CN100434785C - 用于具有外护套的电缆的接地装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使电缆(11)、特别是同轴电缆接地的接地接头(12；21；31；41；51)，其中，电缆(11)具有紧密包围内导体(18)的外护套(17)，接地接头(12；21；31；41；51)包括接头主体(13；22；32；52)，特别是套管式接头主体(13；22；32；52)，该接头主体具有至少一个用于在接头主体(13；22；32；52)和电缆(11)的内导体(18)之间提供电接触的接触元件(43；55)，其特征在于，接地接头(12；21；31；41；51)包括至少一个被设计成切割和/或刺穿外护套(17)的打开元件(16；24；33；42；54)。本发明还涉及一种利用这种接地接头使电缆接地的方法。与已知的接地接头相比，本发明的接地接头更易于安装。

Description

用于具有外护套的电缆的接地装置

技术领域

本发明涉及一种用于使电缆、特别是同轴电缆接地的接地接头，其中，电缆具有紧密包围内导体的外护套，接地接头包括一个接头主体、特别是套管式接头主体，该接头主体带有至少一个用于在接头主体和电缆的内导体之间提供电接触的接触元件。

背景技术

在WO 02/03501 A1中披露了这种类型的接地接头。

射频(＝RF)电缆可用于多种用途，例如，用于移动式无线电话、无线电广播或定向无线电广播。特别地，通过RF电缆使天线与接收器(如电视机)和发射器相连。

为了保护使用者和建筑物，必须使这些电缆接地。

电缆具有保护的电绝缘外护套，这种外护套通常由塑料或橡胶制成。虽然这种外护套紧密地包围由如铜的金属制成的内导体，但是，所述外护套通常未粘合在内导体上。内导体通常为管状并且装有置入绝缘材料中的中心导线。

在现有技术中，使电缆接地(即接地接头的安装)是两个步骤的过程。首先，以限定的长度除去外护套。利用专用工具或简易的刀具以手动操作的方式完成去除操作。接着，在已使内导体暴露后，将已知的接地接头固定到电缆上，并且在暴露的内导体和接地接头之间形成接触。

这种已知过程的第一步，即除去外护套是非常耗时的步骤。对于每一次接地操作而言，必须提供可能较昂贵的工具。另外，在利用刀具除去外护套时，可能会损坏金属内导体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接地接头，这种接头与已知的接地接头相比更易于安装。

该目的是通过本发明，即通过在开头部分提到的接地接头来实现，其特征在于，接地接头包括至少一个设计用于切割或刺穿外护套的打开元件，可通过所述接地接头的接头主体的旋转运动来致动所述接地接头，使得至少一个打开元件切割或刺穿外护套，并且使至少一个接触元件接触内导体。

本发明的基本思想在于节省已知的接地接头安装过程的第一步骤。利用本发明的接地接头将安装减少成一个步骤的过程。无需现有的除去外护套的过程，就能将本发明的接地接头直接固定在电缆上。本发明的接地接头提供了至少一个打开元件，如切割刃、刀片或刺，一旦安装接地接头，所述打开元件切割或刺穿外护套。由此形成的开口允许至少一个接触元件接触内导体。无需用于除去外护套的专用工具或刀具。通过本发明能实现电缆的简单、经济、快速和安全的接地。

根据本发明，在安装时内导体和接触元件之间的接触面积足够大，并且接地接头和电缆之间的DC电阻足够低，以符合避雷的标准。

接头主体部分或完全由导电材料、特别是如铜或不锈钢这样的金属制成。接头主体也可以由涂覆了金属的塑料制成。接头主体具有用于连接到接地线的接点。

以如下方式有利地选择打开元件和接触元件的刚性和强度，即能够可靠地穿透外护套，但不会损坏内导体。

由于能够直接被固定在外护套上，因此，可以同样很好地将本发明的接地接头(即本发明的用于使电缆接地的装置)安装在电缆的一端或电缆的中间部分。

接地接头可包括壳式接头主体，从而其能够紧扣住电缆，为此，接头主体在其内侧的形状基本上对应于待接地的电缆的外形。优选地，壳式接头主体在一侧具有一个开口，用于将接地接头安置在电缆的中间部分上。在开口的两侧设有翼片(或耳状物)。通过使翼片更接近地靠在一起，例如，通过转动保持在开口中的螺钉和相应翼片的螺纹，能够围绕电缆紧固接头主体。这保证了接地接头的安全紧固。电缆优选具有圆形形状，如标准的同轴电缆。但是，电缆也可以具有如矩形形状的其它形状，即横截面。例如，套管型接头主体可以由一可弹性变形的部件或通过接头连接的两个半壳制成。

