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EP0757410A2 - Plug connection in cable connecting devices for high tension-power current applications - Google Patents

Plug connection in cable connecting devices for high tension-power current applications Download PDF

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Publication number
EP0757410A2
EP0757410A2 EP96112084A EP96112084A EP0757410A2 EP 0757410 A2 EP0757410 A2 EP 0757410A2 EP 96112084 A EP96112084 A EP 96112084A EP 96112084 A EP96112084 A EP 96112084A EP 0757410 A2 EP0757410 A2 EP 0757410A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
ring
locking
spiral spring
spring ring
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP96112084A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0757410A3 (en
EP0757410B1 (en
Inventor
Peter Stahl
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.)
ABB Patent GmbH
Original Assignee
ABB Patent GmbH
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Patent GmbH filed Critical ABB Patent GmbH
Publication of EP0757410A2 publication Critical patent/EP0757410A2/en
Publication of EP0757410A3 publication Critical patent/EP0757410A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0757410B1 publication Critical patent/EP0757410B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • 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
    • H01R13/53—Bases or cases for heavy duty; Bases or cases for high voltage with means for preventing corona or arcing
    • 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
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/111—Resilient sockets co-operating with pins having a circular transverse section

Definitions

  • the invention relates to a plug-in device for cable connections in the high-voltage high-current range according to the preamble of claim 1.
  • plug connections e.g. to be designed as an inner cone plug-in connection in which the contact between a socket part and a plug part takes place via a lamellar spring washer.
  • this is a relatively sensitive and expensive component that can only compensate for the differences in the distance to be bridged to a very modest extent with its spring lamellae, so that one is forced to adhere to tight manufacturing tolerances in the outer diameter of the plug part and in the inner diameter of the socket part.
  • the object of the invention is to provide a contacting device according to the preamble of claim 1, which is constructed in such a way that it not only enables good contact making, but is also suitable to compensate for larger manufacturing tolerances with a simple structure and which also enables the contact elements to be connected to one another lock that an unwanted opening of the contact is excluded.
  • At least one circumferential ring groove is formed in the coaxial area between the plug part and the socket part on the inner surface of the socket part and the outer surface of the plug part, and two ring grooves opposite each other in the plug end position jointly accommodate a spring ring, If the spring washer is designed appropriately, it is possible to achieve a latching between the contact parts.
  • at least one spring ring is provided as an open or closed spiral spring ring, which lies in an associated annular groove and in which all spiral spring windings have a predetermined one-sided inclination along the circumferential direction of its outer, radial circular ring, so that they have this inclination under radial pressure on the spiral spring ring enable reinforcing, defined resilient tilting movement.
  • the spiral spring ring is formed from an elongated spiral spring, the two ends of which may be connected to one another. If the associated ring groove lies on a cylindrical inner surface, connecting the two spiral spring ends is superfluous and the spiral spring can be inserted as an open spiral spring ring.
  • a major advantage of the new plug-in device is also that the spiral spring ring is dimensioned in relation to the dimensions of the contact elements that it can bridge larger differences in the annular gap widths to compensate for manufacturing tolerances than is possible with a lamellar spring washer.
  • spiral spring ring can be inserted into an annular groove of the socket part, which secures it against axial displacement.
  • the plug part must then be provided with a locking cam ring forming the corresponding annular groove, which has a locking flank and an unlocking flank.
  • the spiral spring ring can also be inserted into an annular groove in the plug part, which secures it against axial displacement.
  • the plug part must be provided with a locking cam ring which has a locking flank and an unlocking flank.
  • the locking flank and the unlocking flank are each designed as sliding bevels, which make it easier to slide the spiral spring ring for locking when plugging in, and unlocking when pulling out the plug part.
  • the desired locking and unlocking forces can be set for given diameters.
  • the locking cam ring is designed as a separate part and as such is positioned in the correct place in the standardized socket with a cylindrical inner surface and is fastened by adhesive.
  • spiral spring ring is designed and interacts with the plug part and the socket part in such a way that it enables both locking and contacting between these two parts.
  • the plug device can also be constructed in such a way that the spiral spring ring interacts with the plug part and the socket part in such a way that it only or mainly enables locking and a second spring ring, which is preferably designed as a lamellar spring ring, takes over the contacting.
  • a spring ring could be specially dimensioned in such a way that it is particularly well suited for latching, while a material could be selected for the other spring ring that ensures particularly good contacting.
  • an inner cone plug device has an inner cone plug with a plug part 1 a, a housing 23 and a field control cone 22 which encloses a cable end 20 with a conductor end 19 and is inserted into a socket part 2 a with its insulating body 21.
  • a spiral spring ring 3a is provided which bridges an annular gap 5 lying between the two parts.
  • the ring is created by connecting the two free ends of an elongated spiral spring, the actual peculiarity of which is the inclined spiral spring windings 4a.
  • the spiral spring windings 4a tilted in a direction of rotation 12 enable a spring effect which is caused by a change in the respective tilting position of the individual spiral spring windings 4a.
  • the coil spring windings 4a are more or less compressed. This process is illustrated in FIG. 4, in which the spring force P is shown as a function of the spring travel. In its position E, the spiral spring has only covered a short spring travel, which corresponds to a slight compression or inclination of the spring windings.
  • a spiral spring ring 3a inserted into an annular groove 6 is suitable for providing the necessary contact.
  • the spiral spring washer 3a plunges in its relaxed, ie not upset form, so far into an axially fixing annular groove 6 that it cannot slide out of it if an axial pressure is exerted on it when it is attached.
  • the depth of the annular groove 6 is dimensioned such that the completely compressed or compressed spiral spring ring 3a can be accommodated in it. With appropriate dimensioning, a large spring travel can be achieved with the spiral spring ring 3a, which makes it possible to compensate for large or very different differences between the outer diameter of the plug part 1a and the inner diameter of the socket part 2a.
  • FIG. 5 to 7 show different variants of the contact area of an inner cone connector for high-voltage power cables, as shown in Fig. 1.
  • an inner contact element 1 designed as a plug part 1a and an outer contact element 2 designed as a socket part 2a, as well as a locking cam ring 18 with a locking flank 14, which leads via a cam tip 18a to an unlocking flank 15.
  • a spiral spring washer 3a lying in an annular groove 6 of the socket part 2a is initially compressed by the locking flank 14 of the locking cam ring 18 onto a compression profile 17 when the plug part 1a is inserted, but can, after the cam tip 18a in an annular groove 6b of the plug part 1a, revert to its latching profile 16 relax and thereby lock in this position.
  • 5 shows this locking position, the plug part 1a in FIG. 6 is in an intermediate position on the cam crest 18a, in which the spiral spring ring 3a is strongly compressed and then slides either for unlocking via the unlocking flank 15 or for locking via the locking flank 14 .
  • the spiral spring washer 3a is designed in such a way that it simultaneously ensures the locking and the contacting, in the embodiment according to FIG. 7 it serves only or primarily for locking and leaves the contacting to one Another spring ring 3, which is designed here as a lamellar spring ring 3b is. However, this presupposes that the annular gap 5 to be bridged has only relatively small tolerances. Otherwise, a suitably dimensioned, well-conductive spiral spring washer 3a will also be used for contacting.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

