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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontaktierung von konzentrisch zueinander angeordneten, sich in einer Längsrichtung parallel zu einer das Zentrum bildenden Mittelachse erstreckenden elektrisch leitenden Bauelementen, insbesondere elektrischen Leitern, an einem elektrischen Kabel angeordneten elektrisch leitfähigen Schirmgeflechten, Einzellitzen oder Drähten, wobei die Kabel von einer Anschlussstelle bis zu einer Wand oder durch eine Wand oder dergleichen Bauteil aus elektrisch leitfähigem Werkstoff geführt und an der Wand kontaktiert werden, wobei die Vorrichtung mittels eines vorzugsweise metallischen Anschluss- oder Befestigungsmittels an der Wand oder dergleichen Bauteil kontaktierend befestigbar ist.
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Im Stand der Technik sind derartige Vorrichtungen bekannt, die nach Art einer Kabelverschraubung ausgebildet sind. Bei diesen Vorrichtungen ist eine Kontaktmöglichkeit vorgesehen, damit das Ende eines mit einem Schirmgeflecht versehenen Kabels, nachdem der Kabelmantel am Ende des Kabels entfernt ist, mit der aus Metall bestehenden Kabelverschraubung kontaktiert wird, sodass der Schirmleiter mit der Vorrichtung selbst und die Vorrichtung wiederum mit einem Bauteil, an welches die Vorrichtung angeschlossen ist, kontaktgebend verbunden ist. Hierdurch wird das Schirmgeflecht des Kabels mit der Erdungsleitung kontaktiert, die an das Gehäuse oder dergleichen angeschlossen ist, welches mit der Vorrichtung ausgestattet wird.
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Die bekannten Vorrichtungen sind für eine Hochstromkontaktierung nicht geeignet, mit der hohe Stromleistungen von beispielsweise bis zu 120 A/mm2 übertragen werden könnten. Solche hohen Stromleistungen treten beispielsweise bei Überspannungsereignissen oder Blitzereignissen auf.
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Es sind mehradrige Kabel mit außenliegendem Schirmleiter bekannt. Solche mehradrigen Kabel sind beispielsweise derart aufgebaut, dass mehrere isolierte Kabeladern in einem gemeinsamen Isoliermantel eines Kabels angeordnet sind. Auf dem Isoliermantel wiederum ist außenliegend ein Schirmgeflecht oder dergleichen angeordnet, welches wiederum von einer weiteren Isolierung umgeben ist. Zum Zwecke der Kontaktierung wird die äußere Isolierung in dem Bereich entfernt, in dem eine Kontaktierung mit dem Schirmgeflecht oder dergleichen erforderlich ist.
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Insbesondere sind auch sogenannte NYCY-Kabel bekannt, bei denen außenliegend auf der Isolierhülle eines Kabels Einzeldrähte angeordnet sind, die wiederum von einer Isolierhülle umgeben sind. Zur Kontaktierung dieser Einzeldrähte wird die äußere Isolierhülle entfernt und diese Einzelleiter werden mit einer entsprechenden Vorrichtung kontaktiert.
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Die bekannten Vorrichtungen dieser Art sind, wie oben schon ausgeführt, für höhere Stromleistungen nicht brauchbar, da höhere Stromleistungen nicht schadlos übertragen werden können. Dies liegt im Wesentlichen daran, dass nur eine einzige linienförmige Kontaktstelle zwischen der Schirmung und der Vorrichtung besteht, wodurch keine ausreichende Tragfähigkeit für hohe Stromleistungen erreicht ist. Insbesondere ist bei der bisherigen Anschlusstechnik eine relative hohe Impedanz die Folge, woraus eine relative hohe Wärmeentwicklung im Bereich der Kontaktstelle resultiert, die für das gesamte Element nachteilig ist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, die als alleinstehendes Element oder auch als in eine Kabelverschraubung integriertes oder als Adapter eingesetztes System zur Hochstromkontaktierung außenliegender elektrischer Leiter, beispielsweise konzentrischer Einzelleiter von sogenannten NYCY-Kabeln geeignet ist, wobei die Vorrichtung dazu geeignet sein soll, hohe Stromleistungen zu übertragen, ohne Schaden zu nehmen, beispielsweise Stromleistungen, die bei Überspannungsereignissen oder beim Blitzschutz auftreten, wobei zudem die Vorrichtung dazu geeignet sein soll, hohe Zugbelastungen an dem Geflecht oder den Einzellitzen oder Drähten der Schirmung aufnehmen zu können, ohne dass die Vorrichtung oder deren Bestandteile beschädigt werden oder die Verbindung aufgetrennt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Vorrichtung mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordnete, zueinander verstellbare Kontaktflächen und mindestens einen zwischen diesen angeordneten Zwischenring aufweist, die derart angeordnet sind, dass das elektrisch leitende Bauelement oder die elektrischen Leiter mindestens zweimal jeweils zwischen einer Kontaktfläche und dem Zwischenring geklemmt und elektrisch kontaktiert sind.