本发明的接地接头可设有密封件，特别是防水壳体，用于防止湿气侵入接触区域。因此，接地接头适于室外应用。

被接触的典型类型的电缆为RF电缆，特别是带有圆形截面的同轴电缆。但是，所有种类的RF电缆均适用于与本发明联用。

优选地，存在几个打开元件和几个接触元件。打开元件和接触元件通常均匀分布在接头主体上。有利地，接触元件彼此相对地成对布置，从而确保恒定的接触压力。但是，可以采用用以提供接触元件的恒定接触压力的其它手段。对于打开元件而言，为了实现对外护套的均匀切割或刺穿，相似的布置是有利的。

在本发明的接地接头的一个优选实施例中，至少一个打开元件和至少一个接触元件为接地接头中的相同部分。所述至少一个打开元件也起到接触元件的作用，因而除了至少一个多功能打开元件之外，不存在单独的接触元件。可以存在一个或几个多功能打开元件。本实施例简化了本发明的接地接头的设计。但是，在也由本发明覆盖的可选择方案中，当打开元件和接触元件为独立部件时，可以使每一个元件的功能更专门化。

本发明的接地接头的一个非常优选的实施例的特征在于，接地接头包括套管式接头主体，所述至少一个打开元件定位于接头主体的内部，并且所述至少一个打开元件包括相对于接头主体的径向倾斜的刀片。将参照图1a、1b描述相应的实施例。刀片能够切割电缆的外护套。该实施例易于制造。优选地，接头主体由金属片材制成，并且刀片通过冲压金属片材制成。径向由相对于接头主体内侧的局部表面的法线限定，刀片在该局部表面处固定在接头主体上。典型地，电缆和接头主体在本实施例中具有环形截面，径向朝向接头主体的中心(或者在安装的状态下朝向电缆的中心轴线)，并且刀片的切割刃平行于电缆的中心轴线。刀片相对于径向的典型角度为25℃-55℃。通过接头主体围绕电缆的扭转运动，刀片利用其切割刃切入外护套。就非环形的形状而言，接头主体沿电缆的移位运动可代替扭转运动。刀片沿径向的延伸优选与电缆外护套的厚度相对应，以在安装本发明的接地接头期间保护内导体。

该实施例的进一步的改进的特征在于，所述至少一个接触元件位于接头主体的内侧，接触元件相对于接头主体沿径向向内伸出，通过弹性变形，可以使接触元件朝接头主体的内表面运动。将参照图4a，4b描述对应设计。在该实施例中，刀片从内导体上剥离外护套，并且接触元件靠在内导体上。在该位置处，内导体使接触元件弹性变形，即内导体朝接头主体的内侧沿径向向外推动接触元件，从而形成接触元件在内导体上的接触压力。这种设计保证了良好的电接触。

前述改进的进一步改进的特征在于，接地接头包括仅一个打开元件，接地接头还包括包围接头主体的环形壳体，但在接头主体的外表面和壳体之间留有环形间隙，用于容纳外护套的被剥离的材料，并且通过弹簧元件，沿径向向内对接触元件施加弹性预应力。将参见图5a，5b描述对应的设计。该设计允许将外护套作为一个元件剥离。可以将剥离的外护套存储在环形间隙内。弹簧元件(特别是包括片簧)增大接触元件对内导体的接触压力。

