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Die
Erfindung betrifft eine Knickschutzeinrichtung für ein an eine elektrische Einrichtung,
insbesondere einen elektrischen Steckverbinder oder ein Elektrogerät, angeschlossenes
elektrisches Kabel, welches elektrische Leiter und einen die äußere Isolation
des Kabels bildenden Kabelmantel aufweist. Weiters betrifft die
Erfindung ein an einer elektrischen Einrichtung, insbesondere an
einem elektrischen Steckverbinder oder einem Elektrogerät angeschlossenes
elektrisches Kabel, welches elektrische Leiter und einen die äußere Isolation
des Kabels bildenden Kabelmantel aufweist, wobei das Kabel in einem
an das Kabelende anschließenden
Einbauabschnitt mit der elektrischen Einrichtung mechanisch und
elektrisch verbunden ist und wobei eine Knickschutzeinrichtung für das elektrische
Kabel vorhanden ist. Weiters betrifft die Erfindung ein elektrisches Kabel,
welches elektrische Leiter und einen die äußere Isolation des Kabels bildenden
Kabelmantel aufweist und welches in an die Kabelenden anschließenden Einbauabschnitten,
die sich über
eine Länge von
mindestens 0,5 cm, vorzugsweise mindestens 1 cm erstrecken, mit
elektrischen Einrichtungen mechanisch und elektrisch verbindbar
ist.
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Eine
Knickschutzeinrichtung für
ein elektrisches Kabel, welche das Kabel im Anschluss an die Stelle,
an welcher dieses aus dem Gehäuse
eines elektrischen Steckverbinders oder eines elektrischen Geräts heraustritt,
gegen ein Abknicken schützt,
ist in Form einer sogenannten Kabeltülle (Knickschutztülle) bekannt.
Es handelt sich um ein elastisches schlauchartiges Teil, üblicherweise
gewellt oder gerippt ausgeführt,
welches am Gehäuse
gehalten ist und sich über
den an das Gehäuse
anschließenden Abschnitt
des Kabels erstreckt. Bekannt sind weiters bereits Ausführungen,
bei denen die Kabeltülle
an den Kabelmantel angespritzt ist.
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Es
ist weiters bekannt, eine Knickschutzreinrichtung im elektrischen
Steckverbinder zu integrieren, indem ein rückseitiger Endabschnitt des
Steckergehäuses,
durch den das Kabel verläuft,
elastisch ausgebildet ist.
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Bei
den genannten herkömmlichen
Ausbildungen des Knickschutzes kommt es dennoch im Laufe der Zeit
relativ häufig
zu einem Bruch von Kabeladern am Ende des den Kabelmantel umgebenden
elastischen Knickschutzteils. An dieser Stelle wird das Kabel am
stärksten
durch Knickbeanspruchungen belastet. Auf diese Weise hervorgerufene Defekte
des Kabels stellen häufige
Ursachen für
den Ausfall von elektrischen Geräten
dar.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine verbesserte Knickschutzeinrichtung eines
elektrischen Kabels bereitzustellen, durch die ein besserer Schutz
des elektrischen Kabels gegen einen Bruch von elektrischen Adern
des Kabels erreicht wird. Erfindungsgemäß gelingt dies durch einen
Knickschutz gemäß Patentanspruch
1 bzw. durch ein an einer elektrischen Einrichtung angeschlossenes
Kabel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 bzw. durch ein elektrisches
Kabel mit den Merkmalen des Anspruchs 19.
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Durch
die Erfindung wird somit die Knickschutzeinrichtung in das elektrische
Kabel integriert, wobei in einem Knickschutzabschnitt des Kabels
die Dicke des Kabelmantels oder einer innerhalb des Kabelmantels
angeordneten Knickschutzlage zum nähergelegenen (= benachbarten)
Kabelende hin zunimmt. Der Knickschutzabschnitt des an eine elektrische
Einrichtung angeschlossenen Kabels schließt an einen endseitigen Einbauabschnitt
des Kabels, in welchem dieses mit der elektrischen Einrichtung mechanisch
und elektrisch verbunden ist, zur Kabelmitte hin an.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung nimmt die Dicke des Kabelmantels oder der Knickschutzlage über den
Knickschutzabschnitt in Richtung zum benachbarten Kabelende hin
im Wesentlichen kontinuierlich zu. Dadurch nimmt der Biegeradius
des Kabels für
eine bestimmte auf das Kabel wirkende Biegekraft über den
Knickschutzabschnitt in Richtung zum benachbarten Kabelende hin kontinuierlich
zu. Insbesondere kann die Zunahme der Dicke des Kabelmantels oder
der Knickschutzlage über
den Knickschutzabschnitt konstant sein. Es ergibt sich somit eine
insgesamt konische (pyramidenförmige)
Verdickung des Kabels über
den Knickschutzabschnitt.
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Durch
eine erfindungsgemäße Ausbildung können die
bei einer Biegebelastung auf das Kabel wirkenden Kräfte gleichmäßiger verteilt
werden, wodurch die elektrischen Leiter des Kabels gegenüber einem
Bruch besser geschützt
sind.