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Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens zwei Kontaktflächen und einen zwischen diesen angeordneten Zwischenring auf. Zur Installation und Verlegung eines mit einem Schirmgeflecht oder dergleichen versehenen Kabels wird die äußere Isolierhülle des Kabels im Bereich des Schirmgeflechtes entfernt, sodass der Zwischenring unter das Schirmgeflecht oder dergleichen eingebracht werden kann und sich mit seinem Innenmantel an dem Außenmantel des Kabels abstützt, während die Schirmelemente sich am Außenmantel des Zwischenringes abstützen. Zwischen diesen Kontaktflächen und dem Außenmantel des Zwischenringes werden zwei Kontaktstellen gebildet, nämlich zwischen der ersten Kontaktfläche und dem Zwischenring und der zweiten Kontaktfläche und dem Zwischenring. In der Montagesolllage wird diese Stellung in der Weise fixiert, dass das elektrische Bauelement, welches die Schirmung bildet, fest zwischen den Kontaktflächen und den entsprechenden Anlageflächen des Zwischenringes eingeklemmt ist. Hierdurch wird eine gute Kontaktgabe erreicht und zudem eine hohe Zugbelastbarkeit ermöglicht, ohne dass die Verbindung zerstört wird. Zudem wird durch diese Anordnung erreicht, dass höhere Stromleistungen übertragbar sind, sodass die Vorrichtung auch als Erdungsleiter genutzt werden kann, über den hohe elektrische Leistungen übertragen werden können, beispielsweise impulsweise oder dauerhaft, beispielsweise bei Überspannungsereignissen oder beim Blitzschutz. Die Bestandteile, die Kontaktflächen aufweisen und der Zwischenring können als singuläres Element in komplexe Bauteile integriert werden oder auch Bestandteil von anderen Bauteilen sein.
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Eine bevorzugte Weiterbildung wird zudem darin gesehen, dass die Kontaktflächen mittels Verschraubung von Vorrichtungsteilen gegen die entsprechenden Kontaktbereiche des Zwischenrings anspannbar sind.
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Bei einer solchen Anordnung werden die Kontaktflächen mittels einer Verschraubung, die durch Vorrichtungsbestandteile gebildet ist, gegen die entsprechenden Kontaktbereiche des Zwischenringes angespannt, um die Montagesollposition zu erreichen.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Kontaktflächen mittels Federvorspannung von mindestens einem in die Vorrichtung integrierten Federelement gegen die Kontaktbereiche des Zwischenrings anspannbar sind.
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Hierbei wird die Montagesolllage entweder nur durch Federvorspannungen gesichert oder durch eine Kombination von Verschraubung und Federvorspannung, sodass eine entsprechende Kontaktierung und Klemmung des elektrischen Bauelementes, welches die Schirmung bildet, erreicht ist.
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Bevorzugt kann zudem vorgesehen sein, dass eine erste Kontaktfläche Bestandteil eines metallischen Anschlussstutzens ist, der an einem weiteren Teil befestigbar ist.
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Ein solcher Anschlussstutzen kann beispielsweise an einer Wand eines Bauteiles oder an einem anderen Element eines entsprechenden Bauteiles, welches von dem entsprechenden Kabel durchgriffen ist, befestigt werden. Die erste Kontaktfläche kann dabei Bestandteil dieses Anschlussstutzens sein.