本发明的接地接头的另一优选实施例的特征在于，接地接头包括环形接头主体和包围接头主体的环形壳体，壳体可相对于接头主体扭转，至少一个打开元件可沿径向运动，打开元件具有倾斜的外表面，壳体在径向外侧位置处包括至少一个用于容纳所述至少一个打开元件的凹槽，并且打开元件在其径向内侧具有切割刃。将参见图2a，2b描述对应的实施例。一旦致动接地接头，即接头主体相对于壳体扭转，便迫使可运动的打开元件朝电缆沿径向向内运动，即从外侧位置运动至刺穿位置。切割刃切穿外护套。在该实施例中，可运动的打开元件优选也起到接触元件的作用。随后，接头主体和壳体的扭转(或致动)的位置也在内导体和可运动的打开元件之间提供较大的接触压力，并因而提供良好的电接触。作为可运动的打开元件的倾斜外表面的选择方案，并且根据本发明，一旦致动，壳体中凹槽的倾斜内表面可以迫使可运动的打开元件沿径向向内运动。优选地，为了获得更好的稳定性，可运动的打开元件和凹槽均具有倾斜面。

本发明的另一优选实施例的特征在于，接地接头包括套管式接头主体，至少一个打开元件定位于接头主体的内侧，并且至少一个打开元件包括一个沿接头主体的径向朝内的切割刃或针尖。将参见图3a，3b描述对应的实施例。该实施例极易制造和安装。切割刃或针尖在致动时刺穿外护套并作为接触元件接触内导体。另外，打开元件的延伸优选地对应于待接地的电缆的外护套的厚度，以保护内导体。

本发明还包括一种用于使电缆、特别是同轴电缆接地的方法，其中，电缆具有包围内导体的外护套，其特征在于：

a)将本发明的接地接头布置在电缆的外护套上，

b)特别是通过接头主体的转动和/或通过对接头主体施加径向压力致动接地接头，从而至少一个打开元件切割和/或刺穿外护套并且至少一个接触元件接触内导体。

在现有技术中，如上所述，接地接头是两个步骤的安装过程。特别是，现有技术的接地接头布置在电缆的内导体的暴露部分上。本发明的方法通过省略在固定接地接头之前除去外护套的第一步骤简化该过程。通过本发明，在已将接地接头固定在待接地的电缆上时，切割或刺穿外护套。本发明的接地接头本身提供了用于实现该目的的部件。一旦致动，特别是转动，施加使接地接头相对于电缆移动的压力，打开外护套并在电缆的内导体和接头主体(即，其连接元件)之间形成直接接触。

在本发明方法的一个优选变型中，通过沿至少一个打开元件的刀片指向的方向转动接头主体，致动适合的本发明的接地接头。然后迫使刀片的切割刃进入电缆的外护套。可以与旋转运动一起施加径向压力，以便更深地将切割刃导入外护套内。所述旋转运动易于操作，并且即使未受过训练的人员也能够完成所述旋转运动。该变型适用于环形(即圆形)接头主体和在其内侧包括倾斜刀片的打开元件。

在本发明方法的另一优选变型中，通过沿可运动的打开元件沿径向的伸展增大的方向使壳体相对于接头主体转动，来致动适合的本发明的接地接头。所述转动迫使可运动的打开元件进入外护套内并到达电缆的内导体上。所述转动易于实现，并且即使未受过训练的人员也能够完成所述转动。这种方法适用于包括可以沿径向运动的打开元件的接地接头。

在用于与适合的本发明的接地接头联用的本发明方法的一个有利变型中，通过对接头主体施加径向压力，特别是通过将套管式接头主体的两个翼片压在一起，来致动接地接头。将两个翼片压在一起(例如通过转动螺钉)极易实现，并且即使未受过训练的人员也能够完成。

从说明书和附图能够获取其它的优点。根据本发明，可单独或以任意组合方式结合使用上面以及下面提到的特征。所提到的实施例不应被理解为穷尽的列举，而是具有用于说明本发明的例证性特征。