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Bei
der Ausführungsform
der Erfindung, bei der innerhalb des Kabelmantels eine Knickschutzlage
angeordnet ist, deren Dicke über
den Knickschutzabschnitt zum benachbarten Kabelende hin zunimmt,
erstreckt sich diese Knickschutzlage vorteilhafterweise auch über einen
an den Knickschutzabschnitt anschließenden Teilabschnitt eines
Einbauabschnitts des Kabels, und zwar nahtlos zwischen dem Knickschutzabschnitt
und dem Teilabschnitt durchgehend, wobei der Einbauabschnitt an
den Knickschutzabschnitt in Richtung zum benachbarten Kabelende
hin anschließt
und zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit der elektrischen
Einrichtung dient. Günstigerweise
kann hierbei die Knickschutzlage im Bereich dieses Teilabschnitts
einen Dickensprung von einer kleineren Dicke auf eine größere Dicke
aufweisen, der eine vom Kabelende wegweisende Schulter des Kabels
ausbildet, wobei diese vom Kabelende wegweisende Schulter mit einem Anschlag
der elektrischen Einrichtung zusammenwirken kann, um eine Kabelzugentlastung
auszubilden. Es kann dadurch eine einfach ausbildbare und rasch montierbare
Kabelzugentlastungseinrichtung bereitgestellt werden.
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Bei
der Ausführungsform
der Erfindung, bei der sich die Dicke des Kabelmantels selbst über den Knickschutzabschnitt
in Richtung zum benachbarten Kabelende hin vergrößert, setzt sich diese Dickenzunahme
vorzugsweise auch über
einen an den Knickschutzabschnitt in Richtung zum benachbarten Kabelende
anschließenden
Teilabschnitt des Einbauabschnitts des Kabels fort, wobei der Einbauabschnitt zur
mechanischen und elektrischen Verbindung mit der elektrischen Einrichtung
dient. Dieser sich in der Dicke vergrößernde Teilabschnitt des Einbauabschnitts
des Kabels kann von Halteteilen der elektrischen Einrichtung gefasst
werden, die zum Verlauf des Kabelmantels korrespondierend ausgebildete Anlageflächen aufweisen
(die somit winkelig bzw. schräg
zur Längsachse
des Kabels stehen), wodurch wiederum eine Zugentlastungseinrichtung
bereitgestellt werden kann.
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Wenn
in dieser Schrift vom "nähergelegenen" oder "benachbarten" Kabelende die Rede
ist, so ist hierbei immer dasjenige Kabelende gemeint, in dessen
Nähe sich
der jeweils angesprochene Knickschutzabschnitt befindet (d. h. der
Abstand zu diesem Kabelende ist geringer als der Abstand zum anderen
Kabelende). Eine in erfindungsgemäßer Weise ausgebildete Knickschutzeinrichtung
kann in einem Endbereich des Kabels oder in beiden Endbereichen des
Kabels vorhanden sein.
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Die
Einbringung einer Vergussmasse in ein Kabelende ist bereits bekannt,
um ein Kabelende flüssigkeitsdicht
auszubilden, wie dies beispielsweise in der
EP 477 022 A1 und der
JP 2003 174 716 A beschrieben
ist. Aus der
DE 43
03 737 A1 ist weiters eine Aufnahmeanordnung für ein Kabel-Endstück bekannt,
um Zug-, Schub- und Torsionsbelastungen aufnehmen zu können, wobei
es sich insbesondere um ein Kabel mit knickempfindlichen Lichtwellenleitern
als Signalleiter handelt. Die Aufnahmeanordnung weist ein Behälterteil
auf, das auf den Endabschnitt des Kabels aufgeschoben wird. In das
Behälterteil
wird eine Vergussmasse eingebracht, welche auch in den Endabschnitt
des Kabels eindringt. Zuvor wird noch eine Spreizhülse unter
Aufweitung des Kabelmantels in das Kabelende eingedrückt. Wenn
ein mit einer solchen Aufnahmeanordnung versehenes Kabel in einem
Kabelstecker montiert wird, so ist als Knickschutz für das Kabel
im an die Austrittsstelle aus dem Gehäuse des Kabelsteckers anschließenden Abschnitt
des Kabels eine separate herkömmliche
Knickschutztülle
vorgesehen oder die Knickschutztülle
ist einstückig
mit dem Behälterteil ausgebildet.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand
der beiliegenden Zeichnung erläutert.
In dieser zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiel eines an einem
elektrischen Steckverbinder montierten Kabels mit einer erfindungsgemäßen Knickschutzeinrichtung,
wobei das Gehäuse
des elektrischen Steckverbinders im Längsschnitt dargestellt ist;
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2 ein
Kabel zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Knickschutzeinrichtung,
wobei die obere Hälfte
des Kabels bis auf den Kabelschirm geschnitten dargestellt ist;
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3 eine
schematische Darstellung eines an einem elektrischen Gerät angeschlossenen
elektrischen Kabels mit einer erfindungsgemäßen Knickschutzeinrichtung,
wobei vom elektrischen Gerät
nur ein Abschnitt des Gehäuses
und einer elektrischen Platine im Schnitt dargestellt sind;
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4 eine
weitere Ausführungsform
eines Kabels zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Knickschutzeinrichtung;
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5 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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6 einen
ersten Fertigungsschritt zur Herstellung eines Kabels zur Ausbildung
einer erfindungsgemäßen Knickschutzeinrichtung;
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7 eine
schematische Schnittdarstellung von Haltebacken zum Halten des Kabels
am Ende des Kabelmantels;
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8 das
von den Haltebacken gefasste Kabel und eine in das Ende des Kabelmantels
eingefahrene Einspritzdüse;
