电缆端接装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种电缆端接装置(1)，其包括壳体(20)和用于具有至少一个芯线(19)的电缆(6)的进线孔(22)，用于将所述电缆头(13)防触电端接。所述壳体(20)包括端盖(2)和与其进行共同作用的螺接单元(4)。所述螺接单元(4)上设有用于容置所述电缆头(13)的所述进线孔(22)。所述壳体(20)中设有至少一个用于容置所述芯线(19)的长形容置槽(3)。
【专利说明】电缆端接装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电缆端接装置，其适于对至少一个电缆头进行防触电端接。
【背景技术】
[0002]例如在安装光伏设备时，经常需要将电缆头密封，以免受到粉尘、水等环境因素的影响。通常此类电缆端接装置至少应具备DIN EN60529或DIN 40050第9部分中规定的防护等级IP 67。亦即，该电缆端接装置能防尘，且至少能在装置短暂浸入水中时实现防护，因为这些情形在电缆自由敷设时(例如应用于光伏设备中)均有可能出现。除应用在光伏设备外，本发明的电缆端接装置也可以用在其他电气部件或电子部件上。
[0003]为了简化光伏设备的安装，例如借助三通管以定距方式直接在卷筒上制造电力电缆，以简化后续的电缆装配和太阳能组件的连接。在此情况下，此种电缆每隔预定距离(例如Im或类似)便具有用于连接太阳能组件的三通管。这样一来，安装太阳能组件时只需从卷筒展开所需长度的太阳能电缆，并依据所需的长度将其截断。之后进行安装时，可将太阳能组件从侧面连接至已设有的三通管上。重要之处是对截断的太阳能电缆自由端进行可靠端接。光伏设备上可能存在较高的电流强度和电压，因此，对载流电缆的持久可靠的防触电端接非常重要。
[0004]随着光伏设备越来越多地被安装到私人房屋的屋顶，越来越多无相关经验的人员会接触到这类电气设备，因此，必须以某种方式对此类太阳能电缆进行端接，使得尽可能降低配备有光伏设备的房屋的居住者或所有者所面临的危险。
[0005]未公布的DE 10 2010 047 217中公开了一种用于端接电缆头的电缆端接装置，其中该电缆端接装置在成功安装后便无法再用手打开。这种电缆端接装置能够实现可靠运行。但根据相应用途和待连接及端接的电缆可能具有的预设工作电压，待端接的电缆头的芯线端之间最好具有或需要具有较大的电气间隙和爬电距离。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的是提供一种电缆端接装置，其能实现较大的电气间隙和爬电距离，且易于安装。
[0007]本发明用以达成上述目的的解决方案为一种具有权利要求1所述特征的电缆端接装置。本发明的优选改良方案由从属权利要求给出。本发明的更多优势和特征参阅实施例。
[0008]本发明的电缆端接装置具有一壳体，其设有至少一个进线孔来插入具有至少一个芯线的电缆，用于实现对所述电缆头的防触电端接。所述壳体包括端盖和与其进行共同作用的螺接单元，其中所述螺接单元上设有用于容置电缆头的进线孔。所述壳体中设有至少一个长形容置槽，用于容置所述至少一芯线。
[0009]本发明的电缆端接装置易于安装且安全性高，因此具有许多优势。
[0010]优选设有两个或两个以上容置槽。所述至少两个容置槽用于相互分离地容置待连接电缆的至少两个芯线。为一个单独的芯线设置一个容置槽时，所述电缆端接装置确保触电防护并免受环境因素影响。
[0011]本发明的电缆端接装置的另一显著优势在于，例如在待端接电缆的各芯线之间实现较大的电气间隙和爬电距离。安装过程中将所述芯线插入各容置槽，从而有效地实现相互隔离。电气间隙和爬电距离的大小例如可借助容置槽的长度简单地进行设置。对于两个相邻的容置槽，最小电气间隙和爬电距离为容置槽的两倍长度。原则上可将所述容置槽构造成任意长度，因此，原则上可实现任意的电气间隙和爬电距离。同时，本发明的电缆端接装置还具有易于安装的优点。
[0012]所述至少一个容置槽可设于至少局部位于所述端盖内的嵌入件上。采用这种技术方案后，即使在前述已公开的电缆端接装置上也能选择性地安装此类端盖。这种技术方案能使所述端盖得到特别灵活的应用，且不局限于本发明的电缆端接装置。