附图说明

本发明如附图所示。

图1a示出了在致动之前的固定到电缆上的本发明的接地接头，其中，接头主体在其内侧包括七个刀片状的打开元件。

图1b示出了在致动状态下的图1a的接地接头。

图2a示出了在致动之前的固定在电缆上的本发明的接地接头的一部分，其中，接头主体包括可沿径向运动的打开元件。

图2b示出了在致动状态下的图2a的接地接头。

图3a示出了在致动之前的固定在电缆上的本发明的接地接头，其中，接头主体包括七个刺状打开元件。

图3b示出了在致动状态下的接地接头。

图4a示出了在致动之前的固定在电缆上的本发明的接地接头的一部分，其中，接头主体包括刀片状的打开元件和单独的接触元件。

图4b示出了在致动状态下的图4a的接地接头。

图5a示出了在致动之前的固定在电缆上的本发明的接地接头，其中，接头主体包括刀片状的打开元件和由片簧支承的单独的接触元件。

图5b示出了在致动状态下的图5a的接地接头，其中，剥离的外护套存储在环形间隙中。

图6示出了用于与本发明联用的现有技术的典型同轴电缆的截面。

具体实施方式

图1a以垂直于电缆11延伸部分的示意性剖视图的形式示出了在致动接地接头12之前的电缆11以及包住电缆11的本发明的接地接头12。

接地接头12包括接头主体13。接头主体13为圆形(或环形)。接头主体13由壳体14环绕。接头主体13在一侧具有一个开口15c，该开口由两个翼片(耳状物)15a，15b限定。接头主体13还包括几个刀片状的打开元件16。每一刀片在其端部均具有切割刃。

电缆11包括通常由塑料制成的外护套17以及通常由金属制成的内导体18。虽然外护套17直接位于内导体18上，但其并其未粘合在内导体18上。在图1a中，为了简化(与显示了细节的图6相比)，没有显示在内导体18内侧的电缆11的内部结构。

刀片相对于与接头主体13的局部内侧面19垂直的径向以角度α指向外护套17，刀片在该内侧面19处固定到接头主体13上。

为了致动接地接头12，使接头主体13转动至刀片基本上指向的方向，即顺时针转动。同时，将翼片15a，15b压在一起，以便减小环状接头主体13的有效半径。图1b示出了在致动状态下的接地接头12和电缆11的一部分。打开元件16已切入外护套17并已剥离了一些外壳材料。在每一刀片的前面，接头主体13具有足够宽的开口，以使剥离的材料从中通过；在由片状金属接头主体冲压制造刀片时自动形成足够的开口。在致动状态下，每一打开元件16均借助朝向内导体18并与打开元件16的切割刃相邻的平面16a接触内导体18。平面16a大致平行于接头主体13的对应的局部内侧面19；如果需要，可通过打开元件16的弹性变形来平衡允差。因此，在图1a，1b的实施例中，打开元件16也起到接触元件的作用。

图2a示出了在致动之前的均为圆形形状的电缆11和本发明的接地接头21的一部分。接地接头21包括接头主体22和壳体23。接头主体22包括打开元件24，该打开元件可以沿径向r运动并由接头主体22引导。在其内侧，打开元件24具有切割刃25，而打开元件24的外表面26相对于接头主体22的局部圆周方向倾斜。壳体23具有凹槽27，该凹槽用于在非致动状态下(即，在打开元件24位于径向外侧位置时)容纳打开元件24。凹槽27的形状对应于打开元件24的外表面26的形状。

为了致动接地接头21，即为了在接头主体22和电缆11的内导体18之间建立电接触，使壳体23相对于接头主体22转动。壳体23相对于接头主体22的转动方向朝向打开元件24的或凹槽27的径向延伸相应增大的方向，此处为逆时针方向。所引起的状态如图2b所示。当壳体23和凹槽27旋离打开元件24时，用于容纳打开元件24的空间消失。打开元件24必须沿径向向内，即穿过外护套17并朝内导体18运动。切割刃25切割电缆11的外护套17。在致动状态下，将打开元件24的切割刃25压在内导体18上，从而在内导体18和接头主体22之间建立电接触。此外，图2a，2b中的打开元件24起到接触元件的作用。

在接地接头21的致动期间，即在壳体23的转动期间，相对于电缆11固定接头主体22的位置是有用的。为此，接头主体22可以在其内侧包括固定部件，如锁键。

图3a示意性地示出了致动前的电缆11和另一带有壳型接头主体32的本发明的接地接头31。接头主体32包括几个打开元件33，这些打开元件朝其端部变细，在该端部上它们具有切割刃。这些切割刃垂直于附图的平面(即平行于电缆11的延伸部分)延伸，因此它们能够提供图3a中的刺状截面。切割刃垂直地朝向离开接头主体32的局部内侧面。换句话说，它们朝向电缆11的中心，即径向向内。

