DE102008012210B4

DE102008012210B4 - Kabelverschraubungseinheit, sowie Verfahren zur Ausbildung einer Kabelverschraubungseinheit

Info

Publication number: DE102008012210B4
Application number: DE102008012210A
Authority: DE
Inventors: Hans Wolfsberger
Original assignee: Leoni Kabel Holding GmbH
Current assignee: Bizlink Industry Germany GmbH
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2028-03-04
Also published as: DE102008012210A1

Abstract

Um bei einem Kabelanschlusselement (2), insbesondere Kabelverschraubung sicher und zuverlässig eine Zugentlastung auch gegen hohe Auszugskräfte zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass in einen Innenhohlraum (10) eines Grundkörpers (4) des Kabelanschlusselements (2) eine Vergussmasse (11) eingebracht. Diese liegt vorzugsweise formschlüssig im Grundkörper (4) ein und umgibt das Kabel allseitig. Der Grundkörper (4) weist hierzu in seinem Mittenbereich eine Verbreiterung auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kabelverschraubungseinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Ausbildung einer derartigen Kabelverschraubungseinheit.
Eine derartige Kabelverschraubungseinheit ist aus der DE 26 31 996 C3 zu entnehmen.
Kabelverschraubungseinheiten, kurz auch als Kabelverschraubungen bezeichnet, dienen allgemein zur insbesondere zugfesten und abgedichteten Einführung eines Kabels in ein elektrisches Bauteil, wie beispielsweise ein elektrisches Gerät, ein Verteilerkasten, etc. Die Kabelverschraubungseinheit ist hierbei üblicherweise mehrteilig aufgebaut und umfasst einen Grundkörper, durch den das Kabel hindurchgeführt wird. Der Grundkörper weist üblicherweise außenseitig zwei Teilgewinde auf. Mit dem kabelaustrittsseitigen Teilgewinde wird der Grundkörper an einem Gehäuse des elektrischen Bauteils befestigt. Auf das gegenüberliegende kabeleintrittsseitige Teilgewinde wird eine Überwurfmutter üblicherweise gemeinsam mit einem Dichtungselement aufgeschraubt. Bei herkömmlichen Kabelverschraubungen wird durch das Aufschrauben der Überwurfmutter neben der Abdichtung für die Kabeldurchführung auch eine Zugentlastung ausgebildet. Das in das Gehäuse des elektrischen Bauteils eingeführte Kabel wird dort in geeigneter Weise beispielsweise über Klemmen mit dem elektrischen Bauteil verdrahtet.
Bei allen am Markt erhältlichen Verschraubungen für Kabel ist nur ein begrenzter Auszugsschutz gegeben. Dies hat zur Folge, dass ein Kabel bei Zug- oder Druck-Bewegung aus der Verschraubung herausgezogen oder hineingedrückt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kabelverschraubung einen sicheren und zuverlässigen Auszugsschutz für das Kabel zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kabelverschraubungseinheit gemäß den Ansprüchen 1 und 7 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Danach ist vorgesehen, dass in einen Innenhohlraum eines Grundkörpers der Kabelverschraubungseinheit zur Ausbildung eines Auszugschutzes für das Kabel eine Vergussmasse in den Innenhohlraum eingebracht wird. Durch die Vergussmasse wird daher das Kabel mit dem Grundkörper verbunden. Vorzugsweise wird der Grundkörper vollständig mit der Vergussmasse ausgefüllt, so dass eine Bewegung des über die Vergussmasse nunmehr ortsfest gehaltenen Kabels innerhalb des Grundkörpers nach einem Aushärten der Vergussmasse nicht mehr möglich ist und somit ein sicherer und zuverlässiger Auszugschutz für das Kabel bei Zug- und gegebenenfalls auch Druckbelastungen gegeben ist.
Der Grundkörper ist derart ausgebildet, dass die Vergussmasse einen Formschluss mit dem Grundgehäuse ausbildet, der einem Ausziehen des Kabels aus dem Grundkörper entgegenwirkt. Der Formschluss ist in beiden Richtungen, also sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung des Kabels wirksam. Dadurch werden auch Druckkräfte sicher abgefangen.
