Кабельный штекер для электрических кабельных соединений
Изобретение предназначено для использования в штекерных разъемах электрических соединений кабелей в подземных горных разработках. Кабельный штекер, который образует окончание кабеля, образует полое штекерное гнездо из латуни, отверстие которого своим участком со стороны кабеля образует отверстие для ввода кабеля и имеет опорный буртик, на который опирается в осевом направлении выступом штекерный присоединительный элемент. Отверстие для ввода кабеля снабжено внутренней резьбой, в которую ввинчен четырехгранник из металла, имеющий сквозное отверстие для кабеля. Между сквозным отверстием и оболочкой кабеля можно уложить экранирование или арматуру кабеля, так что достигается хорошее заземление кабеля и кабельного штекера. Внутреннее пространство штекерного гнезда уплотняется с помощью фасонной детали, которая приформована на оболочке кабеля, на штекерном гнезде и многограннике. С помощью фасонной детали также кабель закрепляется в осевом направлении на штекерном гнезде. Механический результат - обеспечение возможности длительной эксплуатации во влажной среде за счет повышения герметичности простыми средствами. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к кабельному штекеру для электрических кабельных соединений, в частности для штекерных разъемов электрических соединений кабелей в подземных горных разработках, в соответствии с типом, приведенным в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Предпочтительной областью применения в подземных горных разработках является электрическое подсоединение кабельных штекеров, например, к электрогидравлическим управляющим устройствам крепей. Изобретение, однако, не ограничивается случаями применения в подземных разработках.
Заявителем созданы кабельные штекеры указанного выше вида со штекерным гнездом из металла, которое имеет отверстие для ввода кабеля, снабженное внутренней резьбой, и опорный буртик из пластмассы для штекерных соединителей, которые оснащены штекерными штифтами и/или штекерными гнездами, соединенными с жилами проводов одно- или многожильного электрического кабеля. Фиксирование кабеля в осевом направлении в штекерном гнезде осуществляется с помощью винтового присоединительного элемента из пластмассы, который резьбовой пробкой на одном конце ввинчен в отверстие для ввода кабеля, а на своем другом конце имеет расположенный в виде кольца вокруг оболочки кабеля пластинчатый венец, который с помощью откидной крышки прижат к уплотнительной манжете, окружающей оболочку кабеля. Уплотнение штекерной части со стороны кабеля от воздействия влаги зависит от усилий зажатия, приложенных к уплотнительной манжете, причем пластинчатый венец или зазор между отдельными пластинами является слабым местом в отношении герметичности. Для применения в штекерных разъемах кабельные штекеры вставляют в гнездовую часть и с помощью накидной гайки закрепляют в ней, причем между гнездовой частью и кабельным штекером расположен уплотнительный элемент, например кольцо круглого сечения, в качестве защиты от проникания влаги и/или загрязнения.
При длительном использовании во влажной среде и на участках, подверженных опрыскиванию водой, которые, в частности, имеются в подземных добычных разработках, кабельные штекеры соответствующих кабельных соединений не всегда, однако, обеспечивают достаточную герметичность от воздействия воды. Винтовые присоединительные элементы с пластинчатым венцом требуют высоких технологических издержек. Поэтому кабельные штекеры, снабженные винтовыми присоединительными элементами, вряд ли являются конкурентоспособными из-за своей высокой цены. Кроме того, в известных кабельных штекерах отсутствует заземление.
Задачей изобретения является исключить приведенные выше недостатки в кабельных штекерах для электрических штекерных разъемов и с помощью простых мероприятий создать кабельный штекер, пригодный для длительной эксплуатации во влажной среде, как, например, в подземных горных разработках.
Эта задача, согласно изобретению, решается благодаря тому, что в отверстие для ввода кабеля ввинчивается многогранный металлический элемент, снабженный сквозным отверстием для кабеля, и кабель зафиксирован с уплотнением в осевом направлении с помощью фасонной детали, приформованной к оболочке кабеля, штекерному гнезду и многограннику. Благодаря приформованию соответствующей фасонной детали создается чрезвычайно эффективная защита против проникания влаги во внутрь штекерного гнезда. Преимущества фасонной детали состоят, среди прочих, в том, что она в виде уплотнительной массы в известной мере обеспечивает уплотнение кабеля в штекерном гнезде или в отверстии для ввода кабеля. Так как благодаря конструктивному решению исключается негерметичность как результат монтажных огрехов, то можно, кроме того, осуществлять контроль качества штекеров согласно изобретению уже при изготовлении кабельных штекеров, т.е. уже непосредственно после приформования фасонных деталей из материала, сохраняющего упругость в течение длительного времени. Многогранник из металла, который касается металлического штекерного гнезда у резьбовых поверхностей, одновременно вызывает надежное заземление кабеля.
