用于在電纜和傳感器之間產生電接觸的接觸系統和方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于在電纜和傳感器之間產生電接觸的接觸系統，其中電纜至少包括第一和第二導體，包括：呈圓柱形的接觸主體，其至少具有第一開口、第二開口和在它們之間的接觸主體中部，在第一開口處設置密封元件，該密封元件被實施為與介質隔離地密封接觸主體中部，并且設置第一連接結構和第一接觸結構；以及呈圓柱形的電纜端部零件，其中設置與第一連接結構對應的第二連接結構，設置與第一接觸結構對應的第二接觸結構，至少設置第一開口、第二開口以及在它們之間的電纜端部零件中部，第一開口被實施為用于容納接觸主體的第二端部區域，并且在第一開口區域至少設置第一密封元件，該密封元件被實施為與介質隔離地密封電纜端部零件中部。
【專利說明】用于在電纜和傳感器之間產生電接觸的接觸系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于在電纜和傳感器之間產生電接觸的接觸系統。
【背景技術】
[0002]某些傳感器，例如，用于水領域和廢水領域的光學濁度探測儀或硝酸鹽探測儀，長期處于受測介質當中。在這種情況下，經由連接電纜傳輸測量信號和所需的能量。在這種情況下，電纜從傳感器的出口必須被密封，以使得不會有介質進入到傳感器中。這通常通過電纜螺紋連接來實現，在電纜護套的周圍徑向地壓縮電纜螺紋連接的密封元件，以在螺紋連接的封閉處形成塑性變形。
[0003]為滿足傳感器的電磁兼容性(EMC)需求，使用具有特殊EMC連接的電纜螺紋連接。在這種情況下，通常包含彈簧形的或爪形的金屬元件，其在螺紋上一起嚙合在電纜的編制屏蔽中并鉤住那里。主流地，線路接地以及隨之的EMC引流(drain)都經由外部導體(也被稱為電纜屏蔽)而被輸導。
[0004]通常，為了維修而打開電纜螺紋連接僅在施加相當大的力的情況下才可能，并且經常導致密封元件的損壞和EMC連接的塑性變形。
[0005]因此必須完全更換螺紋連接，以獲得可靠的密封和起作用的EMC連接。這關系到相當大的工作量和成本。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的目的是提供一種電纜連接，其確保安全的EMC引流并可以多次打開和關閉。
[0007]通過用于在電纜和傳感器之間產生電接觸的接觸系統實現該目的，其中電纜包括至少第一導體和第二導體，并且其中傳感器被實施為用于確定介質中的化學和/或物理受測變量，包括:基本上呈圓柱形的接觸主體，其至少在第一端部區域具有第一開口，在第二端部區域具有第二開口，以及在第一開口和第二開口之間的接觸主體中部，其中第一開口被實施為用于容納電纜，其中在接觸主體中部中設置保持元件，并且該保持元件被實施為在第一導體和接觸主體之間產生接觸，其中在第一開口處設置密封元件，并且該密封元件被實施為將接觸主體與介質隔離地內部密封，并且其中設置第一連接結構和第一接觸結構；以及基本上呈圓柱形的電纜端部零件，其中設置與第一連接結構相對應的第二連接結構，用于將接觸主體機械地連接到電纜端部零件，其中設置與第一接觸結構相對應的第二接觸結構，用于將接觸主體電接觸到電纜端部零件，其中至少設置在電纜端部零件的第一端部區域處的第一開口、在電纜端部零件的第二端部區域處的第二開口以及第一開口和第二開口之間的電纜端部零件中部，其中電纜端部零件的第一開口被實施為用于容納接觸主體的第二端部區域，并且其中在第一開口的區域設置至少第一密封元件，并且第一密封元件被實施為與介質隔離地密封電纜端部零件中部。
[0008]經過固定連接的單元、電纜/接觸主體、以及連接的電纜端部零件，能夠多次打開和關閉接觸系統，而不削弱密封作用和EMC連接。電纜/接觸主體單元，在釋放連接結構的情況下，能夠在電纜端部零件內，在電纜方向上盡可能如所期望地移位。因此，由于電纜/接觸主體相對于傳感器保持在靜止的位置，所以避免了在組裝或拆卸情況下插頭的扭轉或斷開。
[0009]在優選的實施例中，在電纜端部零件上設置第三連接結構，其中在傳感器上設置與第三連接結構互補的第四連接結構，用于將傳感器機械連接到電纜端部零件，其中在電纜端部零件的第二開口上設置至少第二密封元件，該第二密封元件被實施為與介質隔離地密封電纜端部零件中部，且其中至少第二導體接觸傳感器。
