PL196327B1 - Złącze wtykowe połączenia kabla elektrycznego, zwłaszcza górniczego - Google Patents

Abstract

1. Zlacze wtykowe polaczenia kabla elek- trycznego, zwlaszcza górniczego, wyposazone w metalowa tuleje wtykowa, posiadajaca otwór wlotowy zgwintem wewnetrznym od strony wprowadzenia kabla oraz wieniec ustalajacy polozenie lacznika wtykowego wykonanego z tworzywa sztucznego, majacego kolki wtyko- we i/lub gniazdka wtykowe polaczone z prze- wodami kabla jedno lub wielozylowego, który korzystnie posiada opancerzenie i/lub ekrano- wanie, znamienne tym, ze ma ksztaltowy, metalowy element osadczy (24) z przelotowym wewnetrznym otworem (28 i 30) dla kabla (4), wkrecony w gwint wewnetrzny (23) tulei wtyko- wej (5), a kabel (4) jest szczelnie zamocowany ksztaltka (39) dopasowana do zewnetrznej powloki (33) kabla (4), elementu osadczego (24) i tulei wtykowej (5) wtyczki kablowej (3). PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest złącze wtykowe połączenia kabla elektrycznego, zwłaszcza górniczego, znajdujące zastosowanie w szczególności w układach elektrohydraulicznego sterowania obudów górniczych.

Znane i stosowane są złącza wtykowe składające się z gniazda i wtyczki kablowej. Wtyczka kablowa wykonana jest z metalu i posiada otwór wlotowy kabla z wewnętrznym gwintem oraz łącznik wtykowy z tworzywa sztucznego, wyposażony w kołki wtykowe i/lub gniazdka wtykowe, połączone z przewodami kabla elektrycznego, jedno lub wielożyłowego. Kabel blokowany jest w tulei wtykowej za pomocą złącza śrubowego z tworzywa sztucznego, które z jednego końca wkręcane jest w otwór wlotowy kabla, a z drugiego końca tworzy wieniec listwowy wokół zewnętrznej powłoki kabla, zaciśnięty przy pomocy kapturka na mankiecie uszczelniającym, obejmującym zewnętrzną powłokę kabla. Uszczelnienie tulei wtykowej od strony kabla elektrycznego, zabezpieczające przed penetracją wilgoci, zależy od sił zaciskowych działających na mankiet uszczelniający, stąd też wieniec listwowy, względnie odstępy między poszczególnymi listwami, stanowią słaby punkt uszczelnienia. Wtyczka kablowa wtykana jest do gniazda złącza wtykowego i zabezpieczana w nim nakrętką kołpakową, przy czym styk gniazda z wtyczką kablową uszczelniany jest uszczelką pierścieniową, stanowiącą zabezpieczenie złącza przed wnikaniem wilgoci i zanieczyszczeń. Podczas długotrwałej eksploatacji wśrodowisku wilgotnym, a szczególnie w wyrobiskach podziemnych, gdzie stosowane są kurtyny i natryski wodne, złącza wtykowe nie zawsze są wystarczająco szczelne. Wykorzystywane wtych złączach wieńce listwowe wymagają precyzyjnego wykonania isą kosztowne pod względem technicznym i wykonawczym, stąd też złącza śrubowe są drogie i nieekonomiczne. Dodatkową ich wadą jest brak właściwego uziemienia złącza wtykowego.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji złącza wtykowego połączenia kabla elektrycznego, zwłaszcza górniczego, która przy pomocy prostych środków technicznych umożliwi długotrwałe i prawidłowe funkcjonowanie w warunkach znacznego zawilgocenia i zanieczyszczenia zzapewnieniem bezpieczeństwa obsługi, oraz obniży w sposób istotny koszt wykonania złącza.

Istota wynalazku polega na tym, że tuleja wtykowa wtyczki kablowej ma metalowy, kształtowy element osadczy z przelotowym, wewnętrznym otworem dla kabla elektrycznego, wkręcany w gwint wewnętrzny tulei wtykowej, a kabel elektryczny jest szczelnie zamocowany kształtką, dopasowaną do jego zewnętrznej powłoki, jak również do elementu osadczego i tulei wtykowej.

Korzystnym jest, gdy element osadczy ma postać metalowego pręta o kształcie w przekroju poprzecznym wielokąta z zaoblonymi wierzchołkami, przy czym jego powierzchnie wierzchołkowe wyposażone są w odcinki gwintowe.