The high voltage (HV) cable connector has the core of the cable fitted with a plug element Ä1aÜ that is inserted into a socket bush element Ä2aÜ. For ease of insertion, a clearance Ä5Ü is provided between the plug and socket. In order to ensure good electrical contact between them the plug is fitted with a contact ring Ä3aÜ that fits in a groove . The ring is produced as a toroidal ring of coil spring material with a large number of coils making contact with socket. The coils are free to deflect and lie flat during insertion of the plug and finally latch into the groove Ä17Ü of the socket

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung für Kabelverbindungen im Hochspannungs-Starkstrombereich nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a plug-in device for cable connections in the high-voltage high-current range according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, im Hochspannungs-Starkstrombereich Steckverbindungen z.B. als Innenkonussteckverbindungen auszuführen, bei denen die Kontaktierung zwischen einem Buchsenteil und einem Steckerteil über einen Lamellenfederring erfolgt. Bei diesem handelt es sich jedoch um ein relativ empfindliches und teures Bauelement, das mit seinen Federlamellen nur in recht bescheidenem Umfang Differenzen des zu überbrükkenden Abstandes auffangen kann, so daß man gezwungen ist enge Fertigungstoleranzen beim Außendurchmesser des Steckerteils und beim Innendurchmesser des Buchsenteils einzuhalten.It is known to use plug connections e.g. to be designed as an inner cone plug-in connection in which the contact between a socket part and a plug part takes place via a lamellar spring washer. However, this is a relatively sensitive and expensive component that can only compensate for the differences in the distance to be bridged to a very modest extent with its spring lamellae, so that one is forced to adhere to tight manufacturing tolerances in the outer diameter of the plug part and in the inner diameter of the socket part.