[0010]因此，能夠同時將傳感器與電纜端部零件機械接觸和電接觸，以保持密封作用并實現EMC連接。
[0011]優選地，第一導體是電纜屏蔽。經常地，電纜屏蔽用作線路接地，并且EMC引流能夠通過這樣的線路來接地。
[0012]在有利的進一步開發中,密封元件被實施為彈性填封(elastic packing)材料和壓緊螺母。因此，介質不會滲入接觸主體內。
[0013]在實施例優選的形式中，保持元件被實施為具有擠壓區域的導電結構，并抵靠接觸主體中部的壁擠壓第一導體。因此，任何EMC作用都被引流掉。
[0014]或者，保持元件被實施為導電彈簧元件，且第一導體通過爪與接觸主體中部的壁接觸。
[0015]優選地，為了將接觸主體與電纜端部零件最佳連接，至少一個連接結構是具有對應的螺紋的聯結螺母。
[0016]或者，可以使用固定螺釘。
[0017]而且，連接結構可以是具有對應的內螺紋的外螺紋。
[0018]在優選的進一步開發中，密封元件中的至少一個可以是帶有聯結螺母的徑向密封，尤其是O形環密封。該第一密封選件確保最佳密封效果，且介質不會滲入到電纜端部零件中部中。
[0019]或者，設置帶有聯結螺母的軸向密封，尤其是O形環密封。
[0020]優選地，連接結構被實施為傾斜鄰接面。因此，任何EMC作用都能夠被理想的引流掉。
[0021]通過包含如下步驟的方法進一步實現該目的:
[0022]-引導電纜穿過接觸主體的第一開口，
[0023]-在第一導體和接觸主體之間產生接觸，
[0024]-密封接觸主體中部，
[0025]-在第二導體和傳感器之間產生接觸，
[0026]-將電纜端部零件與傳感器連接，以及
[0027]-將接觸主體與電纜端部零件連接
[0028]上述步驟必須一次性完成。如果更換傳感器，以下步驟足夠:
[0029]-開打電纜端部零件并斷開第二導體的連接，
[0030]-在第二導體和傳感器之間產生接觸，
[0031]-將電纜端部零件與傳感器連接，以及[0032]-將接觸主體與電纜端部零件連接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]將基于附圖更加詳細地闡釋本發明，附圖如下所示:
[0034]圖1是貫穿具有電纜的接觸主體的橫截面，
[0035]圖2是貫穿具有電纜端部零件的接觸主體的橫截面，
[0036]圖3是在一個實施例中的貫穿具有電纜端部零件的接觸主體的橫截面，
[0037]圖4是在又一實施例中的貫穿具有電纜端部零件的接觸主體的橫截面，
[0038]圖5是貫穿具有傳感器的本發明的接觸系統的橫截面，以及
[0039]圖6A-6G是接觸系統的組裝順序。
[0040]在附圖中，相同的特征被提供有相同的附圖標記。
【具體實施方式】
[0041]本發明的接觸系統的整體具有附圖標記100 (圖5)，并且包括接觸主體2和電纜端部零件6。接觸系統100與傳感器11 一起被定位在待測介質中。
[0042]參考圖1，接觸主體2將首先被暴露。接觸主體2基本上呈圓柱形，并且例如由不銹鋼制造，但是至少是由導電材料制造。該材料必須是耐受介質的。接觸主體2在第一端部區域具有第一開口 2.1，且在第二端部區域具有第二開口 2.2，而接觸主體中部2.3居于兩者之間。
[0043]引導電纜I穿過在第一端部區域的開口 2.1。電纜I至少包括第一導體1.1和第二導體1.2。第一導體1.1被實施為外導體，又稱電纜屏蔽。最常見的是將其用作為線路接地。
[0044]通過保持元件5將第一導體擠壓抵靠接觸主體2，借此產生導電連接。例如，這可以通過下述方式來實現:將第一導體1.1從里向外翻轉，使得將其與電纜I的引入方向相反地拉伸進入接觸主體2，隨后例如通過O形環徑向壓縮導體1.1抵住接觸主體中部1.3。其它用于實現這一點的實施例包括抓住(claw into)導體1.1的彈簧元件。
[0045]在接觸主體2的第一端部區域的第一開口 2.1處插入彈性密封元件3。密封元件3使用壓緊螺母4固定，并防止介質能夠通過第一開口 2.1滲入到接觸主體中部1.3中。
[0046]引導第二和其它導體1.2穿過接觸主體2，并從第二端部區域的開口 2.2穿出。在接觸主體2上設置夾件10用作對于電纜I的應力消減。
[0047]圖2包括附加的電纜端部零件6。電纜端部零件6基本上呈圓柱形，并由不銹鋼制造，但是至少是由導電材料制造。該材料必須耐受介質。電纜端部零件6在第一端部區域具有第一開口 6.1，且在第二端部區域具有第二開口 6.2，而電纜端部零件中部6.3居于兩者之間。