Предпочтительно, чтобы многогранник был снабжен резьбовыми участками только на своих угловых кромках, так чтобы плоские стороны между угловыми кромками были выполнены плоскими. При ввинченном многограннике благодаря этому возникают многие полые пространства между наружной поверхностью многогранника и внутренней поверхностью отверстия для ввода кабеля, в которые может проникать литьевая масса фасонной детали. Далее, предпочтительно, чтобы сквозное отверстие многогранника имело уступ, причем предпочтительно, чтобы участок отверстия со стороны кабеля имел диаметр отверстия, который больше диаметра оболочки кабеля. В образованное между оболочкой кабеля и многогранником промежуточное пространство можно заложить арматуру или экранирование, которая при свободной укладке проводящих жил уплотняется концом кабеля, так что также здесь обеспечивается заземление кабеля на кабельном штекере.
В участок отверстия со стороны кабеля можно вдвинуть закрепительную втулку. Особенно благоприятно, если свободно уложенная арматура или экранирование кабеля размещается между участком отверстия многогранника со стороны кабеля и закрепительной втулкой. Для монтажа рекомендуется закрепительную втулку зафиксировать на оболочке кабеля с помощью фиксирующей ленты перед приформовыванием фасонной детали.
Далее, предпочтительно, чтобы длина многогранника была примерно на 3-7 мм больше, чем резьба в отверстии для ввода кабеля и/или резьба проходила лишь через частичный участок отверстия для ввода кабеля со стороны кабеля, так чтобы многогранник мог ввинчиваться в отверстие для ввода кабеля с самоторможением. Так как многогранник длиннее, чем резьба, то из закрепительной втулки выступает узкий участок многогранника, на который можно установить инструмент для конечного монтажа, как, например, гаечный ключ. Особенно предпочтительно, если многогранник является четырехгранником.
Приформованная монолитно фасонная деталь предпочтительно может проходить внутри закрепительной втулки между внутренней резьбой отверстия для ввода кабеля и наружной поверхностью многогранника, а своим концом - вне закрепительной втулки. С помощью соответствующего расположения или приформования фасонной детали все соединительные стыки между внутренним пространством закрепительной втулки и наружной стороной на стороне кабеля уплотняются, а также заполняются полости между закрепительной втулкой и многогранником, так что обеспечивается абсолютная герметичность.
При особенно предпочтительном варианте выполнения уплотнительное кольцо, окружающее оболочку кабеля, включено в фасонную деталь. Это уплотнительное кольцо, которое при особенно экономичном варианте выполнения имеет вид, например, кольца круглого сечения, образует дополнительный барьер против поступления влаги вовнутрь закрепительной втулки. Образованный уплотнительным кольцом, расположенный внутри фасонной детали барьер может, в частности, понадобиться, если фасонная деталь из-за сильных вибраций подключенных аппаратов или из-за слишком малых радиусов изгиба кабеля отчасти отделилась от оболочки кабеля.
Фасонная деталь может состоять предпочтительно из литой или полученной литьем под давлением массы из соответствующей пластмассы, сохраняющей упругость в течение длительного времени.
Изобретение поясняется далее более подробно со ссылкой на чертеж, в котором представлен предпочтительный пример выполнения. На чертеже показывают:
фиг.1 не смонтированный электрический штекерный разъем, например, для аппаратов подземных горных разработок, который образуется показанным в разрезе кабельным штекером и гнездовой частью;
фиг.2 четырехгранник для кабельного штекера, вид с торца,
фиг.3 закрепительная втулка для кабельного штекера согласно изобретению в разрезе.
Представленный на чертеже кабельный разъем 10 служит для подсоединения кабеля 1, например, к не представленному более подробно электрогидравлическому управляющему устройству для крепи, которое используется в различных вариантах в подземных горных разработках.
Штекерный разъем 10 состоит, в основном, из гнездовой части 2 и кабельного штекера 3. Кабельный штекер 3, который образует окончание кабеля 1, имеет полое штекерное гнездо 4 из латуни. Отверстие штекерного гнезда 4 своим расположенным со стороны кабеля участком образует отверстие для ввода кабеля и имеет опорный буртик 5, на который опирается в направлении по оси штекерный присоединительный элемент 6 из пластмассы с краевым выступом 6'. В показанном примере выполнения штекерный присоединительный элемент 6 опирается со стороны гнезда на опорный буртик 5. Альтернативно штекерный присоединительный элемент, однако, со стороны кабеля может опираться на опорный буртик, т.е. также штекерный присоединительный элемент вдвигается затем через отверстие для ввода кабеля в штекерное гнездо. Штекерный присоединительный элемент 6, как само по себе известно, имеет штекерные штифты и/или штекерные гнезда, причем отдельные проводящие жилы 23 кабеля 1 соединены со штекерными гнездами 7 в штекерном присоединительном элементе 6. В смонтированном состоянии (не показано) штекерные штифты штекерного присоединительного элемента 6 вставляются в соответствующие штекерные гнезда в ответной детали 8 гнездовой части 2, а в штекерные гнезда 7 вставляются соответственно штекерные штифты ответной детали 8.