In einem Datenblatt

Figure imgb0001
Figure imgb0001
CANTED COIL SPRINGS" der
Figure imgb0001
BAL SEAL ENGENEERING EUROPE BV" wird eine neuartige Spiralfeder für verschiedenartigste Anwendungen beschrieben, deren Federwindungen in einer Richtung schräg verlaufen, so daß sie bei radialem Druck eine federnde Kippbewegung ermöglichen. Diese Feder eignet sich auch als Kontaktelement.In a data sheet
Figure imgb0001
Figure imgb0001
CANTED COIL SPRINGS "the
Figure imgb0001
BAL SEAL ENGENEERING EUROPE BV "describes a new type of spiral spring for a wide variety of applications, the spring windings of which run obliquely in one direction, so that they enable a resilient tilting movement under radial pressure. This spring is also suitable as a contact element.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Kontaktierungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die so aufgebaut ist, daß sie nicht nur eine gute Kontaktgabe ermöglicht, sondern sich bei einfachem Aufbau auch eignet größere Fertigungstoleranzen auszugleichen und die es außerdem ermöglicht die Kontaktelemente so miteinander zu verriegeln, daß ein ungewolltes Öffnen des Kontaktes ausgeschlossen wird.The object of the invention is to provide a contacting device according to the preamble of claim 1, which is constructed in such a way that it not only enables good contact making, but is also suitable to compensate for larger manufacturing tolerances with a simple structure and which also enables the contact elements to be connected to one another lock that an unwanted opening of the contact is excluded.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen genannt.This object is achieved by the features characterized in claim 1. Appropriate refinements and developments of the subject matter of the invention are mentioned in the subclaims.

Dadurch, daß in Abweichung von der Norm, im koaxialen Bereich zwischen dem Stekkerteil und dem Buchsenteil auf der Innenfläche des Buchsenteils und der Außenfläche des Steckerteils mindestens je eine umlaufende Ringnut ausgebildet ist, und je zwei in der Steckendstellung einander gegenüberliegende Ringnuten gemeinsam einen Federring aufnehmen, gelingt es bei entsprechender Ausbildung des Federrings eine Verrastung zwischen den Kontaktteilen zu erreichen. Hierzu ist vorgesehen mindestens einen Federring als geöffneten oder geschlossenen Spiralfederring auszubilden, der in einer zugehörigen Ringnut liegt und bei dem alle Spiralfederwindungen entlang der Umlaufrichtung seines äußeren, radialen Kreisrings eine vorgegebene einseitige Neigung aufweisen, so daß sie bei radialem Druck auf den Spiralfederring eine diese Neigung verstärkende, definiert federnde Kippbewegung ermöglichen. Der Spiralfederring wird aus einer gestreckten Spiralfeder geformt, deren beide Enden ggf. miteinander verbunden sind. Liegt die zugehörige Ringnut auf einer zylindrischen Innenfläche, so ist ein Verbinden der beiden Spirafederenden überflüssig und die Spiralfeder kann als geöffneter Spiralfederring eingelegt werden.Because, in deviation from the norm, at least one circumferential ring groove is formed in the coaxial area between the plug part and the socket part on the inner surface of the socket part and the outer surface of the plug part, and two ring grooves opposite each other in the plug end position jointly accommodate a spring ring, If the spring washer is designed appropriately, it is possible to achieve a latching between the contact parts. For this purpose, at least one spring ring is provided as an open or closed spiral spring ring, which lies in an associated annular groove and in which all spiral spring windings have a predetermined one-sided inclination along the circumferential direction of its outer, radial circular ring, so that they have this inclination under radial pressure on the spiral spring ring enable reinforcing, defined resilient tilting movement. The spiral spring ring is formed from an elongated spiral spring, the two ends of which may be connected to one another. If the associated ring groove lies on a cylindrical inner surface, connecting the two spiral spring ends is superfluous and the spiral spring can be inserted as an open spiral spring ring.

Ein wesentlicher Vorteil der neuen Steckvorrichtung besteht auch darin, daß der Spiralfederring im Verhältnis zu den Abmessungen der Kontaktelemente so dimensioniert ist, daß er zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen größere Differenzen der Ringspaltbreiten überbrücken kann, als das mit einem Lamellenfederring möglich ist.A major advantage of the new plug-in device is also that the spiral spring ring is dimensioned in relation to the dimensions of the contact elements that it can bridge larger differences in the annular gap widths to compensate for manufacturing tolerances than is possible with a lamellar spring washer.

Für das Anbringen des Spiralfederrings im Bereich der Kontaktvorrichtung stehen zwei Möglichkeiten zur Auswahl. So kann der Spiralfederring in eine Ringnut des Buchsenteils eingelegt werden, die ihn gegen axiale Verschiebung sichert. Das Steckerteil muß dann mit einem die korrespondierende Ringnut bildenden Rastnockenring versehen sein, der eine Verriegelungsflanke und eine Entriegelungsflanke besitzt.There are two options for attaching the spiral spring ring in the area of the contact device. So the spiral spring ring can be inserted into an annular groove of the socket part, which secures it against axial displacement. The plug part must then be provided with a locking cam ring forming the corresponding annular groove, which has a locking flank and an unlocking flank.

