwa 2, oder größer als etwa 5 oder größer als etwa 10, insbesondere größer als etwa 50 oder größer als etwa 100. Bevorzugt ist der Schermodul Gf z.B. des Abschlußelements kleiner als 109N/m2, weiter bevorzugt kleiner als 108N/m2 , besonders bevorzugt kleiner als 107 N/m2 und insbesondere kleiner als 5×106 N/m2. Bevorzugt ist der Schermodul Gs z.B. des Gehäuseelements größer als 5×106 N/m2, weiter bevorzugt größer als 107 N/m2 oder größer als 108 N/m2, besonders bevorzugt größer als 109 N/m2 und insbesondere größer als 5×109 N/m2.
  • Das Gehäuseelement und/oder das komplementäre Gehäuseelement kann beispielsweise bereichsweise aus Polyamid, insbesondere Polyamid 66 (PA66) oder glasfaserverstärktem Polyamid, mit einem Elastizitätsmodul von etwa 1 GPa bis etwa 11 GPa, insbesondere etwa 3 GPa oder etwa 10 GPa bestehen. Die Schmelztemperatur des Materials des Gehäuseelementes und/oder des komplementären Gehäuseelements, insbesondere der Polyamide, kann bei etwa 250°C bis etwa 265°C liegen.
  • Das Abschlußelement besteht vorzugsweise zumindest bereichsweise oder vollständig aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) bzw. einem thermoplastischen Vulkanisat (TPV) mit einem Elastizitätsmodul von etwa 2 MPa bis etwa 10 MPa, insbesondere etwa 3 MPa oder etwa 4 MPa. Weiter bevorzugt besteht das Abschlußelement aus einem Polyolefin. Besonders bevorzugt besteht das Abschlußelement aus einem α-Vinyl-Copolymer, insbesondere einem Ethylen-Propylen-Copolymer. Der Temperaturbereich in dem die thermoplastischen Elastomere plastisch verformbar sind bzw. schmelzen können liegt vorzugsweise unterhalb der Schmelztemperatur des Materials des Gehäuseelements und/oder des komplementären Gehäuseelements (d.h. insbesondere von Polyamiden). Insbesondere liegt der Temperaturbereich bei etwa 170°C bis etwa 250°C. Überraschenderweise resultiert aus der bevorzugten Materialauswahl in vorteilhafter Weise eine Verbindung zwischen dem Gehäuseelement und dem flexiblen Dichtelement und/oder zwischen dem komplementären Gehäuseelement und dem flexiblen Dichtelement, die besonders guten Haftungs- und Dichtungseigenschaften aufweist, so daß das Verbindersystem besonders gut gegen Feuchtigkeit bzw. Wasserdampf geschützt ist. Insbesondere ist durch die bevorzugte Materialauswahl vorteilhafterweise die innige Verbindung zwischen dem Gehäuseelement und dem Dichtelement und/oder zwischen dem komplementären Gehäuseelement und dem Dichtelement erreichbar, daß an dem hinteren Ende das Innere des Gehäuseelements und/oder das Innere des komplementären Gehäuseelements im wesentlichen vollständig feuchtigkeitsdicht von der Umgebung abgeschlossen ist.
  • Vorzugsweise besteht das flexible Abschlußelement aus einem Material, das schrumpfbar ist.
  • Der Begriff "schrumpfbar", wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, beschreibt eine Volumenänderung, insbesondere eine Volumenreduzierung um zwischen etwa 0,1% und etwa 5%, bevorzugt zwischen etwa 0,2% und etwa 2%, besonderes bevorzugt zwischen etwa 0,3% und etwa 0,7%.
  • Der Begriff "innig", wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, kann somit insbesondere beschreiben, daß das Innere des Abschlußelements beim Anbringen an dem Gehäuseelement etwas größer als das Äußere des Gehäuseelements ist. Vorzugsweise ist das Innere des Abschlußelements beim Anbringen an dem Gehäuseelement im wesentlichen gleich groß wie das Äußere des Gehäuseelements. Das Abschlußelement verändert jedoch sein Innengröße bzw. seine Innenausdehnung bzw. seine Volumenausdehnung. Insbesondere schrumpft das Abschlußelement zumindest im Inneren bzw. zieht sich das Material zusammen, wobei die Außenabmessung des Gehäuseelements einer Verkleinerung des Inneren des Abschlußelements entgegen wirkt. Somit entsteht eine Spannung zwischen dem Abschlußelement und dem Gehäuseelement. Diese Spannung kann die innige Verbindung erzeugen bzw. definieren. Die Spannung bzw. innige Verbindung kann die feuchtigkeitsdichte Verbindung des Abschlußelements mit dem Gehäuseelement erzeugen. Die Spannung bzw. innige Verbindung kann ermöglichen, daß das Abschlußelement fest an dem Gehäuseelement angeordnet ist. Ebenso kann eine innige Verbindung mit dem elektrischen Kabel herstellbar sein.