[0048]在第一端部區域處的開口 6.1被實施為其能夠被引導在接觸主體2的第二端部區域上的開口 2.2上方。鄰接面8位于接觸主體2的第二端部區域。位于電纜端部零件6上的是與其對應的區域。經由該鄰接面8，接觸主體2與電纜端部零件6電連接。
[0049]在連接結構9的幫助下，接觸主體2和電纜端部零件6機械地連接。在圖2中，這以聯結螺母9.1的形式示出。在這種情況下，螺紋(未示出)位于接觸主體2上。在緊固該螺母時，接觸主體2和電纜端部零件6被拉動而在鄰接面8上接觸。
[0050]圖3以固定螺釘9.2的形式示出了連接結構9。
[0051]密封元件7位于電纜端部零件6的第一端部區域的開口 6.1處，例如O形環。密封元件7被實施為徑向密封。這確保介質不會通過電纜端部零件6的第一端部區域滲入到電纜端部零件中部6.3中。
[0052]圖4示出了密封元件7作為軸向密封的實施例。
[0053]圖5示出了具有接觸主體2和電纜端部零件6的接觸系統100。螺紋6.4位于電纜端部零件6的第二端部區域。該螺紋6.4將接觸系統100和傳感器11機械連接。對應結構螺紋6.4位于傳感器11上。傳感器11經由插頭1.3與電纜I電連接，尤其是與導體
1.2電連接。
[0054]圖6A-6G示出了具有傳感器11的接觸系統的組裝順序。圖6A從左到右示出了:用于電接觸傳感器11的插頭1.3、導體1.2、接觸主體2、用于夾持第一導體1.2的保持元件5、電纜1、密封元件3和壓緊螺母4。在圖6B中，將保持元件推壓入接觸主體2，以及在圖6C中利用密封元件3和壓緊螺母4進行密封組裝。在圖6D中，在接觸主體2上方推動電纜端部零件6。在圖6E中利用用傳感器11產生電接觸。在圖6F中，在電纜端部零件6和傳感器11之間產生螺紋連接。以及在圖6G中，電纜端部零件6和接觸主體2利用連接元件9鎖定在一起。
[0055]所描述的結構允許接觸系統100被多 次打開和關閉，而不削弱密封作用和EMC連接。因為電纜I和接觸主體2形成一個單元，當打開和關閉螺紋連接時，電纜I不會被扭轉。在釋放連接結構9的情況下，該單元在電纜端部零件9內沿電纜方向盡可能如所期望的移位。這樣，由于電纜/接觸主體相對于傳感器11保持在靜止的位置，所以在組裝或拆卸的情況下，避免了插頭1.3的扭轉或切斷。
[0056]附圖標記列表
[0057]I電纜
[0058]1.1 第一導體
[0059]1.2 第二和其它導體
[0060]1.3 I 的插頭
[0061]2 接觸主體
[0062]2.1 2 的第一開口
[0063]2.2 2 的第二開口
[0064]2.3 接觸主體中部
[0065]3密封元件
[0066]4 用于3的壓緊螺母
[0067]5保持元件
[0068]6 電纜端部零件
[0069]6.1 6 的第一開口
[0070]6.2 6 的第二開口
[0071]6.3 電纜端部零件中部
[0072]6.4 6上的螺紋[0073]6.5密封元件
[0074]7密封元件
[0075]8接觸結構
[0076]9連接結構
[0077]9.1聯結螺母
[0078]9.2固定螺釘
[0079]10夾件 [0080]11傳感器
[0081]100接觸系統
【權利要求】
1.一種用于在電纜(I)和傳感器(11)之間產生電接觸的接觸系統(100)， 其中，所述電纜(I)包括至少第一導體(1.1)和第二導體(1.2)，并且 其中，所述傳感器(11)被實施為用于確定介質中的化學和/或物理受測變量，包括: -基本上呈圓柱形的接觸主體(2)，所述接觸主體(2)具有至少在第一端部區域的第一開口(2.1)、在第二端部區域的第二開口(2.2)、以及在所述第一開口(2.1)和所述第二開口(2.2)之間的接觸主體中部(2.3)， 其中，所述第一開口(2.1)被實施為用于容納所述電纜(1)， 其中，在所述接觸主體中部(2.3)設置保持元件(5)，且所述保持元件(5)被實施為在所述第一導體(1.D和所述接觸主體(5)之間產生接觸， 其中，在所述第一開口(2.1)處設置密封元件(3)，并且所述密封元件(3)被實施為與所述介質隔離地密封所述接觸主體中部(2.3)，并且 其中，設置第一連接結構(9)和第一接觸結構(8);以及 -基本上呈圓柱形的電纜端部零件(6)， 其中，設置與所述第一連接結構(9)相對應的第二連接結構，用于將所述接觸主體(2)機械地連接所述電纜端部零件(6)， 其中，設置與所述第一接觸結構(8)相對應的第二接觸結構，用于將所述接觸主體(2)電連接到所述電纜端部零件(6 )， 其中，至少設置在所述電纜端部零件(6)的第一端部區域處的第一開口(6.1)、在所述電纜端部零件(6)的第二端部區域處設置的第二開口(6.2)、和在所述第一開口(6.1)與所述第二開口(6.2)之間設置的電纜端部零件中部(6.3)， 其中，所述電纜端部零件(6)的所述第一開口(6.1)被實施為用于容納所述接觸主體(2)的所述第二端部區域，并且 其中，在所述第一開口(6.1)的所述區域中設置至少第一密封元件(7)，所述密封元件(7)被實施為與所述介質隔離地密封所述電纜端部零件中部(6.3)。
2.如權利要求1所述的接觸系統(100)， 其中，在所述電纜端部零件(6)上設置第三連接結構， 其中，在所述傳感器(11)上設置與所述第三連接結構互補的第四連接結構(6.4)，用于將所述傳感器(11)機械地連接到所述電纜端部零件(6)， 其中，在所述電纜端部零件(6)的所述第二開(6.2)至少設置第二密封元件(6.5)，并且所述第二密封元件(6.5)被實施為與所述介質隔離地密封所述電纜端部零件中部(6.3)，并且 其中，至少所述第二導體(1.2)接觸所述傳感器(11)。
3.如權利要求1或2所述的接觸系統(100)，其中，所述第一導體(1.1)是電纜屏蔽。
4.如權利要求1至3中至少一項所述的接觸系統(100)， 其中，所述密封元件(3)被實施為彈性填封材料和壓緊螺母(4)。
5.如權利要求1至4中至少一項所述的接觸系統(100)， 其中，所述保持元件(5)被實施為帶有擠壓區域的導電結構、并且抵靠所述接觸主體中部(2.3)的壁擠壓所述第一導體(1.1)。
6.如權利要求1至4中至少一項所述的接觸系統(100)，其中，所述保持元件(5)被實施為導電彈簧元件，且所述第一導體(1.1)通過爪與所述接觸主體中部(2.3)的所述壁相接觸。
7.如權利要求1至6中至少一項所述的接觸系統(100)， 其中，所述至少一個連接結構(9，6.4)是帶有對應的螺紋的聯結螺母(9.1)。
8.如權利要求1至7中至少一項所述的接觸系統(100)， 其中，所述至少一個連接結構(9，6.4)包括帶有對應的空腔的固定螺釘(9.2)。
9.如權利要求1至8中至少一項所述的接觸系統(100)， 其中，所述至少一個連接結構(9，6.4)包括帶有對應的內螺紋的外螺紋。
10.如權利要求1至9中至少一項所述的接觸系統(100)，尤其是如權利要求7所述的接觸系統(100)， 其中，所述密封元件(7，6.5)中的至少一個是帶有聯結螺母(9.1)的徑向密封，尤其是O形環密封。
11.如權利要求1至10中至少一項所述的接觸系統(100)，尤其是如權利要求7所述的接觸系統(100)， 其中，所述密封元件(7，6.5)中的至少一個是帶有聯結螺母(9.1)的軸向密封，尤其是O形環密封。
12.如權利要求1至11中至少一項所述的接觸系統(100)， 其中，所述接觸結構(8)被實施為傾斜的鄰接面。
13.一種利用權利要求1至12中至少一項所述的接觸系統(100)在電纜(I)和傳感器(11)之間產生電接觸的方法，包括以下步驟: -引導所述電纜(I)穿過所述接觸主體(2)的所述第一開口(2.1), -在所述第一導體(1.1)和所述接觸主體(2)之間產生接觸(5)， -密封(3，4)所述接觸主體中部(2.3)， -在所述第二導體(1.2)和所述傳感器(11)之間產生接觸(1.3)， -連接(6.4)所述電纜端部零件(6)與所述傳感器(11)，以及 -連接(9)所述接觸主體(2)與所述電纜端部零件(6)。
【文檔編號】H01R13/658GK103545655SQ201310332634
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月17日 優先權日:2012年7月17日
【發明者】安德烈亞斯·米勒, 卡爾斯滕·戈茨, 馬蒂亞斯·格羅斯曼 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾測量及調節技術分析儀表兩合公司