Im Vergleich zu herkömmlichen Kabelverschraubungseinheiten ist der Innenhohlraum des Grundkörpers verbreitert, um Raum für die Vergussmasse zu schaffen. Die Vergussmasse wird vorzugsweise von hinten, also kabelaustrittsseitig, eingebracht. Unter „kabelaustrittsseitig” wird die Endseite des Grundkörpers verstanden, mit der dieser am Gehäuse des elektrischen Bauteils zu befestigen ist. Kabeleintrittsseitig ist üblicherweise eine Überwurfmutter mit einem Dichtelement vorgesehen.
Nach dem Einbringen der Vergussmasse in den Innenhohlraum und der anschließenden Aushärtung ist das Kabel also fest im Grundkörper fixiert. Die neue Kabelverschraubungseinheit kann somit hohe Zug- oder Druckkräfte abfangen, ohne dass zusätzlichen Klemmungen nötig sind. Eine Schädigung der Leitung, wie sie beim Klemmen von Leitungen mittels anderer Klemmungen für hohe Auszugskräfte oft vorkommt, ist durch diese Kabelverschraubungseinheit ausgeschlossen.
Zur Ausgestaltung des Formschlusses ist der Innenhohlraum zweckdienlicherweise mit einer stufenartigen Verbreiterung versehen. Die Stufe selbst ist hierbei vorzugsweise rechtwinklig zur Zugrichtung. Alternativ kann die Stufe auch geneigt zur Zugrichtung ausgebildet sein. Insgesamt ist der Innenhohlraum zylindrisch ausgebildet und weist in einem Mittelabschnitt einen größeren Radius als an der Eintritts- und Austrittsseite für das Kabel auf. Die Vergussmasse stützt sich also in Zugrichtung über einen Kreisring am Grundkörper sicher und zuverlässig ab.
Für eine sichere Verbindung des Kabels mit der Vergussmasse ist das Kabel von der Vergussmasse vollständig umschlossen, das heißt das Kabel ist zentral innerhalb der Vergussmasse geführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kabel endseitig, also kabelaustrittsseitig, an einem Steckerteil angeschlagen und der Grundkörper ist an einem Steckergehäuse angeschraubt, in dem der Steckerteil angeordnet ist. Bei der Montage wird hierbei vorzugsweise derart vorgegangen, dass das Kabel zunächst durch den Grundkörper hindurchgeführt wird, die einzelnen Leitungsadern des Kabels am Steckerteil angeschlagen werden und anschließend das Steckerteil mit dem Kabel in das Steckergehäuse zurückgezogen und die Vergussmasse eingebracht wird. Es wird bei dieser Ausgestaltung also der Stecker zunächst konfektioniert und erst im fertigen konfektionierten Zustand erfolgt das Einbringen der Vergussmasse. Insgesamt ist dadurch eine einfache Konfektionierung bei gleichzeitig hoher Auszugssicherheit gegeben.
Die Kabelverschraubungseinheit ist vorzugsweise aus Metall oder alternativ aus Kunststoff.
Vorzugsweise ist – bis auf die spezielle Ausgestaltung des Grundkörpers und der Aufnahme der Vergussmasse – die Kabelverschraubung wie herkömmliche, handelsübliche Kabelverschraubungen ausgebildet. Diese weisen üblicherweise eine Überwurfmutter auf, die kabeleintrittsseitig aufgeschraubt wird. Im Bereich der Überwurfmutter wird üblicherweise eine Dichtung eingebracht. Diese dient bei der hier beschriebenen Kabelverschraubungseinheit vorzugsweise gleichzeitig dazu, die noch nicht ausgehärtete Vergussmasse im Grundkörper zu halten. Das üblicherweise zur Abdichtung des Kabels herangezogene Dichtungselement wird daher bei der Montage dazu herangezogen, ein Herauslaufen der Vergussmasse zu verhindern. Hierzu wird die Überwurfmutter mit dem Dichtungselement auf dem Grundkörper kabeleintrittsseitig aufgeschraubt, bevor dann die Vergussmasse von der Kabelaustrittsseite her in den Grundkörper eingebracht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Kabelverschraubungseinheit ohne Kabel.