Штекерное гнездо 4 имеет переднюю цилиндрическую направляющую цапфу 9, которая здесь на своей окружной поверхности снабжена двумя расположенными по оси друг за другом удерживающими пазами 11, 12, которые оба принимают по упругому кольцу 13, 14 с круглым сечением. Расположение при этом такое, что кольца 13, 14 с круглым сечением несколько выступают из удерживающих пазов 11, 12 в радиальном направлении над окружной поверхностью направляющей цапфы 9. Альтернативно можно было бы предусмотреть лишь одно кольцо с круглым сечением и один удерживающий паз, а направляющая цапфа с одним удерживающим пазом могла бы тогда в целом образовать самый передний участок штекерного гнезда.
Гнездовая часть 12 на своем внутреннем периметре 16 снабжена проходящим по окружной поверхности блокирующим пазом 15, который в смонтированном состоянии расположен в таком же положении по оси, как и передний в направлении вдвигания удерживающий паз 11, так что переднее кольцо 13 с круглым сечением в смонтированном положении одновременно входит в передний удерживающий паз 11 и в блокирующий паз 15 и фиксирует относительно друг друга гнездовую часть 2 и кабельный штекер 3. Оба находящиеся под радиальным напряжением кольца 13, 14 с круглым сечением уплотняют штекерный разъем 10 в смонтированном состоянии от попадания влаги и загрязнений.
Для надежного фиксирования штекерного гнезда 4 или кабельного штекера 3 в гнездовой части 2 служит установленная предпочтительно на штекерном гнезде 4 с возможностью вращения накидная гайка 17, которая снабжена задним удерживающим фланцем 18, входящим в проходящий по окружности опорный паз 19. Альтернативно опорный паз для накидной гайки и удерживающий паз для колец с круглым сечением можно было бы расположить также ближе к нижнему здесь вставляемому концу 20.
Фиг.1 показывает, что штекерное гнездо 4 в отверстии для ввода кабеля у вводимого конца 21 кабеля снабжено внутренней резьбой 22, в которую ввинчен представленный на фиг.2 в увеличенном виде выполненный в виде пенька четырехгранник 30. Изготовленный предпочтительно из латунной четырехгранной штанги четырехгранник 30 имеет соответственно четыре угловые кромки 31 и четыре плоские стороны 32, причем угловые кромки 31 снабжены резьбовыми участками 33. Резьбовые участки 33 всех четырех угловых кромок 31 создают вместе соответствующую внутренней резьбе 22 резьбовую дорожку. Четырехгранник 30 снабжен сквозным отверстием 35, которое благодаря уступу 36 сужается к своему нижнему концу до сквозного отверстия 37, величина раскрытия которого в свету уже, чем диаметр D кабеля (фиг.1). Расположенный на стороне кабеля участок 38 отверстия четырехгранника 30 имеет диаметр В, который на несколько мм больше, чем диаметр кабеля. Расположенный напротив конца 39 сквозного отверстия 37 конец 39 отверстия высверлен напротив участка 38 отверстия, так что показанная на фиг.3 закрепительная втулка 45 может вдвигаться в четырехгранник между оболочкой 1' кабеля и участками отверстия 38, 39. Закрепительная втулка 45 из латуни имеет кольцевой буртик 46 и кольцевое ребро 47.
Фиг.1 показывает смонтированное состояние штекерного гнезда 4, четырехгранника 30, закрепительной втулки 45, кабеля 11 и штекерного присоединительного элемента 6. Для монтажа вначале свободно укладывают проводящие жилы 23 и арматуру 24 кабеля 1 и проводящие жилы 23 проводят через сквозное отверстие 37 в четырехграннике 30. Арматуру 24 при этом зажимают между оболочкой 1’ кабеля и участком 38 отверстия, так что кабель 1 заземлен на латунном четырехграннике 30. После того как проводящие жилы 23 соединены со штекерными гнездами 7 в штекерном присоединительном элементе 6, многогранник 30 ввинчивают во внутреннюю резьбу 22; благодаря этому одновременно обеспечивается полное заземление на основе металлического соединения между арматурой 24, четырехгранником 30 и штекерным гнездом 4. Длина внутренней резьбы 22 проходит лишь через частичный участок отверстия для ввода кабеля, так что четырехгранник 30 может ввинчиваться в него с самоторможением. Длина самого четырехгранника 30 больше длины внутренней резьбы 22.