Alternativ kann der Spiralfederring aber auch in eine Ringnut des Steckerteils eingelegt sein, die ihn gegen axiale Verschiebung sichert. In diesem Fall muß das Steckerteil mit einem Rastnockenring versehen sein, der eine Verriegelungsflanke und eine Entriegelungsflanke besitzt.Alternatively, the spiral spring ring can also be inserted into an annular groove in the plug part, which secures it against axial displacement. In this case, the plug part must be provided with a locking cam ring which has a locking flank and an unlocking flank.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Verriegelungsflanke und die Entriegelungsflanke jeweils als Gleitschrägen ausgebildet sind, die ein erleichtertes Gleiten des Spiralfederrings zum Verrasten beim Einstecken, und Entriegeln beim Herausziehen des Steckerteils ermöglichen. Durch entsprechende. Ausbildung der Schrägen sind bei gegebenen Durchmessern die gewünschten Ver- und Entriegelungskräfte einstellbar.Furthermore, it is provided that the locking flank and the unlocking flank are each designed as sliding bevels, which make it easier to slide the spiral spring ring for locking when plugging in, and unlocking when pulling out the plug part. By appropriate. Formation of the bevels, the desired locking and unlocking forces can be set for given diameters.

Bei den vorbeschriebenen Hochspannungssteckverbindungen ist es erforderlich, daß jeweils Steckerteil und Buchsenteil aufeinander abgestimmt sind. Probleme könnten dort entstehen, wo genormte Hochspannungssteckbuchsen für Innenkonussteckverbindungen bereits in einer Anlage installiert sind und dennoch ohne Neumontage auf die Vorteile einer verrastbaren Steckverbindung nicht verzichtet werden soll. Für diesen Fall ist vorgesehen, daß der Rastnockenring als separates Teil ausgebildet ist und als solches in der genormten Steckbuchse mit zylindrischer Innenfläche an der richtigen Stelle positioniert und durch Haftungsmittel befestigt ist.In the case of the high-voltage plug connections described above, it is necessary that the plug part and socket part are matched to one another. Problems could arise where standardized high-voltage sockets for internal cone connections are already installed in a system and the advantages of a snap-in connection should not be foregone without re-assembly. In this case, it is provided that the locking cam ring is designed as a separate part and as such is positioned in the correct place in the standardized socket with a cylindrical inner surface and is fastened by adhesive.

Einen besonders einfachen Aufbau erhält man, wenn der Spiralfederring so ausgebildet ist und mit dem Steckerteil und dem Buchsenteil so zusammenwirkt, daß er sowohl ein Verrasten als auch ein Kontaktieren zwischen diesen beiden Teilen ermöglicht.A particularly simple construction is obtained if the spiral spring ring is designed and interacts with the plug part and the socket part in such a way that it enables both locking and contacting between these two parts.

Man kann die Steckvorrichtung jedoch auch so aufbauen, daß der Spiralfederring mit dem Steckerteil und dem Buchsenteil so zusammenwirkt, daß er nur oder hauptsächlich ein Verrasten ermöglicht und ein zweiter Federring, der vorzugsweise als Lamellenfederring ausgebildet ist, die Kontaktierung übernimmt. Dies hätte unter anderem den Vorteil, daß ein Federring bezüglich seiner Dimensionierung speziell so ausgelegt werden könnte, daß er sich besonders gut zum Verrasten eignet, während beim anderen Federring ein Material gewählt werden könnte, das eine besonders gute Kontaktierung gewährleistet.However, the plug device can also be constructed in such a way that the spiral spring ring interacts with the plug part and the socket part in such a way that it only or mainly enables locking and a second spring ring, which is preferably designed as a lamellar spring ring, takes over the contacting. This would have the advantage, among other things, that a spring ring could be specially dimensioned in such a way that it is particularly well suited for latching, while a material could be selected for the other spring ring that ensures particularly good contacting.