  • In anderen Worten kann die "innige" Verbindung durch Aufschrumpfen eines umfangenden Körpers auf einen anderen umfangenen Körper erfolgen, so daß der umfangende Körper im Kontaktbereich eine Kraft bzw. mechanische Spannung auf den umfangenen Körper ausübt, so daß durch eine elastische und/oder plastische Verformung der beiden Körper im Kontaktbereich im wesentlichen kein Zwischenraum zwischen den beiden Körpern besteht. Insbesondere können die beiden Körper im Kontaktbereich miteinander verschmolzen sein. Dem steht nicht entgegen, daß ein hinreichend kleiner Zwischenraum zwischen den beiden Körpern bestehen kann, vorzugsweise ist der Abstand zwischen den beiden Körpern im Kontaktbereich kleiner als etwa 10µm, besonders bevorzugt kleiner als etwa 5µm und insbesondere kleiner als 2µm.
  • Das Schrumpfen des Abschlußelements kann beispielsweise durch Erhitzen des Abschlußelements erzeugt werden. Das Schrumpfen kann auch dadurch erzeugt werden, daß das Abschlußelement (zäh)flüssig und/oder unvernetzt an dem Gehäuseelement angeordnet wird und im wesentlichen vollständig erstarrt und/oder vernetzt wird. Auch wenn das Abschlußelement im wesentlichen vollständig erstarrt ist, bleibt es flexibel. Der Begriff "im wesentlichen vollständig erstarrt" im Sinne der Erfindung beschreibt somit, daß das Abschlußelement sein Form, bis auf mögliche Änderungen aufgrund einer externen Krafteinwirkung im wesentlichen beibehält.
  • Vorzugsweise besteht das flexible Abschlußelement aus einem Material, das stärker schrumpfbar ist, als das Material des Gehäuseelements und/oder das stärker schrumpfbar ist, als das Material des Kabelendbereichs des Kabels.
  • Vorzugsweise ist das flexible Abschlußelement im wesentlichen flüssig auf das Gehäuseelement und den außerhalb des Gehäuseelements angeordneten Bereich des elektrischen Kabels aufgetragen und die innige Verbindung ist durch Abkühlen und/oder Aushärten des flexiblen Abschlußelements erzeugt.
  • In anderen Worten schrumpft das Material des Abschlußelements beim Abkühlen, wobei das Material des Abschußelements unter eine Verflüssigungstemperatur abkühlt. Das Material des (flüssigen) Abschlußelements kann auch das Material des Gehäuseelements erwärmen, so daß auch das Material des Gehäuseelements beim Abkühlen schrumpfen kann. Es ist eine Eigenschaft des Materials des Abschlußelements, daß es beim Abkühlen auf eine gemeinsame Temperatur stärker schrumpft als das Material des Gehäuseelements und/oder des Kabels.
  • Somit kann vorteilhafterweise erreicht werden, daß das Abschlußelement innig mit dem Gehäuseelement und dem Kabel verbunden ist. Hierbei ist bzw. sind das Gehäuseelement und/oder das Kabel derart ausgebildet und angeordnet, daß das flüssige Abschlußelement zumindest bereichsweise in das Gehäuseelement eindringen kann bzw. in Öffnungen des Gehäuseelements eindringen kann und nach Erstarren des Abschlußelements somit das Gehäuseelement und das Abschlußelement vorzugsweise untrennbar sind bzw. beim Trennen des Abschfußelements von dem Gehäuseelement das Abschlußelement und/oder das Gehäuseelement zumindest teilweise nicht reversibel zerstört werden. Weiterhin vorzugsweise werden hierbei ein oder mehrere Vorsprünge des Abschlußelements gebildet, die in oder mit ein oder mehreren Rücksprüngen und/oder Öffnungen des Gehäuseelements eingreifen.
  • Vorzugsweise sind das flexible Abschlußelement, das Gehäuseelement und das elektrische Kabel derart ausgebildet sind, daß das im wesentlichen flüssige flexible Abschlußelement zumindest teilweise mit dem Gehäuseelement verschmilzt und daß das im wesentlichen flüssige flexible Abschlußelement mit dem elektrischen Kabel im wesentlichen ausschließlich mechanisch verbunden ist.
  • Das Abschlußelement kann bis zu einer Tiefe von etwa 0,1 mm mit dem Gehäuseelement verschmelzen, insbesondere eine chemische Verbindung eingehen, die insbesondere nicht mehr trennbar ist bzw. wobei bei einer Trennung zumindest bis zu der vorgenannten Tiefe das Gehäuseelement zerstört wird und/oder das Abschlußelement zumindest zerstört wird, insbesondere flächig zerrissen wird.
  • Vorzugsweise umfaßt das elektrische Kabel einen Mantel aus einem Polymermaterial, wobei das Polymermaterial des Mantels des Kabels, insbesondere vollständig, zumindest aber in einem Endbereich des Kabels, bevorzugt durch Beta-Strahlung, vernetzt ist.
  • Vorzugsweise ist zumindest bzw. genau in dem Bereich des Kabels, der von dem flexiblen Abschlußelement umgeben ist, das Polymermaterial des Mantels des Kabels, insbesondere durch Beta-Strahlung, vernetzt. Vorteilhafterweise wird auch eine feuchtigkeitsdichte Verbindung zwischen dem flexiblen Abschlußelement und dem Mantel des Kabels ermöglicht, obwohl der Mantel des Kabels gegenüber einer chemischen Verbindung passiviert ist.