В предварительно смонтированный таким образом конструктивный узел с задней стороны, т.е. от вводимого конца 21 кабеля, закрепительную втулку 45 вдвигают в участок 38 отверстия, направляя вперед кольцевой буртик 46, и фиксируют с помощью фиксирующей ленты 48. Закрепительная втулка 45 своим глубоко вдвинутым кольцевым ребром 47 подкрепляет осевое фиксирование кабеля 1 в штекерной втулке 4. После того как затем кольцо 26 с круглым сечением установлено на заданном расстоянии от вводимого конца 21 кабеля, фасонная деталь 27 из соответствующей пластмассы может приформовываться, например, с помощью двух перекрывающих конец штекерного гнезда 4 получаш путем литья или литья под давлением. Часть пластмассы выступает при этом также в промежуточное пространство между плоскими сторонами 32 четырехгранника 30 и ниткой резьбы 22, а также дальше между штекерным присоединительным элементом 6 и выступом 36 четырехгранника 30 и через сквозное отверстие 37 - в конец отверстия 39. Это осуществляется здесь с помощью лишь процесса литья под давлением и приводит, среди прочего, к склеиванию литьевого материала со штекерным присоединительным элементом 6, который благодаря этому одновременно фиксируется. Фасонная деталь 27 образует окончание кабельного штекера 3, причем уплотнительное кольцо 26 заключено в проходящем вне штекерного гнезда, большем конечном участке 28 фасонной детали 27.
1. Кабельный штекер для электрических кабельных соединений, в частности, для штекерных разъемов электрических кабельных соединений в подземных горных разработках, содержащий штекерное гнездо из металла, которое имеет отверстие для ввода кабеля, снабженное внутренней резьбой, и опорный буртик из пластмассы для штекерного присоединительного элемента, который оснащен штекерными штифтами и/или штекерными гнездами, которые соединены с кабельными жилами одно- или многожильного электрического кабеля, предпочтительно снабженного экранированием или армированием, отличающийся тем, что в отверстие для ввода кабеля ввинчен многогранник (30) из металла, снабженный сквозным отверстием (35) для кабеля, и кабель (1) закреплен с уплотнением с помощью приформованной к оболочке (1′) кабеля, многограннику (30) и штекерному гнезду (4) фасонной детали (27).
2. Кабельный штекер по п.1, отличающийся тем, что многогранник на своих угловых кромках (31) снабжен резьбовыми участками (33).
3. Кабельный штекер по п.1 или 2, отличающийся тем, что сквозное отверстие (35) многогранника (30) имеет уступ (36), причем предпочтительно участок (38) отверстия со стороны кабеля имеет диаметр (В) отверстия, который больше, чем диаметр (D) оболочки кабеля.
4. Кабельный штекер по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в участок (38, 39) отверстия со стороны кабеля вдвинута закрепительная втулка (45).
5. Кабельный штекер по п.4, отличающийся тем, что свободно уложенная арматура или экранирование (24) кабеля (1) расположено между участком (38) отверстия со стороны кабеля многогранника (30) и закрепительной втулкой (45).
6. Кабельный штекер по п.4 или 5, отличающийся тем, что закрепительная втулка (45) перед приформовыванием фасонной детали (27) зафиксирована на оболочке (1′) кабеля с помощью фиксирующей ленты (48).
7. Кабельный штекер по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что длина многогранника (30) примерно на 3-7 мм больше, чем внутренняя резьба (22) в отверстии для ввода кабеля и/или резьба (22) проходит лишь через частичный участок отверстия для ввода кабеля со стороны кабеля.
8. Кабельный штекер по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что многогранник (30) является четырехгранником.
9. Кабельный штекер по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что монолитно приформованная фасонная деталь (27) проходит внутри штекерного гнезда (4) между его внутренней резьбой (22), плоскими сторонами (32) многогранника (30), а также вплоть до конца отверстия (39), а своим большим конечным участком (28) вне штекерного гнезда (4).
10. Кабельный штекер по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что на участке фасонной детали (27), проходящем вне штекерного гнезда (4), заключено уплотнительное кольцо (26), окружающее оболочку (1′) кабеля.
11. Кабельный штекер по п.10, отличающийся тем, что уплотнительное кольцо (26) является кольцом круглого сечения.
12. Кабельный штекер по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что фасонная деталь (27) состоит из литой или литьевой массы из пластмассы, обладающей способностью сохранять упругость в течение длительного времени.
13. Кабельный штекер по одному из пп.1-12, отличающийся тем, что штекерное гнездо (4), многогранник (30) и/или закрепительная втулка (45) состоят из латуни.