Alle vorbeschriebenen Vorteile und Verbesserungen lassen sich auch beim Aufbau einer Verbindungsmuffe verwirklichen. Hierbei werden zwei zur Verrastung und Kontaktierung vorgesehene Buchsenteile mit einander entgegengesetzter Einstecköffnung in eine Verbindungsmuffe so integriert, daß sie mit zwei Steckerteilen zusammenwirken können, die über die Verbindungsmuffe zwei Kabelenden miteinander verbindet.All of the advantages and improvements described above can also be realized when building a connecting sleeve. Here, two socket parts intended for latching and contacting are integrated into a connecting sleeve with opposite insertion openings in such a way that they can interact with two plug parts which connect two cable ends to one another via the connecting sleeve.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1
Eine Innenkonussteckvorrichtung für Hochspannungs-Starkstromkabel,
Fig. 2
einen Spiralfederring mit schrägen Spiralfederwindungen,
Fig. 3
einen Spiralfederring mit schrägen Spiralfederwindungen aber mit einer gegenüber Fig. 2 entgegengesetzten Laufrichtung,
Fig. 4
den Verlauf einer Federkennlinie in Abhängigkeit vom Federweg,
Fig. 5
den Kontaktbereich einer Innenkonus-Hochspannungssteckvorrichtung,
Fig. 6
eine Variante der Darstellung nach Fig.5,
Fig. 7
eine weitere Variante der Darstellung nach Fig.5,
Fig. 8
eine Verbindungsmuffe für Hochspannungsstarkstromkabel.
Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. Show it:
Fig. 1
An inner cone connector for high-voltage power cables,
Fig. 2
a spiral spring ring with oblique spiral spring windings,
Fig. 3
a spiral spring ring with oblique spiral spring windings but with an opposite direction to FIG. 2,
Fig. 4
the course of a spring characteristic depending on the spring travel,
Fig. 5
the contact area of an inner cone high-voltage connector,
Fig. 6
a variant of the representation according to Figure 5,
Fig. 7
another variant of the representation according to FIG. 5,
Fig. 8
a connecting sleeve for high-voltage power cables.

Wie man in Fig. 1 erkennen kann, besitzt eine Innenkonussteckvorrichtung einen Innenkonusstecker mit einem Steckerteil 1a, einem Gehäuse 23 und einem Feldsteuerkonus 22, der ein Kabelende 20 mit einem Leiterende 19 umschließt und in ein Buchsenteil 2a mit seinem Isolierkörper 21 eingesteckt wird. Zur Kontaktierung zwischen dem Steckerteil 1a und dem Buchsenteil 2a ist ein Spiralfederring 3a vorgesehen, der einen zwischen beiden Teilen liegenden Ringspalt 5 überbrückt.As can be seen in FIG. 1, an inner cone plug device has an inner cone plug with a plug part 1 a, a housing 23 and a field control cone 22 which encloses a cable end 20 with a conductor end 19 and is inserted into a socket part 2 a with its insulating body 21. For contacting the plug part 1a and the socket part 2a, a spiral spring ring 3a is provided which bridges an annular gap 5 lying between the two parts.

Den Fig. 2 und 3 kann man die besondere Ausbildung des Spiralfederrings 3a entnehmen. Der Ring entsteht durch das Verbinden der beiden freien Enden einer langgestreckten Spiralfeder, deren eigentliche Besonderheit jedoch in ihren schräggestellten Spiralfederwindungen 4a besteht. Die in einer Umlaufrichtung 12 gekippten Spiralfederwindungen 4a ermöglichen eine Federwirkung, die durch eine Änderung der jeweiligen Kippstellung der einzelnen Spiralfederwindungen 4a hervorgerufen wird. Bei radialem Druck 13 werden die Spiralfederwindungen 4a mehr oder minder gestaucht. Diesen Vorgang verdeutlicht Fig. 4, in der die Federkraft P in Abhängigkeit vom Federweg dargestellt ist. In ihrer Stellung E hat die Spiralfeder erst einen kurzen Federweg zurückgelegt, was einer geringen Stauchung bzw. Schrägstellung der Federwindungen entspricht. Eine Steigerung der Stauchung zeigt die Stellung F, der die Stauchungsendstellung G folgt. Entgegen dem linearen Kennlinieverlauf A üblicher Spiralfedern weist die hier beschriebene Spiralfeder eine nichtlineare Charakteristik mit steilem Anstieg B im Anfangsbereich, extrem flachem Verlauf im Arbeitsbereich C und wieder steilem Anstieg im Endbereich D auf. Bei einer großen Zahl von Spiralfederwindungen 4a ergibt sich auch eine sehr gute allseits aufliegende Kontaktierung durch die als federnde Segmente 4 wirkenden Spiralfederwindungen 4a.2 and 3 you can see the special design of the spiral spring ring 3a. The ring is created by connecting the two free ends of an elongated spiral spring, the actual peculiarity of which is the inclined spiral spring windings 4a. The spiral spring windings 4a tilted in a direction of rotation 12 enable a spring effect which is caused by a change in the respective tilting position of the individual spiral spring windings 4a. At radial pressure 13, the coil spring windings 4a are more or less compressed. This process is illustrated in FIG. 4, in which the spring force P is shown as a function of the spring travel. In its position E, the spiral spring has only covered a short spring travel, which corresponds to a slight compression or inclination of the spring windings. An increase in compression shows position F, which is followed by compression end position G. Contrary to the linear characteristic curve A of conventional spiral springs, the spiral spring described here has a non-linear characteristic with a steep rise B in the start area, an extremely flat course in the working area C and a steep rise again in the end area D. In the case of a large number of spiral spring windings 4a, there is also very good contact on all sides due to the spiral spring windings 4a acting as resilient segments 4.