W najprostszym wykonaniu element osadczy ma w przekroju poprzecznym kształt zbliżony do czworokąta.

Korzystnym jest również, gdy element osadczy na przednim końcu swego wewnętrznego otworu ma ściankę przednią z mniejszym otworem przelotowym, przy czym wewnętrzny otwór ma średnicę większą, od średnicy zewnętrznej powłoki kabla, co umożliwia wsunięcie do tego wewnętrznego otworu kabla na określoną, stabilną głębokość.

Pożądanym jest również, aby wewnętrzny otwór elementu osadczego, wjego tylnej części od strony wprowadzenia kabla, miał większą średnicę i do tego otworu wewnętrznego była wsunięta tuleja zaciskowa.

Najlepiej jest przy tym, gdy pozycja tulei zaciskowej ustalana jest taśmą mocującą przed formowaniem kształtki.

Dla uzyskania dobrego uziemienia kabla w tulei wtykowej celowym jest takie osadzenie kabla, w którym jego odsłonięte zbrojenie względnie ekran styka się z sąsiadującą znim powierzchnią wewnętrznego otworu metalowego elementu osadczego.

Szczególnie korzystnym jest w takim przypadku, gdy odsłonięte zbrojenie, względnie ekran kabla, zlokalizowane jest między ścianką przednią elementu osadczego a tuleją zaciskową.

W dalszym korzystnym wykonaniu element osadczy ma długość większą od długości gwintu wewnętrznego tulei wtykowej i/lub gwint wewnętrzny jest wykonany na odcinku częściowym tylnego końca tej tulei wtykowej, dzięki czemu element osadczy wkręcany jest w tuleję wtykową samohamująco, a wystający z tulei wtykowej krótki odcinek elementu osadczego może być wykorzystany, jako uchwyt dla narzędzia, na przykład klucza, w trakcie montażu złącza.

PL 196 327 B1

W podstawowym wykonaniu jednoczęściowa, pasowana kształtka zachodzi do wnętrza tulei wtykowej i obejmuje przestrzenie między jej gwintem wewnętrznym a płaszczyznami płaskich powierzchni elementu osadczego, wystając przy tym swym końcowym odcinkiem na zewnątrz tulei wtykowej, poza jej część tylną, co w efekcie powoduje wypełnienie pustych przestrzeni i absolutną szczelność złącza.

Korzystnym jest przy tym, gdy w wystającym poza część ty Iną tulei wtykowej, końcowym odcinku kształtki, zamknięta jest dodatkowa uszczelka pierścieniowa obejmująca zewnętrzną powłokę kabla, co dodatkowo gwarantuje szczelność złącza w przypadku obluzowania kształtki pod wpływem silnych wibracji przyłączonego osprzętu, bądź też zbyt dużego wygięcia kabla.

Najprostszym jest, gdy dodatkowa uszczelka pierścieniowa ma w przekroju poprzecznym kształt okrągły, a więc jest uszczelką zwaną potocznie O-ringiem.

W najbardziej korzystnym wykonaniu kształtka wykonana jest z masy wtryskowej lub odlewowej z tworzywa sztucznego, zachowującego własności elastyczne przez długi okres czasu.

Ze względu na własności mechaniczne oraz dobrą przewodność elektryczną, najkorzystniejszym jest wykonanie zarówno tulei wtykowej, jak i wkręconego w nią elementu osadczego oraz tulei zaciskowej wsuniętej w element osadczy, z mosiądzu.

Zasadniczą zaletą złącza wtykowego według wynalazku jest zapewnienie pełnej szczelności wnętrza wtyczki kablowej, zabezpieczającej ją przed przenikaniem zanieczyszczeń i wilgoci w długim okresie czasu. Uszczelnienie kabla elektrycznego w tulei wtykowej osiąga się dzięki kształtce z tworzywa sztucznego, wykonanej po mechanicznym zmontowaniu wtyczki, co wyklucza powstawanie nieszczelności z przyczyn montażowych, a jednocześnie pozwala na przeprowadzenie kontroli, jakości wtyczki kablowej już na stanowisku produkcyjnym. Samo zaś specyficzne ukształtowanie elementu osadczego powoduje powstanie pustych komór pomiędzy jego ścianami zewnętrznymi a wewnętrzną powierzchnią tulei wtykowej, ułatwiających penetrację tworzywa sztucznego, z którego zbudowana jest kształtka, w trakcie wtryskowego lub wlewowego wykonywania tej kształtki. Dodatkową, nie mniej ważną zaletą jest uziemienie kabla, wynikające z wykonania tulei wtykowej, elementu osadczego i tulei zaciskowej z metalu, zwłaszcza z mosiądzu oraz zapewnienia stałego i pewnego połączenia zbrojenia i/lub ekranu kabla z połączonymi ze sobą metalowymi elementami konstrukcyjnymi złącza.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia złącze wtykowe w stanie rozłączonym, w przekroju podłużnym, fig. 2 -element osadczy wtyczki kablowej w widoku czołowym, a fig. 3 - tuleję zaciskową wtyczki kablowej w przekroju podłużnym.