Die in der Figur dargestellte Kabelverschraubungseinheit 2 weist einen auch als Unterteil oder Verschraubungsgrundkörper bezeichneten Grundkörper 4 auf, auf dessen vorderseitigem Ende eine Überwurfmutter 6, die auch als Spannmutter bezeichnet wird, aufschraubbar ist. Mit Hilfe der Überwurfmutter 6 wird ein Dichtungselement 8 gegen das Grundgehäuse 4 verspannt.
Im Ausführungsbeispiel ist lediglich die Kabelverschraubungseinheit 2 für die Kabelverschraubung ohne das Kabel dargestellt. Der Grundkörper 4 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und umgibt einen Innenhohlraum 10. An seinen beiden Endseiten weist der Grundkörper 4 jeweils ein Außengewinde 12A, B auf. Auf das kabeleintrittsseitige Außengewinde 12A ist die Überwurfmutter 6 aufgeschraubt. Mit dem kabelaustrittsseitigen Außengewinde 12B wird der Grundkörper an ein Gehäuse eines elektrischen Bauteils, beispielsweise eine Verteilerdose, ein Verteilerschrank, ein Steckergehäuse oder auch das Gehäuse eines elektrischen Geräts durch Schrauben befestigt. Anstelle des Außengewindes 12B kann prinzipiell auch ein Innengewinde oder eine andere Befestigungsart vorgesehen sein. Üblich bei Kabelverschraubungen sind jedoch Außengewinde.
Bei herkömmlichen Kabelverschraubungseinheiten 2 wird ein hier nicht näher dargestelltes Kabel von der Kabeleintrittsseite durch den Grundkörper 4 hindurchgeführt, so dass es kabelaustrittsseitig wieder austritt. Die einzelnen Adern des kabelaustrittsseitig austretenden Kabels werden im Innern des Gehäuses, an dem der Grundkörper 4 befestigt ist, in geeigneter Weise angeschlossen. Beispielsweise werden sie direkt an einem elektrischen Gerät, einer Leiterplatte oder auch an einer Verteilereinheit angeschlossen. Das Grundgehäuse 4 wird üblicherweise mit Hilfe eines Gabelschlüssels an das Gehäuse angeschraubt. Zum Abdichten des Grundkörpers 4 gegen das Gehäuse ist eine vorzugsweise nach Art eines O-Rings ausgebildete Dichtung 14 vorgesehen.
Wie weiterhin aus der Figur zu entnehmen ist, ist der Innenhohlraum 10 in einem Mittelbereich verbreitert, weist also einen größeren Durchmesser auf, insbesondere im Vergleich zu dem kabeleintrittsseitigen Ende des Grundkörpers 4. In diesen Innenhohlraum 10 wird bevorzugt von der kabelaustrittsseitigen Öffnung des Grundkörpers 4 nach Einlegen des Kabels eine Vergussmasse 11 eingebracht, die den Innenhohlraum 10 vorzugsweise vollständig ausfüllt. Hierdurch wird das sich im Grundgehäuse 4 befindliche Kabel vollständig von der Vergussmasse 11 umgeben, ist daher quasi eingebettet. Durch die Verbreiterung im Mittelbereich ist die Vergussmasse 11 nach ihrem Aushärten formschlüssig im Grundkörper 4 gehalten. Im Ausführungsbeispiel ist in beiden axialen Richtungen ein Formschluss wirksam. Insgesamt ist dadurch ein sicherer und zuverlässiger Auszugsschutz auch bei hohen Zugkräften auf das Kabel gewährleistet.