Nach dieser Erläuterung ist leicht zu verstehen, daß ein in eine Ringnut 6 eingelegter Spiralfederring 3a geeignet ist für die notwendige Kontaktierung zu sorgen. Der Spiralfederring 3a taucht in seiner entspannten, also nicht gestauchten Form nur soweit in eine ihn axial fixierende Ringnut 6 ein, daß er aus dieser nicht herausgleiten kann, wenn beim Aufstecken ein axialer Druck auf ihn ausgeübt wird. Andererseits wird man die Tiefe der Ringnut 6 so bemessen, daß der vollständig komprimierte oder gestauchte Spiralfederring 3a in ihr Platz findet. Bei entsprechender Dimensionierung ist mit dem Spiralfederring 3a ein großer Federweg erreichbar, der es ermöglicht große, bzw. sehr unterschiedliche Differenzen zwischen dem äußeren Durchmesser des Steckerteils 1a und dem inneren Durchnesser des Buchsenteils 2a auszugleichen.After this explanation it is easy to understand that a spiral spring ring 3a inserted into an annular groove 6 is suitable for providing the necessary contact. The spiral spring washer 3a plunges in its relaxed, ie not upset form, so far into an axially fixing annular groove 6 that it cannot slide out of it if an axial pressure is exerted on it when it is attached. On the other hand, the depth of the annular groove 6 is dimensioned such that the completely compressed or compressed spiral spring ring 3a can be accommodated in it. With appropriate dimensioning, a large spring travel can be achieved with the spiral spring ring 3a, which makes it possible to compensate for large or very different differences between the outer diameter of the plug part 1a and the inner diameter of the socket part 2a.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen verschiedene Varianten des Kontaktbereiches eines Innenkonussteckverbinders für Hochspannungs-Starkstromkabel, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Erkennbar ist jeweils ein als Steckerteil 1a ausgebildetes inneres Kontaktelement 1 und ein als Buchsenteil 2a ausgebildetes äußeres Kontaktelement 2, sowie ein Rastnokkenring 18 mit einer Verriegelungsflanke 14, die über eine Nockenkuppe 18a zu einer Entriegelungsflanke 15 führt. Ein in einer Ringnut 6 des Buchsenteils 2a liegender Spiralfederring 3a wird beim Einstecken des Steckerteils 1a von der Verriegelungsflanke 14 des Rastnockenrings 18 zunächst auf ein Kompressionsprofil 17 gestaucht, kann sich jedoch hinter der Nockenkuppe 18a in einer Ringnut 6b des Steckerteils 1a wieder auf sein Verrastprofil 16 entspannen und dadurch in dieser Stellung verrasten. Während Fig. 5 diese Raststellung zeigt, befindet sich das Steckerteil 1a bei Fig. 6 in einer Zwischenstellung auf der Nockenkuppe 18a, bei der der Spiralfederring 3a stark gestaucht ist und anschließend entweder zu Entriegelung über die Entriegelungsflanke 15 oder zur Verriegelung über die Verriegelungsflanke 14 gleitet.5 to 7 show different variants of the contact area of an inner cone connector for high-voltage power cables, as shown in Fig. 1. In each case one can see an inner contact element 1 designed as a plug part 1a and an outer contact element 2 designed as a socket part 2a, as well as a locking cam ring 18 with a locking flank 14, which leads via a cam tip 18a to an unlocking flank 15. A spiral spring washer 3a lying in an annular groove 6 of the socket part 2a is initially compressed by the locking flank 14 of the locking cam ring 18 onto a compression profile 17 when the plug part 1a is inserted, but can, after the cam tip 18a in an annular groove 6b of the plug part 1a, revert to its latching profile 16 relax and thereby lock in this position. 5 shows this locking position, the plug part 1a in FIG. 6 is in an intermediate position on the cam crest 18a, in which the spiral spring ring 3a is strongly compressed and then slides either for unlocking via the unlocking flank 15 or for locking via the locking flank 14 .

Während bei den Darstellungen nach den Fig. 5 und 6 der Spiralfederring 3a so ausgelegt ist, daß er gleichzeitig für die Verriegelung und für die Kontaktierung sorgt, dient er bei der Ausführung nach Fig. 7 nur bzw. primär zur Verriegelung und überläßt die Kontaktierung einem weiteren Federring 3, der hier als Lamellenfederring 3b ausgebildet ist. Dies setzt jedoch voraus, daß der zu überbrückende Ringspalt 5 nur relativ kleine Toleranzen aufweist. Andernfalls wird man auch zur Kontaktierung einen entspechend dimensionierten, gut leitenden Spiralfederring 3a verwenden.5 and 6 of the spiral spring washer 3a is designed in such a way that it simultaneously ensures the locking and the contacting, in the embodiment according to FIG. 7 it serves only or primarily for locking and leaves the contacting to one Another spring ring 3, which is designed here as a lamellar spring ring 3b is. However, this presupposes that the annular gap 5 to be bridged has only relatively small tolerances. Otherwise, a suitably dimensioned, well-conductive spiral spring washer 3a will also be used for contacting.