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9 die
Teile von 8, wobei das Kabel zusätzlich in
eine Form eingelegt ist; 10 die
Teile von 9 während des Einspritzens von
Kunststoff;
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11 eine
Seitenansicht eines Kabels zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Knickschutzeinrichtung
gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
Erfindung, während
des Herstellungsprozesses des Kabels;
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12 einen
weiteren Herstellungsschritt des Kabels von 11;
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13 Endbereiche
von zwei fertiggestellten Kabeln, wobei die obere Hälfte des
linken Kabels bis zum Kabelmantel geschnitten dargestellt ist;
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14 der
Endbereich des Kabels mit schematisch im Schnitt dargestellten auf
das Kabel aufzusetzenden Halteteilen;
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15 eine
schematische Darstellung des in einem elektrischen Gerät montierten
Kabels, wobei vom elektrischen Gerät außer den Halteteilen nur ein
Abschnitt des Gehäuses
und einer Platine im Schnitt dargestellt sind,
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16 eine
schematische Schrägsicht
einer Extrusionsdüse
zur Herstellung eines Kabels gemäß den 11 bis 15;
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17 eine
Schrägsicht
entsprechend 16, aber ohne den vorderen Düsenteil; 18 eine
Schrägsicht
eines die Düsenöffnung begrenzenden
verstellbaren Rades;
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19 einen
schematischen Querschnitt durch die die Düsenöffnung begrenzenden Räder in der
Ebene ihrer Drehachsen;
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20 bis 24 Fertigungsschritte zur Herstellung eines
Kabels, gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
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1 zeigt
schematisch eine erste Ausführungsform
der Erfindung. Ein Kabel 1, von dem in 1 nur
ein Endbereich dargestellt ist, an eine elektrische Einrichtung
hier in Form eines elektrischen Steckverbinders 2 angeschlossen,
d. h. mechanisch und elektrisch mit der elektrischen Einrichtung
verbunden. Der in 1 beispielhaft dargestellte
elektrische Steckverbinder 2 weist von einem Einsatzteil 3 getragene
elektrische Steckkontakte 4 auf. Das Gehäuse des
elektrischen Steckverbinders, welches das Einsatzteil 3 aufnimmt,
ist zweiteilig ausgebildet und umfasst das Gehäusevorderteil 5 und
das rückseitige
Gehäuseteil 6,
welches mit einem Innengewinde auf ein Außengewinde am hinteren Ende
des Gehäusevorderteils 5 aufgeschraubt
ist. Der Boden 7 des rückseitigen
Gehäuseteils 6 weist
eine Eintrittsöffnung
für das
Kabel 1 auf, durch welche das Kabel 1 in das Gehäuse des
elektrischen Steckverbinders 2 geführt ist.
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Das
Kabel 1 weist über
den Großteil
seiner Länge
einen konstanten Außendurchmesser
d auf. Von diesem Abschnitt 8 des Kabels ist in 1 nur ein
kleiner Teil dargestellt. An den Abschnitt 8 schließt in Richtung
zum Kabelende hin (zumindest in einem Endbereich des Kabels) ein
Knickschutzabschnitt 9 an, über welchen die Dicke d des
Kabels (= sein Außendurchmesser)
in Richtung zum benachbarten Kabelende hin zunimmt. Dieser Knickschutzabschnitt 9 erstreckt
sich bis zu der Stelle, an der eine mechanische Verbindung des Kabels
mit der elektrischen Einrichtung, also im gezeigten Ausführungsbeispiel
mit dem elektrischen Steckverbinder 2, hergestellt ist.
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Es
schließt
dann der Einbauabschnitt 11 an, der sich vom Beginn der
mechanischen Verbindung des Kabels mit der elektrischen Einrichtung
bis zum Kabelende erstreckt. Im Einbauabschnitt 11 erfolgt auch
eine elektrische Verbindung des Kabels mit der elektrischen Einrichtung.
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Der
Knickschutzabschnitt 9 des Kabels 1 liegt somit
außerhalb
der elektrischen Einrichtung, d. h. ist frei, wobei der Knickschutzabschnitt 9 an
den mit dem elektrischen Gerät
verbundenen Einbauabschnitt 11 anschließt.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist eine mechanische Verbindung des Kabels 1 in seinem Einbauabschnitt 11 mit
dem elektrischen Steckverbinder 2 über einen Ringbund 10 des
Kabels ausgebildet, der zwischen dem hinteren Ende des Gehäusevorderteils 5 und
dem Boden 7 des rückseitigen Gehäuseteils 6 eingeklemmt
ist. Die elektrische Verbindung mit dem Steckverbinder erfolgt über mit
den elektrischen Steckkontakten 4 verbundene Anschlussteile 12,
an welche elektrische Leiter 13 des Kabels beispielsweise
angelötet
sind. Auch Crimpverbindungen oder Schraubverbindungen sind beispielsweise
denkbar und möglich.
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Die
Ausbildung des Knickschutzabschnittes 9 und des Einbauabschnittes 11 des
Kabels werden im Folgenden anhand der 2 genauer
erläutert. Das
in 2 dargestellte Kabel weist elektrische Leiter 13 auf,
die jeweils von einer inneren Isolierung 15 umgeben sind.
Die elektrischen Leiter 13 können beispielsweise als Litzenleiter
ausgebildet sein. Die beiden jeweils von einem elektrischen Leiter 13 und
der den elektrischen Leiter 13 umgebenden Isolierung 15 gebildeten
Adern 53 werden von einem Schirmleiter 14 umgeben
(innerhalb des Schirmleiters 14 können noch Beilauffäden oder
andere Teile mitgeführt
sein). Die äußere Isolierung
des Kabels wird vom Kabelmantel 16 gebildet.