Zur Ausbildung des Formschlusses in beiden Richtungen ist die Innenwandung des Grundkörpers 4 in etwa gestuft ausgebildet. In Richtung zur Kabeleintrittsseite ist hierbei eine rechtwinklig zur Längsrichtung verlaufende Gegenlagerfläche 16A ausgebildet. Zur gegenüberliegenden Seite ist die korrespondierende Gegenlagerfläche 16B der Stufe schräg verlaufend ausgebildet. Da die Vergussmasse von dieser Seite her (Kabelaustrittsseite) eingebracht wird, dient die schräge Ausgestaltung der Gegenlagerfläche 16B dazu, dass die Vergussmasse 11 den Raum vollständig ausfüllt und keine Hohlräume entstehen.
Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich der verbreiterte Mittelbereich des Innenhohlraums 10 über einen beträchtlichen Teil der Längserstreckung des Grundkörpers 4. Die Länge L1 des Mittelbereichs liegt beispielsweise über 20% und im Ausführungsbeispiel bei in etwa 50% der Länge L2 des Grundkörpers 4. Die Länge L1 liegt im Bereich von einigen 10 mm und im Ausführungsbeispiel bei etwa 40 mm. Im Hinblick auf einen möglichst sicheren Auszugsschutz ist die radiale Verbreiterung deutlich. So ist der Durchmesser D1 des Innenhohlraums 10 im verbreiterten Mittelbereich deutlich größer als der Durchmesser D2 im jeweiligen Randbereich. Der Durchmesser D1 ist beispielsweise um mindestens 10%, oder auch mehr als 20% und im Ausführungsbeispiel etwa 25% größer als der Durchmesser D1. Der Durchmesser D2 liegt bei einigen 10 mm, im Ausführungsbeispiel bei etwa 55 mm.
Der Grundkörper 4 ist zur Ausbildung des verbreiterten Mittelraums nur an seiner Innenwandung entsprechend ausgebildet, das heißt die Außenwand des Grundkörpers 4 weist keine Ausbuchtung auf. Die Außenmaße der Wandung des Grundkörpers 4 sind üblicherweise derart gewählt, dass ein Norm-Gabelschlüssel an dem Grundkörper 4 angreifen kann, um diesen in das Gehäuse des elektrischen Bauteils eindrehen zu können. Vorzugsweise – wie auch im Ausführungsbeispiel – ist daher der Außendurchmesser des Grundkörpers 4 identisch mit dem der Überwurfmutter 6. Die Außenwandung des Grundkörpers 4 ist daher ganz oder nur in einem Teilbereich nach Art einer Mehrkantschraube, insbesondere Sechskantschraube ausgebildet.
Wie weiterhin aus der Figur zu entnehmen ist, ist der Innenhohlraum 10 vollständig mit der Vergussmasse 11 angefüllt, also von dem austrittsseitigen Ende im Bereich des Außengewindes 12B bis zu der Kabeleintrittsseite, wo die Vergussmasse durch das Dichtelement 8 bis zum Aushärten an einem Auslaufen gehindert wird. Das hier nicht näher dargestellte Kabel weist üblicherweise einen an das Dichtelement 8 angepassten Außendurchmesser auf, das bedeutet, das Kabel liegt dichtend im eintrittsseitigen Bereich im Bereich der Überwurfmutter 6 ein. Innerhalb des mit der Vergussmasse 11 angefüllten Innenhohlraums 10 läuft das Kabel zentral durch den Grundkörper 4 hindurch, so dass es insgesamt vollumfänglich von der Vergussmasse 11 umgeben ist.