  • Es wurde erkannt, daß überraschenderweise auch bei durch Beta-Strahlung vernetztem Kabel durch das Schrumpfen des flexiblen Abschlußelements eine derart innige Verbindung zwischen dem flexiblen Abschlußelement und dem Kabelendbereich und auch zwischen dem flexiblen Abschlußelement und dem Gehäuseelement herstellbar ist, daß das hintere Ende des Verbinders feuchtigkeitsdicht gemäß IP 67 und besonders vorteilhaft auch gemäß IP 68 ist.
  • Vorzugsweise
    • ist das komplementäre elektrische Kontaktelement zumindest bereichsweise in der Einführeinrichtung des komplementären Verbinders angeordnet,
    • ist das elektrische Kontaktelement des Verbinders zumindest bereichsweise in der Aufnahmeeinrichtung des Verbinders angeordnet, wobei
    • bei miteinander verriegeltem Verbinder und komplementärem Verbinder
      • -- das Kontaktelement das komplementäre Kontaktelement innerhalb der Einführeinrichtung und innerhalb der Aufnahmeeinrichtung kontaktiert, und
      • -- zwischen der Einführeinrichtung und der Aufnahmeeinrichtung ein Dichtelement, insbesondere ein O-Ring derart angeordnet ist, daß das elektrische Kontaktelement und das komplementäre elektrische Kontaktelement im wesentlichen feuchtigkeitsdicht von der Umgebung abschlossen sind.
    Verwendung gemäß einem Aspekt
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung eines Verbinders und eines komplementären Verbinders zum Bereitstellen in einem erfindungsgemäßen Verbindersystem.
    • Verwendung gemäß einem Aspekt
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Verbindersystems zum Verbinden eines Solarmoduls mit einem Leistungsabnehmer.
  • Vorzugsweise wird bei der Verwendung des Verbindersystems zum Verbinden mit einem Solarmodul das Solarmodul an einer Fläche bzw. Oberfläche, beispielsweise einem Dach angeordnet und das Verbindersystem zwischen dem Solarmodul und der Oberfläche angeordnet. Dies ist vorteilhafterweise aufgrund der geringen Bauhöhe des Verbindersystems möglich und somit ist weiterhin vorteilhafterweise das Verbindersystem auch vor widrigen Witterungsverhältnissen, insbesondere Regen und/oder Schnee und/oder äußeren Krafteinflüssen durch starken Wind und/oder einer Fehlbedienung, z.B. durch Kinder geschützt.
    • Verfahren gemäß einem Aspekt
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbinders mit den Schritten:
    • Bereitstellen eines Gehäuseelements
    • Bereitstellen eines elektrischen Kabels
    • Anordnen des Kabels zumindest bereichsweise in dem Gehäuseelement und elektrisches Kontaktieren eines elektrischen Leiters des Kabels mit einem elektrischen Kontaktelement des Verbinders und
    • Anordnen eines Abschlußelements an dem Gehäuseelement und an einem Kabelendbereich des Kabels durch Auftragen des im wesentlichen flüssigen Materials des Abschlußelements an dem Gehäuseelement und dem Kabelendbereich des Kabels und Abkühlen und/oder Aushärten des im wesentlichen flüssigen Materials des Abschlußelements, wobei das Abschlußelement im wesentlichen erstarrt und schrumpft und eine innige Verbindung mit dem Gehäuseelement und dem Kabelendbereich des Kabels erzeugt.
  • Sinngemäß kann in analoger Weise auch der komplementäre Verbinder hergestellt werden und das Verbindersystem durch Verriegeln des Verbinders mit dem komplementären Verbinder.
  • Die vorangehende Beschreibung der Aspekte der Erfindung ist nicht auf die jeweiligen Aspekte beschränkt. Vielmehr gelten die Ausführungen zu den jeweiligen Aspekten sinngemäß für die weiteren Aspekte der Erfindung. Insbesondere gelten die Ausführungen in Hinsicht auf den Verbinder auch für den komplementären Verbinder und umgekehrt sowie für die Verwendung und das Verfahren bzw. bevorzugte Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten hiervon.
    • Figurenbeschreibung
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand begleitender Figuren beispielhaft beschrieben. Einzelne Elemente der beschriebenen Ausführungsformen sind nicht auf die jeweilige Ausführungsform beschränkt. Vielmehr können Elemente der Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden und neue Ausführungsformen dadurch erstellt werden. Es zeigt
    • Figur 1:
    eine Explosionsansicht eines Verbindersystems,
    Figur 2:
    eine Schnittansicht eines entriegelten Verbindersystems, und
    Figur 3:
    eine Schnittansicht eines verriegelten Verbindersystems.