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Zumindest über die
Länge des
Knickschutzabschnitts 9, über welchen sich die Knickschutzeinrichtung
beim an eine elektrische Einrichtung angeschlossenen Kable ausdehnt,
erstreckt sich weiters eine Knickschutzlage 17, die unmittelbar
innerhalb des Kabelmantels 16 angeordnet ist (d. h. an
dessen Innenfläche
angrenzt). Die Dicke D der Knickschutzlage 17 nimmt über den
Knickschutzabschnitt 9 in Richtung zum benachbarten Kabelende 18 hin
zu. Vorzugsweise ist diese Zunahme kontinuierlich, sodass bei einer
vorgegebenen auf das Kabel wirkenden Biegekraft der Biegeradius
des Kabels über
den Knickschutzabschnitt 9 in Richtung zum Kabelende 18 kontinuierlich
zunimmt. Wenn die Knickschutzlage 17 in einem anderen Ausführungsbeispiel
mit einer solchen Welligkeit ausgebildet würde, dass sich dennoch eine
im Wesentlichen kontinuierliche Zunahme des Biegeradius über den
Knickschutzabschnitt 9 in Richtung zum Kabelende 18 hin
ergibt, so wäre
dies immer noch als eine im Wesentlichen kontinuierliche Zunahme
der Dicke der Knickschutzlage 17 anzusehen.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Zunahme der Dicke D der Knickschutzlage 17 über den Knickschutzabschnitt 9 konstant,
wodurch sich eine im Längsschnitt
keilförmige
Ausbildung der Knickschutzlage 17 über den Knickschutzabschnitt 9 ergibt.
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Die
Stelle, an der die Knickschutzlage 17 am vom Kabelende 18 abgelegenen
Ende endet, stellt das vom benachbarten Kabelende 18 abgelegene Ende
des Knickschutzabschnitts 9 dar. Die Dicke E des Kabelmantels 16 ist über den
zur Kabelmitte hin anschließenden
Abschnitt 8 des Kabels konstant.
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Über den
Knickschutzabschnitt 9 kann es bei der Herstellung des
Knickschutzabschnitts 9 zu einer Verringerung der Dicke
E des Kabelmantels 16 gegenüber dem zur Kabelmittel hin
anschließenden
Abschnitt 8 des Kabels kommen, wobei diese Verringerung
der Dicke E des Kabelmantels umso ausgeprägter wird, je mehr der Kabelmantel
aufgeweitet wird. Beispielsweise kann sich die Dicke E des Kabelmantels 16 im
Bereich seiner größten Aufweitung
auf etwa die Hälfte
der ursprünglichen
Dicke E (die im Abschnitt 8 des Kabels vorliegt) verringern.
Diese Verringerung der Dicke E des Kabelmantels in Richtung zum
näher beim
Knickschutzabschnitt 9 liegenden Kabelende ist aber wesentlich
kleiner als die Zunahme der Dicke D der innerhalb des Kabelmantels angeordneten
Knickschutzlage 17, sodass die Dicke d des Kabels über den
Knickschutzabschnitt 9 in Richtung zum benachbarten Kabelende 18 hin
zunimmt, vorzugsweise kontinuierlich. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Zunahme der Dicke d des Kabels über den Knickschutzabschnitt 9 konstant, wodurch
sich eine konische Ausbildung (= eine kegelige Form) des Kabels
im Knickschutzabschnitt 9 ergibt.
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Die
Knickschutzlage 17 erstreckt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel
am dem Kabelende 18 zugewandten Ende des Knickschutzabschnitts 9 über diesen
hinaus über
einen Teilabschnitt 19 des Einbauabschnitts 11 des
Kabels. In diesem Teilabschnitt 19 bildet die Knickschutzlage 17 einen
nach außen
abstehenden Ringbund 20, dessen Seitenflanken im Wesentlichen
rechtwinklig zur Längsachse 21 des
Kabels stehen. Der Kabelmantel 16 folgt der Außenkontur
der Knickschutzlage 17. Es wird dadurch durch den Dickensprung
der Knickschutzlage 17 an der vom Kabelende 18 abgelegenen
Seitenflanke des Ringbunds 20 ein Ringbund 10 des
Kabels 1 ausgebildet, der eine vom benachbarten Kabelende 18 wegweisende
Schulter 22 aufweist. Diese kann mit einem Anschlag der
elektrischen Einrichtung, an der das Kabel montiert wird, zusammenwirken,
um eine Kabelzugentlastung auszubilden. Beispielsweise wird beim
elektrischen Steckverbinder 2 gemäß 1 dieser
Anschlag von der Innenwand des Bodens 7 gebildet.
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Das
in 2 dargestellte Kabel kann beispielsweise in einen
elektrischen Steckverbinder eingebaut werden, wie dies z. B. in 1 schematisch dargestellt
ist. Im Ausführungsbeispiel
von 1 ist hierbei der Übersichtlichkeit halber der
Schirmleiter 14 weggelassen.
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Die
Erfindung ist aber nicht auf geschirmte Kabel beschränkt. So
könnte
die Knickschutzlage 17 z. B. auch zwischen dem äußeren Kabelmantel 16 und
einer die Adern des Kabels umgebenden Folienlage angeordnet sein.
Auch sogenannte Doppelmantelkabel sind bekannt, die zusätzlich zu
einem äußeren Kabelmantel
eine innerhalb desselben liegende innere Mantellage aufweisen. Die
Knickschutzlage könnte
in diesem Fall zwischen die beiden Mantellagen eingebracht werden.
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Wenn
das Kabel geschirmt ist, wie dies in 2 dargestellt
ist, so kann der über
das Ende des Kabelmantels 16 vorstehende Teile des Schirmleiters 14 beispielsweise
an einen Schirmkontakt eines elektrischen Steckverbinders angeschlossen
werden.
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Ein
Kabel zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Knickschutzeinrichtung
kann ein-, zwei- oder mehradrig ausgebildet sein.