当特别是通过将接头主体32的两个翼片15a，15b压在一起在接头主体32上施加径向压力时，切割刃刺穿电缆11的外护套17。在致动的状态下，切割刃以及打开元件33触及内导体18，参见图3b。同样，打开元件33在本发明的该实施例中起到接触元件的作用。为了保护内导体18不被切割刃损坏，翼片15a，15b可具有机械挡块，以便能够保持它们彼此之间的最小的间距，并由此保持接头主体32的最小半径。

图4a示出了在致动之前的在图1a，1b的实施例的基础上改进的本发明的接地接头41以及待接触的电缆11的一部分。在接头主体13的内侧，每一打开元件42(与图1a，1b的打开元件16相比)均设有单独的接触元件43。相对于致动的接头主体13转动的顺时针方向，接触元件43位于打开元件42之后。虽然接触元件43沿径向向内朝接头主体13的中心或电缆11的中心伸出，但是其在径向可弹性变形。

当打开元件42已剥离足够的外护套17材料时，一旦致动，接触元件43便滑动至内导体18的自由表面上。图4b显示了这种致动状态。与图1a，1b中仅由打开元件42建立的接触相比，增大了内导体18和接头主体13之间的接触面积。由于其弹性特性，接触元件43以一定的接触压力，特别是以大于打开元件42的接触压力触及内导体18。这样改进了整个电接触。应注意的是，相对于打开元件42尖端的切割刃损坏内导体18的危险，可以限制打开元件42的接触压力。

图5a的实施例是基于图1a，1b，4a，4b的实施例作出的。本发明的接地接头51环绕待接地的电缆11。接地接头包括均为环状的接头主体52和壳体53。接头主体52包括两个翼片15a，15b、一个打开元件54(与图1a，1b中的打开元件16相比)、一个接触元件55和一个弹簧元件56。弹簧元件56沿径向向内压迫接触元件55，从而接触元件55以非常大的接触压力靠在电缆11的外护套17上。

通过使接头主体52相对于电缆11顺时针转动并同时紧固接头主体52(即，施加径向压力)，来致动接地接头51。图5b示出了在接头主体52转动大约120°之后的致动状态。打开元件54切割外护套17并从内导体18部分地除去外护套。在接头主体52的紧固状态下，在接头主体52和壳体53之间存在环形间隙57，该间隙足以接收已通过打开元件54剥离的外护套材料58。在打开元件42的前面，接头主体52具有足够大以允许外护套材料58通过的开口。此时，通过弹簧件56将接触元件55压在电缆11的未覆盖的内导体18上，从而建立了良好的电接触。利用弹簧件56，能够选择限定(特别是较大)的接触压力。接触元件55具有其曲率半径与内导体的曲率半径相对应的部分，从而能够使用较大的接触面积。可以将接触元件55设计成铜带。

在附图中未示出的一个实施例中，本发明的接地接头包括接头主体，该接头主体具有至少一个叉状打开元件。该至少一个打开元件的叉子刺穿外护套并接触电缆的内导体。叉子具有被调节用于优选沿切向接触内导体的扁平部分。

图6是现有技术的典型同轴电缆11的端部的示意图。利用图1a-5b所示的本发明的接地接头，可以在电缆11的中间部分使这种同轴电缆11接地。

同轴电缆11具有由塑料制成的外护套17，其紧密包围内导体18。内导体18通常由固体金属或金属带(由金属丝编织而成)制成，以获得高的柔性。在该管状内导体18的内侧，存在由金属制成通常为管状或金属丝的中心导体61。在内导体18和中心导体61之间，设有绝缘材料62。有时可以由隔离物(和空气)代替所述绝缘材料。通常这样选择内导体18和中心导体61的尺寸以及绝缘材料62的特性，即能够获得同轴电缆11的限定的波阻，例如50Ohm。

本发明提供了一种用于使RF电缆特别是在其中间部分接地的装置。该装置(或接地接头)无需以任何方式准备电缆就能固定在电缆上，特别是电缆还具有其外护套(或者外部护套)。接地接头具有内装式机械部件，用于使电缆的内导体暴露，该机械部件称为打开元件。另外，该装置具有内装式机械部件，用于在接地接头和电缆的内导体之间形成电接触，该机械部件称为接触元件。用于使内导体暴露的部件和用于建立电接触的部件可以是同一个部件，以便简化接地接头。在安装接地接头时，自动进行内导体的暴露，从而在使RF电缆接地时，节约时间、劳力和成本。