Złącze wtykowe 1 (fig. 1) składa się generalnie z gniazda 2 i wtyczki kablowej 3 tworzącej zakończenie kabla 4. Wtyczka kablowa 3 posiada tuleję wtykową 5 z mosiądzu, która we wnętrzu, od strony gniazda 2 wyposażona jest w wieniec ustalający 6, na którym wspiera się osiowo łącznik wtykowy 7 z tworzywa sztucznego swoim kołnierzem 8. Łącznik wtykowy 7 wyposażony jest w znane kołki wtykowe i/lub gniazdka wtykowe 9, przy czym poszczególne przewody 10 kabla 4 połączone są z odpowiadającymi im kołkami wtykowymi bądź gniazdkami wtykowymi 9 tego łącznika wtykowego 7. W stanie połączonym złącza wtykowego 1, czego nie uwidoczniono na rysunku, kołki wtykowe łącznika wtykowego 7 wchodzą w odpowiadające im gniazdka wtykowe elementu połączeniowego 11, gniazda 2,ado gniazdek wtykowych łącznika wtykowego 7 wchodzą kołki wtykowe elementu połączeniowego 11 gniazda 2.

Przedni, cylindryczny czop prowadzący 12 tulei wtykowej 5 ma na swej powierzchni zewnętrznej obwodowe wpusty przedni 13 i tylny 14, usytuowane poosiowo jeden za drugim, w które wchodzą odpowiednio pierścieniowe uszczelki przednia 15 i tylna 16, zwane w języku potocznym O-ringami. Pierścieniowe uszczelki przednia 15 i tylna 16 wy stają przy tym nieco z obwodowych wpustów przedniego 13 i tylnego 14 ponad powierzchnię zewnętrzną czopa prowadzącego 12. Z kolei gniazdo 2 posiada wykonany w jego cylindrycznej powierzchni wewnętrznej 17 również obwodowy wpust ryglujący 18, który w stanie połączonym złącza wtykowego 1 zajmuje poosiową pozycję, odpowiadającą położeniu wpustu przedniego 13 czopa prowadzącego 12 tulei wtykowej 5, dzięki czemu pierścieniowa uszczelka przednia 15 wchodzi również swą wystającą częścią do wnętrza wpustu ryglującego 18. Taka konfiguracja ściskanych, promieniowych uszczelek przedniej 15 i tylnej 16 zabezpiecza złącze wtykowe 1 w stanie połączenia przed dostępem wilgoci i zanieczyszczeń. Pewne i stabilne osadzenie wtyku kablowego 3 w gnieździe 2 uzyskuje się dzięki osadzonej na tulei wtykowej 5 obrotowej nakrętce kołpakowej 19, której kołnierz mocujący 20 wchodzi w obwodowy rowek 21 czopa prowadzącego