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3 zeigt
schematisch den Anschluss eines erfindungsgemäßen Kabels an ein elektrisches Gerät 54,
von dem in 3 lediglich ein Abschnitt des
Gehäuses 23, 24 und
einer Platine 25 dargestellt ist. Ein Schirmleiter ist
beim in 3 dargestellten Kabel der Übersichtlichkeit
halber wiederum nicht eingezeichnet, kann aber vorhanden sein. Die
elektrischen Leiter 13 sind beispielsweise an der Platine 25 angelötet. Zur
Aufnahme einer Zugbelastung auf das Kabel ist der Ringbund 10 des
Kabels, der von dem vom Kabelmantel 16 überzogenen Ringbund 20 der Knickschutzlage 17 gebildet
wird, in einer von zwei Gehäuseteilen 23, 24 gebildeten
Ringnut 26 aufgenommen. Der an den Einbauabschnitt 11,
in welchem die mechanische und elektrische Verbindung des Kabels 1 mit
der elektrischen Einrichtung erfolgt, anschließende Knickschutzabschnitt 9 ist
in der zuvor anhand von 2 beschriebenen Weise ausgebildet,
wodurch die Knickschutzeinrichtung für das Kabel ausgebildet wird.
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4 zeigt
eine weitere mögliche
Ausführungsvariante
eines Kabels 1 zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Knickschutzeinrichtung.
Der Knickschutzabschnitt 9 ist in der gleichen Weise wie bereits
anhand von 2 beschrieben ausgebildet. Die
in 4 nicht sichtbare Knickschutzlage erstreckt sich
wiederum auch über
einen an den Knickschutzabschnitt 9 anschließenden Teilabschnitt 19 des
Einbauabschnitts 11, wobei der Einbauabschnitt 11 wiederum
den vom dem Kabelende 18 zugewandten Ende des Knickschutzabschnitts 9 bis
zum Kabelende 18 verlaufenden Abschnitt des Kabels 1 darstellt,
in welchem die mechanische und elektrische Verbindung des Kabels
mit der elektrischen Einrichtung erfolgt. Ausgehend vom Ende des
Knickschutzabschnitts 9 besitzt die Knickschutzlage 17 zunächst einen
Dickensprung zu einer kleineren Dicke und nach einer Strecke mit
einer konstanten Dicke einen Dickensprung wiederum zur größeren Dicke,
die am dem Kabelende 18 zugewandten Ende des Knickschutzabschnitts 9 vorgelegen
ist. Durch diesen letzteren Dickensprung wird eine vom Kabelende 18 weggerichtete
Schulter 22 ausgebildet, die zur Aufnahme eines Kabelzugs
mit einem entsprechenden Anschlag einer elektrischen Einrichtung
zusammenwirken kann, an der das Kabel montiert wird. Insgesamt wird
durch die Dickensprünge
der Knickschutzlage, denen der Kabelmantel 16 folgt, eine
um das Kabel umlaufende Ringnut 27 ausgebildet.
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Eine
mögliche
Einbausituation in ein elektrisches Gerät 54 ist in 5 dargestellt.
Die Ringnut 27 wird von einer Öffnung zwischen den Gehäuseteilen 23, 24 aufgenommen,
wobei sie die Ränder
dieser Öffnung
beidseitig übergreift.
Die elektrischen Leiter 13 des Kabels können wiederum beispielsweise
an einer Platine 25 angelötet sein.
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Ein
Herstellungsverfahren zur Herstellung von Kabeln mit in der beschriebenen
Weise ausgebildeten Knickschutzabschnitten wird im Folgenden anhand
der 6 bis 10 erläutert.
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In 6 ist
ein endseitiger Abschnitt des Kabels dargestellt, wobei ein Endstück des Kabelmantels 16 entfernt
worden ist, sodass über
diesen Bereich der Schirmleiter 14 des Kabels freigelegt
worden ist.
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Am
Ende des Kabelmantels 16 wird in der Folge das Kabel zwischen
Haltebacken 28, 29 eingelegt, die in 7 schematisch
im auseinandergefahrenen Zustand dargestellt sind. Die Haltebacken 28, 29 weisen
an Ihren einander zugewandten Seiten halbschalenförmige Ausnehmungen
auf, die zu den Vorderseiten 30 der Haltebacken 28, 29 hin
konisch erweitert sind. Im zusammengefahrenen Zustand bilden diese
konisch erweiterten Bereiche zusammen eine Kegelform. Das Kabel 1 wird
im Bereich des Endes des Kabelmantels 16 zwischen die Haltebacken 28, 29 eingelegt,
wie dies in 8 dargestellt ist, wobei die
Erweiterungen 32 der Ausnehmungen 31 der Haltebacken 28, 29 dem
Kabelende 18 zugewandt sind.