  • Figur 1 zeigt eine Explosionsansicht eines Verbindersystems 1. Das Verbindersystem 1 umfaßt einen Verbinder 10 und einen komplementären Verbinder 12. Der Verbinder 10 und der komplementäre Verbinder 12 sind ebenfalls in einer Explosionsansicht dargestellt. Nicht gezeigt in Figur 1 sind die elektrischen Kabel (gezeigt in Figur 2), die mit dem Verbinder 10 und dem komplementären Verbinder 12 verbunden sind. Die Dicke des Verbindersystems 1 beträgt vorzugsweise etwa 8 bis etwa 15 mm, insbesondere etwa 12 mm. Der Verbinder 10 bzw. der komplementäre Verbinder 12 können beispielsweise bereichsweise aus Polyamid, insbesondere glasfaserverstärktem Polyamid, mit einem Elastizitätsmodul von etwa 1000 MPa bis etwa 11000 MPa, insbesondere etwa 3000 MPa oder etwa 10000 MPa bestehen. Die Schmelztemperatur der Polyamide kann bei etwa 250°C bis etwa 265°C liegen. Bereichsweise können der Verbinder 10 und der komplementäre Verbinder 12 aus thermoplastischen Elastomeren mit einem Elastizitätsmodul von etwa 2 MPa bis etwa 10 MPa, insbesondere etwa 3 MPa oder etwa 4 MPa bestehen. Der Temperaturbereich in dem die thermoplastischen Elastomere plastisch verformbar sind kann bei etwa 170°C bis etwa 250°C liegen.
  • Der Verbinder 10 umfaßt ein Gehäuseelement 14 und ein Abschlußelement 16. Weiterhin ist in Figur 1 ein elektrische Kontaktelement 18 des Verbinders 10 gezeigt, das bei betriebsmäßigem Gebrauch des Verbinders 10 in der Aufnahmeeinrichtung 20 angeordnet ist. Weiterhin ist in Figur 1 eine Verriegelungseinrichtung 22 gezeigt. Die Verriegelungseinrichtung 22 umfaßt zwei Rastelemente 24a, 24b, die an dem Gehäuseelement 14 des Verbinders 10 angeordnet sind. Jedes der Rastelemente 24a, 24b hat eine Einführöffnung 26a, 26b, sowie eine Werkzeugeinführöffnung 28a, 28b als bevorzugter Entriegelungsöffnungen. Weiterhin weist jedes Rastelement 24a, 24b ein Abdeckelement 30a, 30b auf. Das jeweilige Abdeckelement 30a, 30b verhindert in einem verriegelten Zustand ein manuelles Betätigen von komplementären Rastelementen 32a, 32b einer komplementären Verriegelungseinrichtung 34 die an einem komplementären Gehäuseelement 35 des komplementären Verbinders 12 angeordnet sind.
  • Die Werkzeugeinführöffnungen 28a, 28b sind vorzugsweise derart dimensioniert, daß eine werkzeugfreie Bedienung verhindert ist. Insbesondere sind die Werkzeugeinführöffnungen 28a, 28b vorzugsweise derart dimensioniert, daß ein Finger nicht einführbar ist.
  • Beispielsweise können beim Verriegeln des Verbinders 10 mit dem komplementären Verbinder 12 die komplementären Rastelemente 32a, 32b jeweils in die Rastelemente 24a, 24b der Verriegelungseinrichtung 22 des Verbinders 10 eingeführt werden. Hierbei werden der Verbinder 10 und der komplementäre Verbinder 12 relativ zueinander entlang bzw. entgegen einer Einführrichtung EFR bewegt. Die komplementären Rastelemente 32a, 32b treten zumindest bereichsweise durch die Einführöffnungen 26a, 26b hindurch, wobei aufgrund der geneigten Flächen 36a, 36b und der Anordnung bzw. Ausdehnung der Einführöffnungen 26a, 26b das Rastelement 32a entlang einer Entriegelungsrichtung ENR bewegt wird und das Rastelement 32b entgegen der Entriegelungsrichtung ENR bewegt wird. In vollständig verriegeltem Zustand kann aufgrund der Ausdehnung der Werkzeugeinführöffnung 28a, 28b und Aufgrund der Rückstellfähigkeit der komplementären Rastelemente 32a, 32b, das komplementäre Rastelement 32a entgegen der Entriegelungsrichtung ENR zumindest teilweise wieder seine ursprüngliche Auslenkung erhalten. Dies gilt in analoger Weise für das komplementäre Rastelement 32b. Dadurch werden die Rastelemente 24a, 24b mit den jeweiligen komplementären Rastelementen 32a, 32b verriegelt und somit auch die Verriegelungseinrichtung 22 mit der komplementären Verriegelungseinrichtung 34.
  • Zeitgleich wird eine Einführeinrichtung 38 entlang der Einführrichtung EFR in die Aufnahmeeinrichtung 20 eingeführt. Die Einführeinrichtung beinhaltet bei betriebsmäßigem Gebrauch ein komplementäres elektrisches Kontaktelement 40 des komplementären Verbinders 12. Beim Einführen der Einführeinrichtung 38 des komplementären Verbinders 12 in die Aufnahmeeinrichtung 20 des Verbinders 10 kontaktieren sich die elektrischen Kontaktelemente 18, 40, wobei ein Zapfen des elektrischen Kontaktelements 18 in eine Öffnung des komplementären elektrischen Kontaktelements 40 eindringt.