BezugszeichenlisteReference list

  • Steckerteil (1a)Plug part (1a)
  • Buchsenteil (2a)Socket part (2a)
  • Spiralfederring (3a)Spiral spring washer (3a)
  • Lamellenfederring (3b)Laminated spring washer (3b)
  • federnde Segmente (4)resilient segments (4)
  • Spiralfederwindungen (4a)Coil spring coils (4a)
  • Federlamellen (4b)Spring slats (4b)
  • Ringspalt (5)Annular gap (5)
  • Ringnut (6)Ring groove (6)
  • äußerer Kreisring (7)outer ring (7)
  • Umlaufrichtung (12)Rotation direction (12)
  • radialer Druck (13)radial pressure (13)
  • Verriegelungsflanke (14)Locking flank (14)
  • Entriegelungsflanke (15)Release flank (15)
  • Verrastprofil (16)Locking profile (16)
  • Kompressionsprofil (17)Compression profile (17)
  • Rastnockenring (18)Locking cam ring (18)
  • Nockenkuppe (18a)Cam tip (18a)
  • Leiterende (19)Head end (19)
  • Kabelende (20)Cable end (20)
  • Isolierkörper (21)Insulating body (21)
  • Feldsteuerkonus (22)Field control cone (22)
  • Gehäuse (23)Housing (23)
  • Verbindungsmuffe (24)Connection sleeve (24)

Claims (9)