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In
der Folge wird auf den freigelegten Abschnitt des Schirmleiters 14 vom
Kabelende 18 her eine Einspritzdüse 33 mit einem inneren
Durchgangskanal aufgefahren. Ein Teil des inneren Durchgangskanals
bildet einen Einspritzkanal 34 aus, dessen innere Wand
den Schirmleiter 14 mit Abstand umgibt. Zum Kabelende 18 hin
liegt der andere Teil des inneren Durchgangskanals der Einspritzdüse 33 dicht
am Schirmleiter 14 an (dessen Durchmesser kann beispielsweise
nach dem Auffahren auf den Schirmleiter zumindest abschnittsweise
verringert werden). Das dem Kabelmantel 16 zugewandte Ende
der Einspritzdüse 33 ist
nach Art einer Ringschneide spitz zulaufend ausgebildet, sodass
dieses Ende zwischen den Kabelmantel 16 und den Schirmleiter 14 eingefahren
werden kann und hierbei den Kabelmantel 16 nach außen aufspreizt
und gegen die Wände
der Erweiterungen 32 der Ausnehmungen 31 in den
Haltebacken 28, 29 presst. Diese Wände der Erweiterungen 32 bilden
einerseits Klemmflächen zum
Festklemmen des Kabelmantels 16 zwischen dem einfahrenden
Ende der Einspritzdüse 33 und den
Haltebacken 28, 29, wodurch das Kabel fixiert wird,
andererseits Gegendruckflächen,
um eine Abdichtung zwischen dem eingefahrenen Ende der Einspritzdüse 33 und
dem Kabelmantel 16 zu erreichen.
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In
der Folge wird eine von den Formhälften 35, 36 gebildete
Form um das Kabel geschlossen, und zwar in einem an die Haltebacken 28, 29 auf
der vom benachbarten Kabelende 18 abgelegenen Seite des
Kabels 1 anschließenden
Abschnitt. Die Wandungen des von den Formhälften 35, 36 gebildeten Formhohlraums 37 weisen
die gewünschte
Außenkontur
des Kabels in diesem Abschnitt des Kabels nach seiner Fertigstellung
auf.
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Die
Formhälften 35, 36 werden
geheizt, wobei in 9 schematisch Heizwendeln 38 angedeutet
sind. Der Kabelmantel 16 wird hierbei auf eine solche Temperatur
gebracht, dass er eine ausreichende Elastizität für seine anschließende Aufweitung
besitzt. Der Kabelmantel 16 besteht hierzu aus einem geeigneten
Thermoplasten. Häufig
sind Kabelmäntel aus
PVC ausgebildet. Es kann in diesem Fall beispielsweise eine Aufheizung
auf ca. 80°C
geeignet sein. Der Kabelmantel 16 kann auch aus einem anderen
Thermoplasten bestehen, beispielsweise aus PUR.
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In
der Folge wird durch die Einspritzdüse 33 ein geeignetes
Kunststoffmaterial eingespritzt, vorzugsweise ein Thermoplast, beispielsweise
PVC oder ein thermoplastisches Elastomer. Das Kunststoffmaterial
gelangt durch den Einspritzkanal 34 in das Innere des Kabelmantels 16 und
drückt
diesen nach außen
gegen die Wände
der Ausnehmungen 31 in den Haltebacken 28, 29 (zu
denen er zuvor noch beabstandet war). Das Kunststoffmaterial gelangt
somit zwischen dem Kabelmantel 16 und dem Schirmleiter 14 weiter
in das Innere des Kabels, wobei es den Kabelmantel fortlaufend aufweitet.
Zwischen den Eingangsbereichen in die Formhälften 35, 36 kann
der Kabelmantel zunächst
wiederum nur geringfügig
aufgeweitet werden, bis er an den Wänden der Formhälften 35, 36 in
diesen Eingangsbereichen anliegt. Es folgt der erweiterte Formhohlraum,
in welchen das Kunststoffmaterial unter einer sukzessiven Aufweitung
des Kabelmantels 16 strömt,
bis dieser an den Wänden
der Formhälften 35, 36 anliegt.
Am gegenüberliegenden
Ende der Form umfassen die Formhälften 35, 36 den
Kabelmantel 16 von vorneherein ohne Spiel, sodass das Kabel
an dieser Stelle gegen ein weiteres Eindringen von Kunststoffmaterial abgedichtet
ist.
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Der
Formhohlraum 37 ist so ausgebildet, dass über einen
Abschnitt, der im fertiggestellten und an eine elektrische Einrichtung
angeschlossenen Kabel den Knickschutzabschnitt 9 darstellt,
die Dicke des eingespritzten Kunststoffmaterials, das die Knickschutzlage 17 ausbildet,
in Richtung zum Kabelende 18 hin kontinuierlich zunimmt.
In Richtung zum Kabelende 18 an den Knickschutzabschnitt 9 anschließend wird
in diesem Ausführungsbeispiel der
Formhälften 35, 36 ein
nach außen
abstehender Ringbund 20 der Knickschutzlage 17 ausgebildet.
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Die
beschriebene Herstellung eines Kabels mit einer Knickschutzlage
im Inneren des Kabelmantels ist nicht auf ein geschirmtes Kabel
beschränkt. Auch
andere Kabel, bei denen der Kabelmantel von einem radial innerhalb
des Kabels liegenden Bereich des Kabels abhebbar ist, beispielsweise
Doppelmantelkabel oder Kabel, bei denen die Kabeladern mit einer
Folie umwickelt sind, sind geeignet.
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Denkbar
und möglich
wäre es
auch, vor dem Einführen
der Einspritzdüse
in den vorderen Endabschnitt des Kabelmantels eine Vorspreizung
des Kabelmantels mittels eines Spreizkonus durchzuführen.
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Eine
andere mögliche
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Knickschutzeinrichtung
und die Herstellung eines Kabels zur Ausbildung derselben wird im
Folgenden anhand der 11 bis 13 und 16 bis 19 erläutert.
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Bei
diesem Kabel wird der Knickschutzabschnitt durch eine Verdickung
des Kabelmantels selbst ausgebildet. Bei der Herstellung wird hierzu
in dem Bereich, in welchem ein Kabel enden und ein weiteres Kabel
anfangen soll, die Dicke (E) des Kabelmantels zunächst vergrößert (über die
Länge a
in 11), dann konstant gehalten (über die Länge b in 11)
und dann wiederum auf den Ausgangswert verkleinert (über die
Länge c
in 11).