  • Weiterhin sind in Figur 1 ein O-Ring 42 als bevorzugtes Dichtelement und eine Nut 44 zur Aufnahme des O-Rings dargestellt. In betriebsmäßigem Gebrauch des Verbindersystems 1, kontaktiert der O-Ring 42 bei verriegeltem Verbinder 10 und komplementärem Verbinder 12 sowohl die Einführeinrichtung 38 (nämlich durch die Anordnung des O-Rings 42 in der Nut 44) als auch die Aufnahmeeinrichtung 20, da der Innendurchmesser der Aufnahmeeinrichtung 20 im wesentlichen dem Außendurchmesser der Einführeinrichtung 38 entspricht oder geringfügig größer ist. Somit wird der O-Ring 42 gequetscht und stellt eine feuchtigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Verbinder 10 und dem komplementären Verbinder 12 her, so daß insbesondere keine Feuchtigkeit durch den Spalt zwischen der Einführeinrichtung 38 und der Aufnahmeeinrichtung 20 von außen zu den elektrischen Kontaktelementen 18, 40 gelangt. Ferner wird der Verbinder 10 mittels des Abschlußelements 16 feuchtigkeitsdicht abgeschlossen und der komplementäre Verbinder 12 mittels des Abschlußelements 45.
  • Zum Entriegeln kann ein Werkzeug (nicht gezeigt) in die Werkzeugeinführöffnungen 28a, 28b entlang einer Werkzeugeinführrichtung WER eingeführt werden. Mittels des Werkzeugs kann das komplementäre Rastelement in der Entriegelungsrichtung ENR ausgelenkt werden und somit die Verriegelung zwischen dem Rastelement 24a und dem komplementären Rastelement 32a aufgehoben werden. In analoger Weise kann auch das komplementäre Rastelement 32b entgegen der Entriegelungsrichtung ENR ausgelenkt werden und somit die Verriegelung zwischen dem Rastelement 24b und dem komplementären Rastelement 32b aufgehoben werden. Wird nun der komplementäre Verbinder 12 entgegen der Einführrichtung EFR bewegt, können der Verbinder 10 und der komplementäre Verbinder 12 voneinander getrennt werden.
  • Ein Werkzeug kann beispielsweise ein Schraubendreher, eine Zange, ein Nagel, ein auf die Verriegelungseinrichtungen 22, 34 abgestimmtes Werkzeug, usw. sein.
  • Die Abdeckelemente 30a, 30b dienen dazu, die Verriegelungseinrichtungen 22, 34 vor einer Fehlbedienung zu schützen. Insbesondere ist es nicht möglich, die Verriegelungseinrichtungen 22, 34 manuell, d.h. ohne ein Werkzeug, sondern z.B. lediglich mit den Fingern zu entriegeln. Zum einen sind die Werkzeugeinführöffnungen derart angeordnet und dimensioniert, daß ausschließlich ein Werkzeug einführbar ist und ein Gliedmaß, insbesondere ein Finger nicht einführbar ist. Weiterhin können die Verriegelungselemente 24a, 24b nicht in einfacher Weise gestaucht werden, um eine Verriegelung zu lösen. bzw. wird auch durch die Abdeckelemente 30a, 30b verhindert, daß die komplementären Rastelemente 32a, 32b manuell ausgelenkt werden.
  • Die "Einführrichtung" EFR im Sinne der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise eine Richtung, in der die Einführeinrichtung 38 die Aufnahmeeinrichtung 20 eingeführt wird bzw. einführbar ist. Beispielsweise kann die Einführrichtung parallel zu einer Längsachse des Verbinders 10 und/oder des komplementären Verbinders 12 bei verriegeltem Verbindersystem 1 sein.
  • Die Einführrichtung EFR, die Werkzeugeinführrichtung WER und die Entriegelungsrichtung ENR bilden vorzugsweise ein orthogonales Koordinatensystem.
  • Figur 2 zeigt eine Schnittansicht eines Verbindersystems 1 in einem entriegelten Zustand. Insbesondere ist an dem Verbinder 10 ein Kabel 46 angeordnet. Ebenso ist an dem komplementären Verbinder 12 ein Kabel 48 angeordnet. Ein Leiter 50 des Kabels 46 ist mit dem elektrischen Kontaktelement 18 elektrisch leitend verbunden und das Kontaktelement 18 ist ferner mechanisch an dem Kabel 46 fixiert. Ebenso ist ein elektrischer Leiter 52 des Kabels 48 ist mit dem elektrischen Kontaktelement 40 elektrisch leitend verbunden und das Kontaktelement 40 ist ferner mechanisch an dem Kabel 48 fixiert.
  • Die elektrischen Kontaktelemente 18, 40 sind vorzugsweise sogenannte gestanzte Kontakte, d.h. die elektrischen Kontaktelemente 18, 40 können aus einem flachen Blech aus leitfähigem Material ausgestanzt werden und anschließend in die gewünschte Form gebogen werden. Somit sind die Kontaktelemente 18, 40 einfach und zuverlässig, insbesondere kostengünstig zu fertigen.
  • Weiterhin ist in Figur 2 eine im wesentlichen zylinderförmige Kontakthülse 54 gezeigt, die ebenfalls aus einem gestanzten Blech hergestellt ist. Die Kontakthülse 54 weist ferner Längsschlitze auf, wobei der Durchmesser zu Mitte der Kontakthülse hin verjüngt ist. Somit erhält die Kontakthülse 54 federnde Eigenschaften wodurch ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen der Kontakthülse 54 des komplementären Kontaktelements 40 und dem Kontaktelement 18, das in das komplementären Kontaktelements 40 und insbesondere in die Kontakthülse 54 geschoben wird, gewährleistet ist.