12. Tuleja wtykowa 5 ma przy swym tylnym końcu 22 gwint wewnętrzny 23, do którego wkręcany jest element osadczy 24.

PL 196 327B1

Element osadczy 24 (fig. 2) ma postać w przekroju poprzecznym czworokąta z odpowiednio zaokrąglonymi wierzchołkami i wykonany jest z czworokątnego, mosiężnego pręta, awięc posiada cztery płaskie powierzchnie 25 i cztery powierzchnie wierzchołkowe 26. Powierzchnie wierzchołkowe 26 wyposażone są w odcinki gwintowe 27, przy czym te odcinki gwintowe 27 wszystkich czterech powierzchni wierzchołkowych 26 tworzą razem pas gwintowy, dopasowany do gwintu wewnętrznego 23 tulei wtykowej 5. Element osadczy 24 jest przy tym wyposażony w wewnętrzny otwór 28, ograniczony od przodu ścianką przednią 29 z osiowym otworem przelotowym 30. Średnica d1 otworu przelotowego 30 jest mniejsza od średnicy d2 kabla 4, natomiast średnica d3 wewnętrznego otworu 28 jest minimalnie, o kilka milimetrów większa od średnicy d2 kabla 4. W swej części tylnej 31 wewnętrzny otwór 28 jest rozwiercony do średnicy d4, większej od jego średnicy d3, co służy do osadzania tulei zaciskowej 32. Tuleja zaciskowa 32 jest wciśnięta pomiędzy zewnętrzną powłokę 33 kabla 4apowierzchnie wewnętrznego otworu 28 wjego części tylnej 31, przy czym wykonana jest z mosiądzu i posiada wieniec pierścieniowy 34 oraz jarzmo pierścieniowe 35 (fig. 3).

Wtyczka kablowa 3 (fig. 1) przedstawiona została w postaci całkowicie zmontowanej. Dla celów montażowych w pierwszej kolejności odsłania się przewody 10 oraz ekran 36 kabla 4, po czym przewody 10 przeprowadza się przez otwór przelotowy 30 elementu osadczego 24, natomiast ekran 36 zakleszcza się między zewnętrzną powłoką 33 kabla 4 a powierzchnią wewnętrznego otworu 28mosiężnego elementu osadczego 24, co zapewnia uziemienie kabla 4 przez ten element osadczy 24. Po połączeniu przewodów 10 z odpowiadającymi im gniazdkami wtykowymi 9 w łączniku wtykowym 7, wkręca się element osadczy 24 w gwint wewnętrzny 23 mosiężnej tulei wtykowej 5. Długość l1 elementu osadczego 24 jest większa od długości l2 gwintu wewnętrznego 23 tulei wtykowej 5, stąd też element osadczy 24 wkręcany jest samohamująco.

Do tak wstępnie złożonej jednostki montażowej, od tyłu, to znaczy od strony kabla 4, do wewnętrznego otworu 28 elementu osadczego 24 wsuwa się tuleję zaciskową 32 jej wieńcem pierścieniowym 34 i ustala jej położenie za pomocą taśmy mocującej 37. W ten sposób tuleja zaciskowa 32 ustala swym głęboko wsuniętym jarzmem pierścieniowym 35 osiowe ustawienie kabla 4 w tulei wtykowej 5. W końcowej fazie montażu, po założeniu dodatkowej uszczelki pierścieniowej 38, w stosownym odstępie od tylnego końca 22 tulei wtykowej 5, przystępuje się do formowania kształtki 39 z właściwego tworzywa sztucznego za pomocą matrycy obejmującej koniec tulei wtykowej 5 metodą wtrysku bądź wlewu. W trakcie tej operacji część tworzywa przedostaje się do przestrzeni między płaskimi powierzchniami 25 elementu osadczego 24 a gwintem wewnętrznym 23 tulei wtykowej 5, a także przez otwór przelotowy 30 do przestrzeni między łącznikiem wtykowym 7 a ścianką przednią 29 elementu osadczego 24, wypełniając te przestrzenie łącznie z częścią tylną 31, wewnętrznego otworu 28. Ten efekt uzyskuje się przez wykonanie jednego wtrysku. Wprowadzony podczas wtrysku materiał tworzywa sztucznego skleja się z łącznikiem wtykowym 7 utrwalając stan zmontowania elementów. Uzyskana kształtka 39 tworzy zakończenie wtyczki kablowej 3, przy czym dodatkowa uszczelka pierścieniowa 38 zamknięta jest w grubszym, końcowym odcinku 40 kształtki 39, rozciągającym się na zewnątrz tulei wtykowej 5.

Opisany przykład wykonania nie wyczerpuje wszystkich możliwości wynikających z wynalazku. Alternatywnie łącznik wtykowy 7 może wspierać się na wieńcu ustalającym 6 od strony wprowadzenia kabla 4, a więc również ten łącznik wtykowy 7 może być wsuwany do tulei wtykowej 5 przez jej tylny koniec 22. Także czop prowadzący 12 może być wyposażony tylko w jeden wpust przedni 13 i tylko jedną uszczelkę pierścieniową 15, które w takim przypadku umiejscowione będą na najbardziej do przodu wysuniętym odcinku tulei wtykowej 5.