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Der
ausgebildete Strang wird in der Folge in der Mitte der Länge b an
der in 11 dargestellten Linie 39 durchgeschnitten
(12). In der Folge werden die Kabelmäntel in
Endabschnitten der beiden Kabel 1 entfernt, wodurch beispielsweise
der darunterliegende Schirmleiter 14 freigelegt wird. Von
diesem wird jeweils ein Endstück
entfernt zur Freilegung der Adern, die zur Freilegung der elektrischen
Leiter 12 endseitig abisoliert werden (13).
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Um
ein in dieser Weise vorbereitetes Kabel in eine elektrische Einrichtung
einzubauen, können beispielsweise
schalenförmig
ausgebildete Halteteile 40, 41 der elektrischen
Einrichtung auf die Endabschnitte des Kabelmantels aufgesetzt werden, wie
dies in 14 dargestellt ist. Die Halteteile 40, 41 weisen
gegenüber
der Längsachse 21 des
Kabels im Längsschnitt
gesehen schräg
verlaufende Innenflächen 42 auf,
die mit der äußeren Kontur
des Kabelmantels 16 korrespondieren.
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Die
Halteteile 40, 41 weisen im gezeigten Ausführungsbeispiel
an ihren Außenseiten
jeweils die Hälfte
einer Ringnut 43 auf, wobei im auf das Kabel aufgesetzten
Zustand der Halteteile 40, 41 insgesamt eine umlaufende
Ringnut 43 ausgebildet wird. In diese Ringnut werden die
kreisbogenförmig
verlaufenden Ränder
der Gehäuseteile 23, 24 eingesetzt,
wie dies aus 15 ersichtlich ist. Die elektrischen
Leiter 13 und gegebenenfalls der Schirmleiter 14 werden
mit dem elektrischem Gerät
verbunden. In 15 ist schematisch als Beispiel
eine Platine 25 dargestellt, an welche die elektrischen
Leiter 13 angelötet
werden. Der Einbauabschnitt 11 des an das elektrische Gerät angeschlossenen
Kabels 1 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel vom Kabelende 18 bis
zum vom Kabelende 18 abgelegenen Ende der den Kabelmantel 16 in
seinem Endbereich fassenden Halteteile 40, 41.
In die vom benachbarten Kabelende 18 weggerichtete Richtung
schließt
der Knickschutzabschnitt 9 an, über welchen sich die Dicke
des Kabelmantels 16 mit zunehmender Entfernung vom benachbarten
Kabelende 18 kontinuierlich verringert, bis am vom Kabelende 18 abgelegenen Ende
des Knickschutzabschnitts 9 ein Endwert erreicht ist, der über den
weiteren Verlauf des Kabels (Abschnitt 8) konstant bleibt.
-
Durch
die zum Kabelende 18 hin über den Knickschutzabschnitt 9 kontinuierlich
zunehmende Dicke des Kabelmantels 16 kommt es zu einer
kontinuierlichen Zunahme des Biegeradius des Kabels über den
Knickschutzabschnitt 9 in Richtung zum Kabelende 18,
wenn auf das Kabel eine vorgegebene Biegekraft wirkt.
-
Das
Kabel mit den endseitig auf den Kabelmantel aufsetzbaren Halteteile 40, 41 kann
in analoger Weise in eine andere elektrische Einrichtung eingebaut
werden, beispielsweise in einen elektrischen Steckverbinder. Jeweils
kann hierbei die Kabelzugentlastung über die Halteteile 40, 41 realisiert
werden. Anstelle von halbschalenförmig ausgebildeten Halteteilen 40, 41 könnten zur
Kabelzugentlastung auch Spannzangen eingesetzt werden, die in analoger
Weise wie die insbesondere im Zusammenhang mit elektrischen Steckverbindern
herkömmlich
bekannten Spannzangen ausgebildet sein können. Durch die konische Ausbildung
des Endabschnitts des Kabelmantels 16 wird hierbei die
Wirkung der Spannzange noch verbessert.
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Die 16 bis 19 zeigen
in schematischer Weise eine mögliche
Ausführung
einer Extrusionsdüse 44,
mit welcher eine relativ große
Dickenänderung
des Kabelmantels bei dessen Extrusion ausbildbar ist. Zwischen zwei
Düsenteilen 45, 46 sind Räder 47 drehbar
gelagert, deren Drehachsen 48 in einer gemeinsamen Ebene
angeordnet sind. Die Räder 47 weisen
an ihrem Umfang rinnenförmige
Vertiefungen 49 auf, deren Breite und Tiefe entlang des Umfangs
des Rades 47 ausgehend von einem minimalen Anfangswert
kontinuierlich zunimmt. In einem parallel zur Drehachse 48 und
zentral durch das Rad 47 verlaufenden Schnitt (vgl. 19)
bildet die Vertiefung 49 jeweils ein Kreissegment.
-
Die
Räder 47 sind
sternförmig
um eine zentrale Mittelachse 50 angeordnet, wobei im Schnitt durch
ihre Drehachsen entsprechend 19 die
einzelnen Kreissegmente an den Umfängen der Räder 47 zusammen eine
kreisförmige
Düsenöffnung 51 bilden.
Der Durchmesser dieser Düsenöffnung 51 ist durch
eine gleichzeitige Verdrehung der Räder 47 um gleiche
Drehwinkel veränderbar.
Zur Kopplung der Verdrehung der Räder 47 weisen diese
an ihren Seitenflächen
ineinandergreifende Verzahnungen 52 auf.