  • Figur 2 zeigt weiterhin ein vorderes Ende 56 des Gehäuseelements 14 und ein hinteres Ende 58 des Gehäuseelements 14. Ebenso ist ein Ende 60 des komplementären Gehäuseelements 35 und ein hinteres Ende 62 des komplementären Gehäuseelements 35 dargestellt. Das Kabel 46 tritt aus dem hinteren Ende 58 aus dem Gehäuseelement 14 heraus. Das Abschlußelement 16 umgibt sowohl einen Bereich des Kabels 46 als auch einen Bereich des Gehäuseelements 14, insbesondere das hintere Ende 58 des Gehäuseelements 14. Durch das Aufschrumpfen des Abschlußelements 16 sowohl auf dem Kabel 46 als auch auf dem Gehäuseelement 14 wird zum einen ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere des Verbinders 10, insbesondere zu dem elektrischen Kontaktelement 18 durch das hintere Ende des Gehäuseelements 14 verhindert. Zum anderen wird gleichzeitig die mechanische Verbindung von Kabel 46 und Gehäuseelement 14 verstärkt, wobei das flexible Abschlußelement 16 Bewegungen des Kabels 46 ausgleichen kann, ohne daß es beschädigt wird und ohne daß das Feuchtigkeit eindringen kann.
  • Weiterhin ist in Figur 2 die Verriegelungseinrichtung 22 mit den Rastelementen 24a, 24b dargestellt. Insbesondere sind in Figur 1 Kanten 64a, 64b gezeigt, mit denen die komplementären Rastelemente 32a, 32b, insbesondere deren Kanten 66a, 66b in Eingriff treten können und in einem verriegelten Zustand einen Formschluß bilden. Die Rastelemente 32a, 32b können durch die Einführöffnungen 26a, 26b in die Verriegelungseinrichtung 22 eingeführt werden.
  • Weiterhin ist die Werkzeugeinführrichtung WER gezeigt, entlang der ein Werkzeug (nicht gezeigt) in die Werkzeugeinführöffnung 28a, 28b einführbar ist. Ebenso zeigt Figur 2 die Entriegelungsrichtung ENR.
  • Ferner zeigt Figur 2 einen Bereich 68 des vorderen Endes 56 des Gehäuseelements 14. Der Bereich 68 hat ausgehend von dem vorderen Ende 56 vorzugsweise eine Länge von etwa 42 mm. Der Bereich 68 ist vorzugsweise etwa 42 mm von dem hinteren Ende 56 des Verbinders entfernt. Ebenso ist in Figur 2 ein Endbereich 70 (etwa 35 mm lang) des Kabels 46 dargestellt. Der Endbereich 70 ist zumindest teilweise von dem flexiblen Abschlußelement 16 umfangen bzw. kontaktiert. Ein Teilbereich 72 (etwa 18,6 mm lang) des Kabelendbereichs ist innerhalb des Gehäuseelements 14 angeordnet. Zumindest im Kabelendbereich 70 ist der Kabelmantel, soweit noch vorhanden, durch Beta-Strahlung vernetzt.
  • Die obigen Ausführungen gelten sinngemäß auch für den dargestellten komplementären Verbinder 12.
  • Figur 3 zeigt eine Schnittansicht ähnlich zu Figur 2, wobei das Verbindersystem 1 verriegelt ist, wobei identische Bezugszeichen identische Elemente wie in den vorangehenden Figuren bezeichnen.
  • Insbesondere zeigt Figur 3 die Rastelemente 24a, 24b und 32a, 32b in einem verriegelten Zustand. Ebenso zeigt Figur 3, wie der O-Ring 42 einen Spalt 74 verschließt, so daß keine Feuchtigkeit von den vorderen Enden 56, 60 der Verbinder 10, 12 in das Innere 76 des verriegelten Verbindersystems 1 gelangt, d.h. keine Feuchtigkeit zu den elektrischen Kontaktelementen 18, 40 gelangt. Die hinteren Enden 58, 62 sind mittels der Abschlußelemente 16, 45 feuchtigkeitsdicht verschlossen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbindersystem
    10
    Verbinder
    12
    komplementärer Verbinder
    14
    Gehäuseelement
    16
    Abschlußelement
    18
    elektrisches Kontaktelement
    20
    Aufnahmeeinrichtung
    22
    Verriegelungseinrichtung
    24a
    Rastelement
    24b
    Rastelement
    26a
    Einführöffnung
    26b
    Einführöffnung
    28a
    Werkzeugeinführöffnung
    28b
    Werkzeugeinführöffnung
    30a
    Abdeckelement
    30b
    Abdeckelement
    32a
    komplementäres Rastelement
    32b
    komplementäres Rastelement
    34
    komplementäre Verriegelungseinrichtung
    35
    komplementäres Gehäuseelement
    36a
    geneigte Fläche
    36b
    geneigte Fläche
    38
    Einführeinrichtung
    40
    komplementäres elektrisches Kontaktelement
    42
    O-Ring
    44
    Nut
    45
    Abschlußelement
    46
    Kabel
    48
    Kabel
    50
    Leiter
    52
    Leiter
    54
    Kontakthülse
    56
    vorderes Ende des Gehäuseelements
    58
    hinteres Ende des Gehäuseelements
    60
    vorderes Ende des komplementären Gehäuseelements
    62
    hinteres Ende des komplementären Gehäuseelements
    64a
    Kante
    64b
    Kante
    66a
    Kante
    66b
    Kante
    68
    Bereich
    70
    Bereich
    72
    Teilbereich
    74