Steckvorrichtung für Kabelverbindungen im Hochspannungsbereich, insbesondere Innenkonussteckvorrichtung, mit einem inneren am Kabelende befestigten Steckerteil (1a) und einem äußeren, das Steckerteil (1a) aufnehmenden Buchsenteil (2a) und mindestens einem Federring (3), der durch federnde Segmente (4) einen in ihrer koaxialen Lage zwischen den beiden Teilen (1, 2) verbleibenden Ringspalt (5) überbrückt, und mit mindestens einer Ringnut (6) pro Federring (3), die diesen an einem der beiden Teile (1, 2) axial festhält, dadurch gekennzeichnet, daß im koaxialen Bereich zwischen Steckerteil (1a) und Buchsenteil (2a) auf der Innenfläche des Buchsenteils (2a) und der Außenfläche des Steckerteils (1a) mindestens je eine umlaufende Ringnut (6) ausgebildet ist, und je zwei in der Steckendstellung einander gegenüberliegende Ringnuten (6a, 6b) gemeinsam einen Federring (3) aufnehmen und dieser als geöffneter oder geschlossener Spiralfederring (3a) geformt ist, und alle Spiralfederwindungen (4a) des Spiralfederrings (3a) in Umlaufrichtung seines äußeren Kreisrings (7) eine vorgegebene einseitige Neigung aufweisen, so daß sie bei radialem Druck auf den Spiralfederring (3a) eine diese Neigung verstärkendem definiert federnde Kippbewegung ermöglichen und dadurch beim Einstecken in eine der beiden Ringnuten (6) eintauchen und bei Erreichen der Steckendstellung in der jeweils anderen der beiden Ringnuten (6a, 6b) verrasten.Plug device for cable connections in the high-voltage range, in particular inner cone plug device, with an inner plug part (1a) attached to the cable end and an outer socket part (2a) receiving the plug part (1a) and at least one spring ring (3) which is connected by resilient segments (4) their coaxial position between the two parts (1, 2) remaining ring gap (5) bridges, and with at least one annular groove (6) per spring washer (3) thereof, in one of the two parts (1, 2) holding axially therethrough That in the coaxial area between the plug part (1a) and the socket part (2a) on the inner surface of the socket part (2a) and the outer surface of the plug part (1a) at least one circumferential annular groove (6) is formed, and two opposite each other in the plug end position Ring grooves (6a, 6b) together take up a spring ring (3) and this is shaped as an open or closed spiral spring ring (3a), and all spiral spring winds Lung (4a) of the coil spring ring (3a) in the direction of rotation of its outer annulus (7) have a predetermined one-sided inclination, so that they allow a radial spring pressure on the coil spring ring (3a) reinforcing this inclination defined resilient tilting movement and thereby when inserted into one of the Immerse the two ring grooves (6) and lock them in the other of the two ring grooves (6a, 6b) when the plug end position is reached. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralfederring (3a) in eine Ringnut (6a) des Buchsenteils (2a) eingelegt ist, die ihn gegen axiale Verschiebung sichert und das Steckerteil (1a) mit einem die korrespondierende Ringnut (6b) bildenden Rastnockenring (18) versehen ist, der eine Verriegelungsflanke (14) und eine Entriegelungsflanke (15) besitzt.Plug device according to claim 1, characterized in that the spiral spring ring (3a) is inserted into an annular groove (6a) of the socket part (2a), which secures it against axial displacement, and the plug part (1a) with a locking cam ring forming the corresponding annular groove (6b) (18) is provided, which has a locking edge (14) and an unlocking edge (15). Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralfederring (3a) in eine Ringnut (6b) des Steckerteils (1a) eingelegt ist, die ihn gegen axiale Verschiebung sichert und das Buchsenteil (2a) mit einem Rastnockenring (18) versehen ist, der eine Verriegelungsflanke (14) und eine Entriegelungsflanke (15) besitzt.Plug device according to claim 1, characterized in that the spiral spring ring (3a) is inserted into an annular groove (6b) of the plug part (1a) which opposes it secures axial displacement and the socket part (2a) is provided with a locking cam ring (18) which has a locking flank (14) and an unlocking flank (15). Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsflanke (14) und die Entriegelungsflanke (15) jeweils als Gleitschrägen ausgebildet sind, die ein erleichtertes Gleiten des Spiralfederrings (3a) zum Verrasten beim Einstecken und Entriegeln beim Herausziehen des Steckerteils (1a) ermöglichen.Plug device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the locking flank (14) and the unlocking flank (15) are each designed as sliding bevels which facilitate the sliding of the spiral spring ring (3a) for latching when plugging in and unlocking when the plug part is pulled out ( 1a) enable. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastnockenring (18) als separates Teil ausgebildet ist und als solches in einer genormte Steckbuchse mit zylindrischer Innenfläche an der richtigen Stelle positioniert und durch Haftungsmittel befestigt ist.Plug device according to one of claims 3 and 4, characterized in that the locking cam ring (18) is designed as a separate part and as such is positioned in the correct place in a standardized socket with a cylindrical inner surface and is fastened by means of adhesive. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralfederring (3a) so ausgebildet ist und mit dem Steckerteil (1a) und dem Buchsenteil (2a) so zusammenwirkt, daß er sowohl ein Verrasten als auch ein Kontaktieren zwischen diesen beiden Teilen (1a, 2a) ermöglicht.Plug device according to one of the preceding claims, characterized in that the spiral spring ring (3a) is designed and interacts with the plug part (1a) and the socket part (2a) in such a way that it both latches and makes contact between these two parts (1a , 2a) enables. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralfederring (3a) so ausgebildet ist und mit dem Steckerteil (1a) und dem Buchsenteil (2a) so zusammenwirkt, daß er nur oder hauptsächlich ein Verrasten ermöglicht und ein zweiter Federring (3), der vorzugsweise als Lamellenfederring (3b) oder Spiralfederring (3a) ausgebildet ist, die Kontaktierung übernimmt.Plug device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the spiral spring ring (3a) is designed and interacts with the plug part (1a) and the socket part (2a) in such a way that it only or mainly enables locking and a second spring ring ( 3), which is preferably designed as a lamellar spring washer (3b) or spiral spring washer (3a), which takes over the contacting. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zur Verrastung und Kontaktierung vorgesehene Buchsenteile (2a) mit einander entgegengesetzten Einstecköffnungen in eine Verbindungsmuffe (24) integriert sind und mit zwei Steckerteilen (1a) zusammenwirken, die über die Verbindungsmuffe (24) zwei Kabelenden mit einander verbindet.Plug device according to one of claims 1 to 7, characterized in that two socket parts (2a) provided for latching and contacting are integrated into a connecting sleeve (24) with mutually opposite insertion openings are and cooperate with two connector parts (1a) which connects two cable ends with each other via the connecting sleeve (24). Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Verrasten und Entriegeln aufzuwendenden Ver- und Entriegelungskräfte durch eine definierte Gestaltung der Verriegelungsflanken (14) und der Entriegelungsflanken (15), insbesondere bezüglich ihres Winkels zur Steckachse, sowie durch geeignete Auswahl des Spiralfederrings (3a), insbesondere bezüglich des Materials, Drahtdurchmessers und der Windungshöhe.Plug-in device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the locking and unlocking forces to be applied during locking and unlocking by a defined design of the locking flanks (14) and the unlocking flanks (15), in particular with regard to their angle to the plug-in axis, and by suitable selection of the coil spring ring (3a), in particular with regard to the material, wire diameter and the winding height.
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