W innym, alternatywnym wykonaniu rowek 21 dla kołnierza mocującego 20 nakrętki kołnierzowej 19, a także wpust przedni 13 na uszczelkę pierścieniową 15 mogą być zlokalizowane na przednim końcu 41 tulei wtykowej 5.

Claims (14)

1. Złącze wtykowe połączenia kabla elektrycznego, zwłaszcza górniczego, wyposażone w metalową tuleję wtykową, posiadającą otwór wlotowy z gwintem wewnętrznym od strony wprowadzenia kabla oraz wieniec ustalający położenie łącznika wtykowego wykonanego z tworzywa sztucznego, mającego kołki wtykowe i/lub gniazdka wtykowe połączone z przewodami kabla jedno lub wielożyłowego, który korzystnie posiada opancerzenie i/lub ekranowanie, znamienne tym, że ma kształtowy,

PL 196 327 B1 metalowy element osadczy (24) z przelotowym wewnętrznym otworem (28i30) dla kabla (4), wkręcony w gwint wewnętrzny (23) tulei wtykowej (5), a kabel (4) jest szczelnie zamocowany kształtką (39) dopasowaną do zewnętrznej powłoki (33) kabla (4), elementu osadczego (24) i tulei wtykowej (5) wtyczki kablowej (3).

2. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że element osadczy (24) ma postać metalowego pręta o kształcie w przekroju poprzecznym wielokąta z zaoblonymi wierzchołkami, przy czym jego powierzchnie wierzchołkowe (26) wyposażone są w odcinki gwintowe (21).

3. Złącze według zastrz. 2, znamienne tym, że element osadczy (24) ma w przekroju poprzecznym kształt zbliżony do czworokąta.

4. Złącze według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że element osadczy (24) na przednim końcu wewnętrznego otworu (28) ma ściankę przednią (29) z otworem przelotowym (30), przy czym wewnętrzny otwór (28) ma średnicę (d3) większą od średnicy (d2) zewnętrznej powłoki (33) kabla (4).

5. Złącze według zastrz. 1albo 2, albo 3, znamienne tym, że wewnętrzny otwór (28) elementu osadczego (24) ma wswej tylnej części (31) większą średnicę (d4) i do jego wnętrza wsunięta jest tuleja zaciskowa (2).

6. Złącze według zastrz. 5, znamienne tym, że pozycja tulei zaciskowej (32) ustalana jest taśmą mocującą (37) przed formowaniem kształtki (39).

7. Złącze według zastrz. 4, znamienne tym, że odsłonięte zbrojenie względnie ekran (36) kabla (4) styka się z sąsiadującą znim powierzchnią wewnętrznego otworu (28) metalowego elementu osadczego (24).

8. Złącze według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że odsłonięte zbrojenie względnie ekran (36) jest zlokalizowane między ścianką przednią(29)elementu osadczego (24) a tuleją zaciskową (32).

9. Złącze według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że długość (I1) elementu osadczego (24) jest większa od długości (l2) gwintu wewnętrznego (23) tulei wtykowej (5) i/lub gwint wewnętrzny (23) jest wykonany na odcinku częściowym tylnego końca (22) tulei wtykowej (5).

10. Złącze według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że jednoczęściowa, pasowana kształtka (39) zachodzi do wnętrza tulei wtykowej (5) i obejmuje przestrzenie miedzy gwintem wewnętrznym (23) a płaszczyznami płaskich powierzchni (25) elementu osadczego (24), wystając swym końcowym odcinkiem (40) poza część tylną (31) elementu osadczego (24) na zewnętrz tulei wtykowej (5).

11. Złącze według zastrz. 10, znamienne tym, że w wystającym poza część tylną (31) elementu osadczego (24) końcowym odcinku (40) kształtki (39) zamknięta jest dodatkowa uszczelka pierścieniowa (38) obejmująca zewnętrzną powłokę (33) kabla (4).

12. Złącze według zastrz. 11, znamienne tym, że dodatkowa uszczelka pierścieniowa (38) ma w przekroju poprzecznym kształt okrągły.

13. Złącze według zastrz. 10, znamienne tym, że kształtka (39) wykonana jest zmasy wtryskowej lub odlewowej z tworzywa sztucznego o stałych własnościach elastycznych.

14. Złącze według zastrz. 5, znamienne tym, że zarówno tuleja wtykowa (5), jak i wkręcony wnią element osadczy (24) oraz tuleja zaciskowa (32) wsunięta w element osadczy (24) są wykonane z mosiądzu.