    Spalt
    76
    Inneres des Verbindersystems
    EFR
    Einführrichtung
    ENR
    Entriegelungsrichtung
    WER
    Werkzeugeinführrichtung

Claims (9)

  1. Verbindersystem (1) mit einem Verbinder (10) und einem komplementären Verbinder (12), wobei
    - der Verbinder (10)
    -- ein Gehäuseelement (14) mit einer Verriegelungseinrichtung (22) und zumindest einem elektrischen Kontaktelement (18) umfaßt, wobei das zumindest eine elektrische Kontaktelement (18) im Bereich eines vorderen Endes (56) des Gehäuseelements (14) angeordnet ist,
    -- ein elektrisches Kabel (46) umfaßt, wobei ein Kabelendbereich des elektrischen Kabels (46) im Bereich eines hinteren Endes (58) des Gehäuseelements (14) angeordnet ist und zumindest ein Leiter (50) des elektrischen Kabels (46) mit dem elektrischen Kontaktelement (18) verbunden ist und sich das Kabel (46) zu dem anderen Kabelendbereich hin durch das hintere Ende (58) des Gehäuseelements (14) aus dem Gehäuseelement (14) heraus erstreckt, und
    -- ein an dem Gehäuseelement (14) angeordnetes Abschlußelement (16) umfaßt, das sowohl zumindest das hintere Ende (58) des Gehäuseelements (14) als auch einen außerhalb des Gehäuseelements (14) angeordneten Bereich des elektrischen Kabels (46) umfängt und derart innig mit dem Gehäuseelement (14) und dem elektrischen Kabel (46) verbunden ist, daß an dem hinteren Ende (58) das Innere des Gehäuseelements (14) im wesentlichen vollständig feuchtigkeitsdicht von der Umgebung abgeschlossen ist; wobei
    - der komplementäre Verbinder (12)
    -- ein komplementäres Gehäuseelement (35) mit einer komplementären Verriegelungseinrichtung (34) und zumindest einem komplementären elektrischen Kontaktelement (40) umfaßt, wobei das zumindest eine komplementäre elektrische Kontaktelement (40) im Bereich eines vorderen Endes (60) des komplementären Gehäuseelements (35) angeordnet ist,
    -- ein elektrisches Kabel (48) umfaßt, wobei ein Kabelendbereich des elektrischen Kabels (48) im Bereich eines hinteren Endes (62) des komplementären Gehäuseelements (35) angeordnet ist und zumindest ein Leiter (52) des elektrischen Kabels (48) mit dem komplementären elektrischen Kontaktelement (40) verbunden ist und sich das Kabel (48) zu dem anderen Kabelendbereich hin durch das hintere Ende (62) des komplementären Gehäuseelements (35) aus dem komplementären Gehäuseelement (35) heraus erstreckt, und
    -- ein an dem komplementären Gehäuseelement (35) angeordnetes Abschlußelement (45) umfaßt, das sowohl zumindest das hintere Ende (62) des komplementäre Gehäuseelements (35) als auch einen außerhalb des komplementären Gehäuseelements (35) angeordneten Bereich des elektrischen Kabels (48) umfängt und derart innig mit dem komplementären Gehäuseelement (35) und dem elektrischen Kabel (48) verbunden ist, daß an dem hinteren Ende (62) das Innere des komplementären Gehäuseelements (35) im wesentlichen vollständig feuchtigkeitsdicht von der Umgebung abgeschlossen ist;
    - wobei das Gehäuseelement (14) an einem vorderen Ende (56) eine Aufnahmeeinrichtung (20) aufweist, die ausgelegt ist eine an dem vorderen Ende (60) des komplementären Verbinders (12) angeordnete Einführeinrichtung (38) des komplementären Verbinders (12) zumindest bereichsweise entlang einer Einführrichtung (EFR) aufzunehmen,
    - wobei die Verriegelungseinrichtung (22) und die komplementäre Verriegelungseinrichtung (34) ausgelegt sind,
    -- daß die komplementäre Verriegelungseinrichtung (34) entlang der Einführrichtung (EFR) in die Verriegelungseinrichtung (22) zumindest bereichsweise einführbar ist und derart mit der Verriegelungseinrichtung (22) verriegelbar ist, daß die Verriegelungseinrichtung (22) und die komplementäre Verriegelungseinrichtung (34) durch Betätigen der Verriegelungseinrichtung (22) und/oder der komplementären Verriegelungseinrichtung (34) ausschließlich mittels eines Werkzeugs entriegelbar sind und
    -- die Einführeinrichtung (38) des komplementären Verbinders (12) und die Aufnahmeeinrichtung (20) des Verbinders (10) derart miteinander zu verbinden, daß an dem vorderen Ende (56) des Verbinders (10) das elektrische Kontaktelement (18) und an dem vorderen Ende (60) des komplementären Verbinders (12) das komplementäre elektrische Kontaktelement (40) im wesentlichen feuchtigkeitsdicht von der Umgebung abgeschlossen sind,