Claims (9)

1.用于使电缆(11)接地的接地接头(12；21；41；51)，其中，电缆(11)具有紧密包围内导体(18)的外护套(17)，

接地接头(12；21；41；51)包括接头主体(13；22；52)，该接头主体具有至少一个用于在接头主体(13；22；52)和电缆(11)的内导体(18)之间提供电接触的接触元件(43；55)，并且接地接头(12；21；41；51)包括至少一个被设计成能够切割或刺穿外护套(17)的打开元件(16；24；42；54)，

其中，可通过所述接地接头的接头主体的旋转运动来致动所述接地接头，使得至少一个打开元件(16；24；42；54)切割或刺穿外护套(17)，并且使至少一个接触元件(43；55)接触内导体(18)。

2.根据权利要求1所述的接地接头，其特征在于，所述至少一个打开元件(16；24)和至少一个接触元件是接地接头(12；21)的相同部分。

3.根据权利要求1所述的接地接头，其特征在于，所述接地接头(12；21；41；51)的接头主体(13；22；52)为套管式接头主体，所述至少一个打开元件(16；24；42；54)定位于接头主体(13；22；52)的内侧，并且所述至少一个打开元件(16；42；54)包括相对于接头主体(13；22；52)的径向(r)倾斜的刀片。

4.根据权利要求3所述的接地接头，其特征在于，所述至少一个接触元件(43；55)定位于接头主体(13；22；52)的内侧，所述接触元件(43；55)相对于接头主体(13；22；52)沿径向向内伸出，能够使接触元件(43；55)通过弹性变形朝接头主体(13；22；52)的内侧面运动。

5.根据权利要求4所述的接地接头，其特征在于：接地接头(12；21；41；51)包括仅一个打开元件(54)，接地接头(12；21；41；51)还包括环状壳体(14；23；53)，该壳体包围接头主体(13；22；52)，但在接头主体(13；22；52)的外侧面和壳体(14；23；53)之间留有环状间隙(57)，用于容纳外护套(17)的分离材料(58)，并且通过弹簧元件(56)沿径向向内对接触元件(43；55)弹性地施加预应力。

6.根据权利要求1所述的接地接头，其特征在于，所述接地接头(12；21；41；51)的接头主体(13；22；52)为环状接头主体，所述接地接头(12；21；41；51)包括包围接头主体(13；22；52)的环状壳体(14；23；53)，该壳体(14；23；53)可相对于接头主体(13；22；52)扭转，所述至少一个打开元件(24)可沿径向(r)运动，打开元件(24)具有倾斜外表面(26)，壳体(14；23；53)在径向外侧位置处包括至少一个用于容纳所述至少一个打开元件(24)的凹槽(27)，并且打开元件(24)在其径向内侧具有切割刃(25)。

7.用于使电缆(11)接地的方法，其中，电缆(11)具有包围内导体(18)的外护套(17)，其特征在于：

a)将根据权利要求1所述的接地接头(12；21；41；51)布置在电缆(11)的外护套(17)上，

b)通过如下方式致动接地接头(12；21；41；51)，即，通过接地接头的接头主体的旋转运动，从而使所述至少一个打开元件(16；24；42；54)切割或刺穿外护套(17)并且使所述至少一个接触元件(43；55)接触内导体(18)。

8.用于使电缆(11)接地的方法，其中，电缆(11)具有包围内导体(18)的外护套(17)，其特征在于：

a)将根据权利要求3所述的接地接头(12；21；41；51)布置在电缆(11)的外护套(17)上，

b)通过沿所述至少一个打开元件(16；42；54)的刀片所指向的方向转动接头主体(13；22；52)来致动接地接头(12；21；41；51)。

9.用于使电缆(11)接地的方法，其中，电缆(11)具有包围内导体(18)的外护套(17)，其特征在于：

a)将根据权利要求6所述的接地接头(12；21；41；51)布置在电缆(11)的外护套(17)上，

b)通过在可动的打开元件(24)沿径向(r)的伸展增大的方向上使壳体(14；23；53)相对于接头主体(13；22；52)转动，从而致动接地接头(12；21；41；51)。

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