[0013]所述至少一个容置槽优选构造于所述端盖中。亦即，端盖可采用一体式构造，且其中设有所述至少一个容置槽。这种端盖例如可构造成注塑件，从而实现高件数低成本生产。内部设有容置槽的端盖的另一显著优势在于安装得到简化。
[0014]采用这种技术方案时，所述电缆端接装置可以主要仅由两部分组成，即所述端盖和与其进行共同作用的螺接单元。此外端盖和螺接单元之间还可设有密封件。
[0015]采用这种技术方案时，原则上可以对所述电缆端接装置进行预安装，这样一来，在端接待连接的电缆时只须将具有所述一芯线或所述各芯线的该电缆推入电缆端接装置。之后可将螺接单元与端盖螺接，从而不仅将电缆头的所述至少一个芯线端防触电地容置，还确将其以防拉出的方式保持在电缆装置中。
[0016]特别优选地，在所有技术方案中，至少一个容置槽被构造成盲孔。特别是所有容置槽均构造成盲孔。这种盲孔优选具有至少占据其长度主要部分的完整壁面并在末端采用封闭方案。也可以分别用封闭塞或粘合剂等将各盲孔的末端封闭。
[0017]特别优选地，至少一个容置槽(特别是所有容置槽)的长度为2mm或2.5mm或者更大。至少一个容置槽的长度也可以是5mm或1mm或者更大。也可以采用15mm或以上长度。可使用容置槽的长度来规定电气间隙和爬电距离。这样便可依据相应设定的运行条件调整电缆端接装置的尺寸。因此可采用较长或较短的容置槽。
[0018]在所有技术方案中，至少一个容置槽的长度可为该容置槽直径的至少两倍，甚或四倍。
[0019]优选地，至少一个容置槽配设有至少一个进线辅助装置。这种进线辅助装置有助于将芯线插入容置槽。所述进线辅助装置例如可包括进线斜面，或被构造成进线斜面。此夕卜，所述进线辅助装置还可优选被构造成进线斗。设置于容置槽的容置孔上的斗状结构或斜面有助于实现更可靠且更简单的运行。借助进线辅助装置将待插入的芯线自动引入容置槽，这样能避免误安装并从整体上简化安装。
[0020]所述进线辅助装置可以设置于独立的部件上。也可采用与容置槽整合的方式构造进线辅助装置。
[0021]优选设有至少一个止动装置，用于将螺接单元与端盖卡合。
[0022]在优选改良方案中，所述止动装置包括至少一个止动齿系和至少一个与其进行共同作用的止动元件。具有止动齿系和至少一个与其进行共同作用的止动元件的止动装置能够实现电缆端接装置的可靠卡合。
[0023]所述止动齿系可构造成轴向齿系，并与相应轴向作用的止动元件进行共同作用。
[0024]特别优选地，在壳体上径向设有径向作用的止动齿系。在此情形下，端盖上优选设有至少一个(特别是)弹性作用的止动元件。在所有情形下，特别优选地设有多个止动元件，其特别是对称分布于周边上。
[0025]在有益技术方案中，所述止动装置包括至少一个螺旋齿系。所述螺旋齿系具有若干齿件，其一侧边与另一侧边相比平缓得多。也可以将一个侧边构造成平面状，而另一侧边以一角度(例如90° )垂直定向。也可以使侧边的螺纹升角大于90°，从而在该齿边上产生凸起或倒扣。此类技术方案能够实现极难解除的连接。
[0026]在止动装置的止动齿系设有特别陡的卡合用齿边的情形下，通常须使用较大的力才能将该装置松开。特别优选地，此处需要施加某种程度的作用力，使得在不使用工具的情形下只能通过毁坏止动装置乃至毁坏整个端接设备来解除连接。
[0027]在特别优选的技术方案中，在与止动元件螺接期间，所述螺旋齿系至少暂时或/和至少局部啮合。其中，螺旋齿系的齿件沿螺接方向的提升较反方向要平缓。这样一来可简单地实现端盖与壳体的螺接。进行螺接时，止动元件和/或螺旋齿系的齿件发生弹性变形。端盖成功旋入或螺接后，另一侧上螺旋齿系的齿件坡度更大，使得须采用非常大的力才能实现螺接，而这通常会导致部件毁坏。
[0028]在优选技术方案中，所述止动齿系径向设于壳体外。不过所述止动齿系也可径向设于环状轮廓内，或径向设于环状基座内。所述至少一个止动元件也相应地径向外置或径向内置，以实现与止动齿系的啮合。
[0029]若所述端盖构造有朝向最外端的倒圆，则可通过端盖成形更加可靠、更加持久地防止所述电缆端接装置被意外或偶然打开，即使在通常由塑料构成的壳体部件(例如端盖和螺接单元)发生沉缩的情形下也是如此。
[0030]在一种优选改良方案中，所述端盖外端上设有对应装置，特别是可用工具卡住的对应装置。借助设于端盖外端上的对应装置，可在对螺接单元进行螺接的过程中通过卡在对应装置上的工具将端盖固定。螺接完成后可将该工具移除，这样之后便无法在不使用工具的情形下重新打开端盖。