Bezugszeichenliste

2: Kabelanschlusselement
4: Grundkörper
6: Überwurfmutter
8: Dichtungselement
10: Innenhohlraum
11: Vergussmasse
12A, B: Außengewinde
14: Dichtung
16A, B: Gegenlagerfläche
D1, D2: Durchmesser
L1, L2: Länge

Claims

Kabelverschraubungseinheit (2), die zur lösbaren Anbindung eines Kabels an ein elektrisches Bauteil vorgesehen ist und die - einen einen Innenhohlraum (10) aufweisendes Grundkörper (4) mit einem darin angeordneten Kabel umfasst, - der Grundkörper (4) weist an seinem einen, kabeleintrittsseitigen Ende ein Gewinde (12A) auf, auf das eine Überwurfmutter (6 ) aufgeschraubt ist, - der Grundkörper (4) weist an seinem anderen, kabelaustrittsseitigen Ende ein weiteres Gewinde (12B) zum Anschrauben an ein Gehäuse des elektrischen Bauteils auf, - der Grundkörper (4) weist eine Außenwandung auf, die nach Art einer Mehrkantschraube für den Angriff eines Gabelschlüssels ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung eines Auszugschutzes für das Kabel eine Vergussmasse (11) in den Innenhohlraum (10) eingebracht ist und der Innenhohlraum (10) einen im Durchmesser verbreiterten Mittelbereich aufweist, so dass ein in zwei Richtungen wirksamer Formschluss zwischen der Vergussmasse (11) und dem Grundkörper (4) ausgebildet ist.
Kabelverschraubungseinheit (2) nach Anspruch 1, bei dem der Formschluss durch eine stufenartige Verbreiterung des Innenhohlraums (10) ausgebildet ist, wobei kabeleintrittsseitig eine rechtwinklig zur Längsrichtung verlaufende Gegenlagerfläche (16A) und kabelaustrittsseitig eine schräg zur Längsrichtung verlaufende Gegenlagerfläche (16B) vorgesehen ist.
Kabelverschraubungseinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kabel von der Vergussmasse (11) umschlossen ist.
Kabelverschraubungseinheit (2) einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kabel endseitig an einem Steckerteil angeschlagen und der Grundkörper (4) an einem Steckergehäuse befestigt ist.
Kabelverschraubungseinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Grundkörper (4) aus Metall oder Kunststoff ist.
Kabelverschraubungseinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen dem Grundkörper (4) und der Überwurfmutter (6) ein Dichtungselement (8) eingespannt ist, durch das das Kabel dichtend hindurchgeführt ist.
Kabelverschraubungseinheit (2), die zur lösbaren Anbindung eines Kabels an ein elektrisches Bauteil vorgesehen ist und die - einen einen Innenhohlraum (10) aufweisenden Grundkörper (4) umfasst, - der Grundkörper (4) weist an seinem einen, kabeleintrittsseitigen Ende ein Gewinde (12A) auf, auf das eine Überwurfmutter aufgeschraubt ist, - der Grundkörper (4) weist an seinem anderen, kabelaustrittsseitigen Ende ein werteres Gewinde (12B) zum Anschrauben an ein Gehäuse des elektrischen Bauteils auf, - der Grundkörper (4) weist eine Außenwandung auf, die nach Art einer Mehrkantschraube für den Angriff eines Gabelschlüssels ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenhohlraum (10) einen im Durchmesser verbreiterten Mittelbereich aufweist, so dass bei Einbringen einer Vergussmasse (11) in den Innenhohlraum (10) ein in zwei Richtungen wirksamer Formschluss zwischen der Vergussmasse (11) und dem Grundkörper (4) ausgebildet wird.
Kabelverschraubungseinheit (2) nach Anspruch 7, bei der der Formschluss durch eine stufenartige Verbreiterung des Innenhohlraums (10) ausgebildet ist, wobei kabeleintrittsseitig eine rechtwinklig zur Längsrichtung verlaufende Gegenlagerfläche (16A) und kabelaustrittsseitig eine schräg zur Längsrichtung verlaufende Gegenlagerfläche (16B) vorgesehen ist.
Verfahren zur Ausbildung einer Kabelverschraubungseinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in einen Grundkörper (4) ein Kabel und anschließend in einen Innenhohlraum (10) des Grundkörpers (4) eine Vergussmasse (11) zur Ausbildung eines Auszugschutzes für das Kabel eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das durch den Grundkörper (4) geführte Kabel endseitig an ein Steckerteil angeschlagen wird, anschließend das Kabel zurückgezogen und die Vergussmasse (11) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem auf den Grundkörper (4) kabeleintrittsseitig eine Überwurfmutter (6) mit einem Dichtungselement (8) zur Abdichtung der noch nicht ausgehärteten Vergussmasse (11) befestigt wird.