    - wobei die Verriegelungseinrichtung (22) und die komplementäre Verriegelungseinrichtung (34) derart angeordnet und ausgelegt sind, daß die Verriegelungseinrichtung (22) und die komplementäre Verriegelungseinrichtung (34) zum Entriegeln entlang einer Entriegelungsrichtung (ENR) relativ zueinander verlagerbar sind, wobei die Entriegelungsrichtung (ENR) im wesentlichen senkrecht zu der Einführrichtung (EFR) ist,
    - wobei bei miteinander verriegeltem Verbinder (10) und komplementärem Verbinder (12) die Verriegelungseinrichtung (22) die komplementäre Verriegelungseinrichtung (34) derart umfängt, daß eine Entriegelungsöffnung (28a, 28b) gebildet ist, durch die ein Werkzeug zum Entriegeln entlang einer Werkzeugeinführrichtung (WER) in die Verriegelungseinrichtung (22) und/oder die komplementäre Verriegelungseinrichtung (34) einführbar ist und mittels des Werkzeugs die Verriegelungseinrichtung (22) und die komplementäre Verriegelungseinrichtung (34) entlang der Entriegelungsrichtung (ENR) relativ zueinander verlagerbar sind,
    - wobei die Werkzeugeinführrichtung (WER) im wesentlichen senkrecht zu der Einführrichtung (EFR) und im wesentlichen senkrecht zu der Entriegelungsrichtung (ENR) ist,
    - wobei bei miteinander verriegeltem Verbinder (10) und komplementärem Verbinder (12) die Verriegelungseinrichtung (22) die komplementäre Verriegelungseinrichtung (34) derart umfängt, daß die Verriegelungseinrichtung (22) entlang der Entriegelungsrichtung (ENR) geschlossen ist, und
    - wobei die Verriegelungseinrichtung (22) zwei Rastelemente (24a, 24b) aufweist, die an dem Gehäuseelement (14) des Verbinders (10) angeordnet sind.
  2. Verbindersystem (1) nach Anspruch 1, wobei das an dem Gehäuseelement (14) angeordnete Abschlußelement (16) flexibler als das Gehäuseelement (14) ist und/oder wobei das an dem komplementären Gehäuseelement (35) angeordnete Abschlußelement (45) flexibler als das komplementäre Gehäuseelement (35) ist.
  3. Verbindersystem (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Abschlußelement (16, 45) aus einem Material besteht, das schrumpfbar ist.
  4. Verbindersystem (1) nach Anspruch 3, wobei das Abschlußelement (16, 45) aus einem Material besteht, das stärker schrumpfbar ist, als das Material des Gehäuseelements (14, 35) und/oder wobei das Abschlußelement (16, 45) aus einem Material besteht, das stärker schrumpfbar ist, als das Material des Kabelendbereichs des Kabels (46, 48).
  5. Verbindersystem (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Abschlußelement (16, 45) im wesentlichen flüssig auf das Gehäuseelement (14, 35) und den außerhalb des Gehäuseelements angeordneten Bereich des elektrischen Kabels (46, 48) aufgetragen ist und die innige Verbindung durch Abkühlen des Abschlußelements (16, 45) erzeugt ist.
  6. Verbindersystem (1) nach Anspruch 5, wobei das Abschlußelement (16, 45), das Gehäuseelement (14, 35) und das elektrische Kabel (46, 48) derart ausgebildet sind, daß das im wesentlichen flüssige Abschlußelement (16, 45) zumindest teilweise mit dem Gehäuseelement (14, 35) verschmilzt und daß das im wesentlichen flüssige Abschlußelement (16, 45) mit dem elektrischen Kabel (46, 48) im wesentlichen ausschließlich mechanisch verbunden ist.
  7. Verbindersystem (1) zumindest nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrische Kabel (46, 48) einen Mantel aus einem Polymermaterial umfaßt, wobei das Polymermaterial des Mantels des Kabels (46, 48) zumindest in einem Endbereich des Kabels (46, 48) durch Beta-Strahlung vernetzt ist.
  8. Verbindersystem (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
    - das komplementäre elektrische Kontaktelement (40) zumindest bereichsweise in der Einführeinrichtung (38) des komplementären Verbinders (12) angeordnet ist,
    - das elektrische Kontaktelement (18) des Verbinders (10) zumindest bereichsweise in der Aufnahmeeinrichtung (20) des Verbinders (10) angeordnet ist, und wobei
    - bei miteinander verriegeltem Verbinder (10) und komplementärem Verbinder (12)
    -- das Kontaktelement (18) das komplementäre Kontaktelement (40) innerhalb der Einführeinrichtung (38) und innerhalb der Aufnahmeeinrichtung (20) kontaktiert, und
    -- zwischen der Einführeinrichtung (38) und der Aufnahmeeinrichtung (20) ein Dichtelement (42), insbesondere ein O-Ring derart angeordnet ist, daß das elektrische Kontaktelement (18) und das komplementäre elektrische Kontaktelement (40) im wesentlichen feuchtigkeitsdicht von der Umgebung abschlossen sind.
  9. Verwendung eines Verbindersystems (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Verbinden eines Solarmoduls mit einem Leistungsabnehmer.
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