[0031]所述对应装置优选包括至少一个缝隙和/或通孔，该通孔的延伸与待端接电缆的纵向延伸相交叉。该通孔例如可穿入螺丝起子一类的工具，从而使用该工具来实现位置固定。可相对局部固定的端盖旋转螺接单元，以将电缆端接装置的壳体闭合，并对其中容置的电缆的进行防触电端接。
[0032]所述端盖的外端优选略呈凸面状。这种凸面状构造的优势在于，很难用手固定端盖的凸面状外端。因而基本上不会出现电缆端接装置意外打开的状况。
[0033]优选地，所述端盖的至少一个纵长段具有外螺纹。特别是，所述螺接单元的至少一个纵向区域具有内螺纹。特别优选地，螺接单元的内螺纹与端盖的外螺纹进行共同作用，用于螺接电缆端接装置的壳体。
[0034]所述螺接单元可具有至少一个密封锥体，在将螺接单元与端盖螺接时，该密封锥体可将一个层状结构压紧，以便将设置于螺接单元内的密封单元压向插入的电缆头，从而防止水、粉尘等类似物质进入电缆头。
[0035]在所有技术方案中，优选均设有至少3、4、5、6或更多个容置槽。
[0036]特别优选地，所述壳体的纵轴与至少一个容置槽的纵轴所形成的角度小于30°。该角度特定而言小于15°。在优选技术方案中，容置槽的纵轴和待插入电缆的纵轴大体向相同的方向延伸。容置槽的纵轴可大致平行于壳体纵轴。借此可实现具有较小外直径的小体积电缆端接装置。每个芯线均可短距离地弯曲一定角度，该角度大于15°、30°或45°或者更大。壳体的纵轴与至少一个容置槽的纵轴所形成的角度决定了纵轴的相互定向，以及短区间内无法实现的偏转角。
[0037]原则上可在短区间内实现任意偏转角。在特别技术方案中设定了最大偏转角,其在至少一个电缆头的芯线端的短区间内小于75°或60°甚或为45°。短区间例如可理解为芯线直径的四倍。
[0038]可使用经过预安装的电缆端接装置。为了进行安装，可将电缆护套剥去一段，剥除长度相当于容置槽的长度，抑或略大于或略小于该长度。之后将具有所述各芯线的电缆头插入引线孔，直至各芯线进入容置槽的进线孔。通过相对壳体略微转动电缆，或相对电缆略微转动壳体，可更轻松地将各芯线穿入各容置槽。将各芯线前推至容置槽的末端，并例如在该处发生碰触后，可对壳体进行螺接。为此，在将螺接件与端盖螺接时，例如可通过工具将端盖抗扭固定。螺接过程中，设于螺接件内部的密封单元会夹紧电缆，从而对电缆头实现抗拉出且防触电的端接。在仅设有唯一一个用于容置单芯线的容置槽的情形下，操作方法完全相同。
[0039]为了进行安装，可剥除长度略小于容置槽长度的电缆护套。实践中常会出现此情形，因为芯线不会始终被精确切割成确切长度。因此，切去的芯线略短常比切去的芯线过长要好。在设计电气间隙和爬电距离时须考虑到这一点，并相应优选选择略大的容置槽长度。
[0040]下面结合附图所示实施例的相关描述对本发明的更多优势和特征进行说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1为本发明的电缆端接装置的示意图；
[0042]图2为图1所示电缆端接装置的分解图；
[0043]图3为图1所示电缆端接装置的螺接件的俯视透视图；
[0044]图4为图1所示电缆端接装置的端盖的俯视透视图；
[0045]图5为图1所示端盖的仰视透视图；
[0046]图6为图4所示端盖的横截面；
[0047]图7为图1所示电缆端接装置的横截面；
[0048]图8为图7所示电缆端接装置的分解图；以及
[0049]图9为使用工具进行安装时的电缆端接装置。
【具体实施方式】
[0050]下面参照附图1至9对若干实施例进行描述。
[0051]图1示出安装完毕的电缆端接装置1，其包括端盖2和螺接单元4。螺接单元4上设有扳手面5。电缆端接装置I上防触电地端接有电缆6的电缆头13。
[0052]此处的电缆端接装置I仅由两个塑料件构成。电缆端接装置I包括端盖2和螺接单元4。此外仅设有柔性密封单元12。
[0053]电缆端接装置I的外端14上构造有此处呈凸面状的端盖2。端盖2上以横向延伸的槽或横向延伸的缝隙17的形式设有对应装置7。对应装置7中例如可插入螺丝起子23(见图8)这样的工具，用于在螺接过程中固定端盖2。此处的电缆端接装置I的壳体20主要由安装时相互螺接的端盖2和螺接单元4组成。