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Bei
der Herstellung des Kabels 1 wird die Seele des Kabels 1 (=
die fertiggestellten Teile des Kabels ohne den Kabelmantel) durch
die Düsenöffnung 50 durchgeführt, durch
welche das den Kabelmantel bildende Kunststoffmaterial extrudiert
wird, wobei die Dicke des Kabelmantels durch die gleichzeitige Verdrehung
der Räder 47 verändert werden kann.
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Ein
weiteres Herstellungsverfahren zur Ausbildung eines Knickschutzabschnitt
ist in den 20 bis 23 dargestellt,
und zwar in schematischen Schnittdarstellungen analog den 6 bis 10.
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Zunächst wird
in einem Endabschnitt 55 des Kabels 1 der Kabelmantel 16 entfernt.
Das Kabel 1 ist wiederum als geschirmtes Kabel dargestellt,
sodass nach der Entfernung des Kabelmantels 16 der Schirmleiter 14 sichtbar
ist. Das Verfahren ist auch für
andere Kabel anwendbar. Ein Pressstempel 56 wird auf den
Endabschnitt 55 aufgebracht, beispielsweise vom Kabelende
her aufgeschoben. Der Pressstempel 56 könnte beispielsweise auch zweiteilig ausgebildet
sein und die beiden Teile könnten
dann radial auf den Umfang aufgesetzt werden.
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Das
Kabel 1 wird in eine Form mit den beiden Formhälften 35, 36 eingelegt
und die Formhälften 35, 36 werden
geschlossen. Es bildet sich ein Formhohlraum 37, der sich
zumindest über
den auszubildenden Knickschutzabschnitt 9 erstreckt. Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich der Formhohlraum 37 auch über einen
Teilabschnitt des zum benachbarten Kabelende 18 hin anschließenden Abschnitts,
um eine Zugentlastungseinrichtung für das Kabel auszubilden.
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Auf
den Endabschnitt 55 des Kabels wird weiters in einem gegenüber dem
Pressstempel 56 weiter beim benachbarten Kabelende 18 liegenden Bereich
Haltebacken 28, 29 aufgesetzt, die das Kabel festhalten.
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Die
Form wird weiters aufgeheizt, bis der Kabelmantel 16 einen
plastisch verformbaren Zustand erreicht hat.
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Ausgehend
von diesem in 21 dargestellten Zustand wird
nun der Pressstempel 56 in Längsrichtung des Kabels 1 in
die geschlossene Form 35, 36 gepresst. Der plastisch
verformbare Kabelmantel 16 wird dadurch gestaucht und fließt in den
Formhohlraum 37 der Form, bis dieser vollständig gefüllt ist
und das Kabel die gewünschte
Endform angenommen hat (22).
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Nach
einer Abkühlphase
werden die Haltebacken 28, 29 gelöst und der
Presstempel 56 wird ausgefahren. Danach werden die Formhälften 35, 36 geöffnet und
das fertiggestellte Kabel 1 kann entnommen werden.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
weist dieses anschließend
an den konisch sich erweiternden Knickschutzabschnitt 9 einen
radial nach außen
vorstehenden Ringbund (= eine Wulst) 20 auf, an welchem
ein Halteteil zur Ausbildung einer Zugentlastung angreifen kann.
-
Die
Länge des
Knickschutzabschnitts 9 des Kabels beträgt bei den unterschiedlichen
Ausführungsformen
des Kabels jeweils vorzugsweise mindestens 1 cm, wobei eine Länge von
mindestens 1,5 cm besonders bevorzugt ist. Diese Länge des
Knickschutzabschnitts ist hierbei durch die Länge eines Einbauabschnitts
vom Kabelende beabstandet, wobei diese Länge des Einbauabschnitts vorzugsweise mindestens
0,5 cm beträgt
und ein Wert von mindestens 1 cm besonders bevorzugt ist.
-
- 1
- Kabel
- 2
- elektrischer
Steckverbinder
- 3
- Einsatzteil
- 4
- elektrischer
Steckkontakt
- 5
- Gehäusevorderteil
- 6
- Gehäuseteil
- 7
- Boden
- 8
- Abschnitt
- 9
- Knickschutzabschnitt
- 10
- Ringbund
- 11
- Einbauabschnitt
- 12
- Anschlussteil
- 13
- elektrischer
Leiter
- 14
- Schirmleiter
- 15
- Isolierung
- 16
- Kabelmantel
- 17
- Knickschutzlage
- 18
- Kabelende
- 19
- Teilabschnitt
- 20
- Ringbund
- 21
- Längsachse
- 22
- Schulter
- 23
- Gehäuseteil
- 24
- Gehäuseteil
- 25
- Platine
- 26
- Ringnut
- 27
- Ringnut
- 28
- Haltebacke
- 29
- Haltebacke
- 30
- Vorderseite
- 31
- Ausnehmung
- 32
- Erweiterung
- 33
- Einspritzdüse
- 34
- Einspritzkanal
- 35
- Formhälfte
- 36
- Formhälfte
- 37
- Formhohlraum
- 38
- Heizwendel
- 39
- Linie
- 40
- Halteteil
- 41
- Halteteil
- 42
- Innenfläche
- 43
- Ringnut
- 44
- Extrusionsdüse
- 45
- Düsenteil
- 46
- Düsenteil
- 47
- Rad
- 48
- Drehachse
- 49
- Vertiefung
- 50
- Mittelachse
- 51
- Düsenöffnung
- 52
- Verzahnung
- 53
- Ader
- 54
- elektrisches
Gerät
- 55
- Endabschnitt
- 56
- Pressstempel