[0054]图2为分解图，其中除端盖2和螺接单元4外密封单元12同样可见，该密封单元安装完毕后将待连接电缆6的电缆头与端盖2隔开。
[0055]图3为螺接单元4的俯视透视图，该螺接单元具有内螺纹24，而端盖2则具有外螺纹8。安装时将内螺纹24螺接至端盖2的外螺纹8上。
[0056]壳体20上设有止动装置25，其包括止动齿系26 (此处实施为螺接单元4上的径向内齿系)和止动元件27 (此处径向构建在端盖外部)。止动装置25以某种方式构造，使得止动齿系26与止动元件27啮合时只能再旋动一下。止动装置25可靠避免使得螺接件4重新解除的反向旋动。
[0057]图4为端盖2的俯视透视图，图中明确示出了端盖2上的两个相对的止动元件27。这些止动元件27可采用弹性构造并具有某种便于旋入螺接件但防止被重新取出的斜面35。
[0058]可设置凹槽33来增大弹性。凹槽或凹口 33同时还有助于节省材料。
[0059]安装过程中将层状结构11压紧并压向此处未示出的密封单元12，以将电缆6紧密地容置于端盖2中。
[0060]图5为端盖2的仰视透视图，图中示出了用于容置各芯线19的容置槽3。该实施例中设有5个容置槽3，用于容置五个芯线19。也可以仅设有一个容置槽3来容置一个单独的芯线。也可以设有两个、三个、四个、或者例如六个或六个以上容置槽3，具体视用途和结构尺寸而定。容置槽3的数目不必与芯线的数目相等，而是也可以大于芯线数目。
[0061]图6示出如图4和图5所示端盖2的横截面。此处五个容置槽3在周边上对称布置，因此横截面中仅有一个容置槽3可见。容置槽3可配设形式为进线斜面或进线斗的进线套筒30，从而便于芯线19插入容置槽3。
[0062]图7示出安装完毕后的电缆端接装置I的横截面。端盖2以某种方式与螺接单元4螺接，使得止动装置25防止连接被解除。
[0063]容置槽3中插入有芯线19的芯线端21。容置槽3具有某种长度28，使得针对特定用途而保持足够的电气间隙和爬电距离。
[0064]容置槽3侧向彼此间隔一定距离时，电气间隙和爬电距离可以是容置槽3的长度28的两倍或者稍大。实际电气间隙和爬电距离取决于芯线的长度，因此也可能比容置槽的双倍长度要短。
[0065]容置槽3的直径29与待容置芯线相匹配。
[0066]安装时，密封锥体34压向密封单元12，从而实现对电缆6的电缆头13的紧密容置。
[0067]以进线斜面的形式设于容置槽3上的进线辅助装置30也在图中明确示出。
[0068]图8为电缆端接装置I在安装过程中的透视分解图。相当于或略超出容置槽长度28的电缆护套长度段被从电缆6剥去，使得芯线19在电缆头13处各自分离。螺接件4已被套设至电缆头13上。随后将电缆头13插入螺接件2，其中可相对螺接件略微转动电缆头13，或相对电缆头13略微转动螺接件，以确保将芯线19插入端盖2中的各容置槽3。
[0069]图8还示出一种替代实施方式，其中将嵌入件10插入端盖2。嵌入件10具有所需数目的容置槽3。同其他实施例中一样，所述容置槽3均构造成盲孔16。该方案中的嵌入件10具有6个容置槽3。每个容置槽均具有带进线斜面31的进线辅助装置30，因此这些进线辅助装置均构造成进线斗32。
[0070]之后例如将用作工具23的螺丝起子插入对应装置7，并将螺接件4与端盖2螺接在一起，从而将端盖以无法手动解除的方式紧固在螺接件4上。
[0071]附图标记表
[0072]I电缆端接装置
[0073]2 端盖
[0074]3容置槽
[0075]4螺接单元
[0076]5扳手面
[0077]6 电缆
[0078]7对应装置
[0079]8外螺纹
[0080]10嵌入件
[0081]11层状结构
[0082]12密封单元
[0083]13电缆头
[0084]14 外端
[0085]16 盲孔
[0086]17 缝隙
[0087]18 托环
[0088]19 芯线
[0089]20 壳体
[0090]21芯线端
[0091]22进线孔
[0092]23 工具
[0093]24内螺纹
[0094]25止动装置
[0095]26止动齿系
[0096]27止动兀件，齿件
[0097]28 长度
[0098]29 直径
[0099]30进线辅助装置
[0100]31进线斜面
[0101]32进线斗
[0102]33 凹槽
[0103]34密封锥体
[0104]35 斜面
【权利要求】
1.一种电缆端接装置(I)，其包括壳体(20)和用于具有至少一个芯线(19)的电缆(6)的进线孔(22)，用于将所述电缆头(13)防触电端接， 其中所述壳体(20)包括端盖(2)和与该端盖进行共同作用的螺接单元(4)，其中所述螺接单元(4)上设有用于容置所述电缆头(13)的所述进线孔(22)， 其特征在于， 所述壳体(20)中设有至少一个用于容置所述至少一个芯线(19)的长形容置槽(3)。
2.根据权利要求1所述的电缆端接装置(I)，其中在至少局部容置于所述端盖(2)内的嵌入件(10)上设有至少一个容置槽(3)。
3.根据权利要求1所述的电缆端接装置(I)，其中在所述端盖(2)上构造有至少一个容置槽⑶。
4.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中至少一个容置槽(3)被构造成盲孔(16)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中至少一个容置槽的长度为至少2mm,特别是为至少5mm,优选为至少10mm。
6.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中至少一个容置槽的长度至少为所述容置槽的直径的两倍，特别是四倍。
7.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中至少一个容置槽(3)配设有进线辅助装置(30)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中所述进线辅助装置(30)被构造成进线斜面(31)或进线斗(32)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中设有至少一个用于将所述螺接单元(4)与所述端盖(2)卡合的止动装置(25)，且其中所述止动装置(25)优选包括至少一个止动齿系(26)和至少一个与其进行共同作用的止动元件(27)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中所述止动齿系(26)设置于所述螺接单元(4)径向内部，且其中至少一个弹性止动元件(27)设置于所述端盖(2)径向外部。
11.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中所述止动装置(25)包括至少一个螺旋齿系，且其中所述螺旋齿系在与所述止动元件(27)螺接时至少局部啮合，且其中所述螺旋齿系(28)的齿件(29)沿螺接方向(33)的提升较反方向平缓。
12.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中所述端盖(2)的至少一个纵长段具有外螺纹(8)，以及/或者，其中所述螺接单元(4)的至少一个纵向区域具有内螺纹(24)。
13.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中设有至少两个、三个、四个、五个或六个或者更多个容置槽(3)。
14.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中所述螺接单元(4)具有密封锥体(34)，且其中将所述螺接单元(4)与所述端盖(2)螺接时，层状结构(11)被压紧，进而使得所述密封单元(12)压向插入的电缆头(13)。
15.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中所述电缆头(13)的至少一个芯线端(21)的最大偏转角小于75°，特别是小于60°。
16.根据上述权利要求中任一项所述的电缆端接装置(I)，其中所述壳体(20)的纵轴与至少一个容置槽(3)的纵轴所形成的角度小于30°，特别是小于15°。
【文档编号】H02G15/02GK104205542SQ201380015402
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月5日 优先权日:2012年3月21日
【发明者】延斯·弗兰克 申请人:菲尼克斯电气公司