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Da insbesondere bei der Schraubbefestigung eines solchen Anschlussstutzens mit einem weiteren Element, welches Bestandteil der Klemmvorrichtung ist, mittels derer der Kontakt und die Klemmung mit dem Zwischenring vorgenommen wird, eine relative Drehung des Anschlussstutzens relativ zu dem Zwischenring erfolgt, was dazu führen kann, dass die Bestandteile des Schirmes, die geklemmt und kontaktiert werden, verdrillt oder verstellt werden, ist eine vorteilhafte Weiterbildung darin zu sehen, dass eine erste Kontaktfläche Bestandteil eines metallischen Druckringes ist, der in einen metallischen Anschlussstutzen eingesetzt ist und sich an einer Schulter des Anschlussstutzens unmittelbar oder vorzugsweise unter Zwischenanordnung von mindestens einer Vorspannfeder abstützt, wobei der Druckring innerhalb des Anschlussstutzens drehbeweglich angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, dass bei Schraubbetätigung des Anschlussstutzens der Druckring sich nicht mit dreht, sondern nur axial in Richtung auf den Zwischenring verstellt wird, sodass eine gute Klemmung und Kontaktgabe erreicht wird, ohne dass das Schirmgeflecht oder die Adern des Schirmes verdrillt oder verstellt werden.
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Insbesondere ist auch bevorzugt vorgesehen, dass eine zweite Kontaktfläche Bestandteil eines metallischen Zwischenstutzens ist, der an der Wand oder dergleichen Bauteil befestigbar ist.
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Der Zwischenstutzen kann beispielsweise an der Wand oder dergleichen Bauteil befestigt werden, welche von dem durchzuführenden Kabel durchgriffen ist. Insbesondere kann die Fixierung in der Art erfolgen, dass der Zwischenstutzen an der Wand oder dergleichen Bauteil befestigt wird, und zwar im Bereich einer Lochung dieser Wand oder des Bauteiles, sodass das entsprechende Kabel durchführbar ist. Auf das Kabel aufgeschoben ist der Zwischenring, der Zwischenstutzen und der Anschlussstutzen gegebenenfalls samt Druckring, sodass dann beispielsweise durch Verschrauben der Teile miteinander die gewünschte Verbindung und Kontaktierung herstellbar ist.
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Insbesondere ist hierbei bevorzugt vorgesehen, dass der Anschlussstutzen mit dem Zwischenstutzen gewindemäßig verbunden ist.
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Auch kann bevorzugt vorgesehen sein, dass beide Kontaktflächen kegelig oder konisch ausgebildet sind.
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Durch eine solche kegelige oder konische Ausbildung wird die zur Kontaktierung zur Verfügung stehende Fläche der Kontaktflächen vergrößert, sodass eine gute Kontaktgabe zu dem entsprechend gestalteten Zwischenring und eine gute Klemmung ermöglicht ist.
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Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass der Zwischenring als Doppelkegelstumpf ausgebildet ist.
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Um eine gewisse Selbstzentrierung der Teile zueinander zu erreichen, kann zudem bevorzugt vorgesehen sein, dass der Zwischenring und/oder die Kontaktflächen ballig ausgebildet sind.
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Eine bevorzugte Weiterbildung wird auch darin gesehen, dass jede Kontaktfläche, der Zwischenring, der Anschlussstutzen, der Druckring und/oder der Zwischenstutzen jeweils aus mindestens zwei Teilen, insbesondere Segmenten, bestehen, die in einer Endmontageposition zu einer Ring- oder Hülsenform verbunden sind und in einer Vormontageposition in geteilte Ring- oder Hülsenteile zerlegbar ist.
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Hierbei können die einzelnen Elemente aus Segmenten bestehen, sodass es möglich ist, einige Vorrichtungsbestandteile nachträglich über das Kabel beziehungsweise die elektrischen Leiter oder zwischen dem Kabelmantel und die elektrischen Leiter der Schirmung einzusetzen, ohne dass diese Elemente vom Ende des Kabels her aufgefädelt werden müssen. Vielmehr kann die Zuführung der Elemente dann radial zum Kabelmantel erfolgen, wobei die Segmente des Zwischenringes zwischen die Leiter der Schirmung und den Kabelmantel eingefügt werden können, um die lagerichtige Positionierung zu erreichen.
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Auch kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mehrere aus Kontaktflächen und Zwischenringen bestehende Kontaktierungssysteme axial hintereinander oder radial nebeneinander aufweist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als Grundausrüstungssystem oder auch als geteiltes, segmentiertes Nachrüstsystem beispielsweise in Ergänzung zu einer EMV-Verschraubung, bei mehrfach geschirmten Kabeln oder bei Mehrfachdurchführungen eingesetzt werden. Sie ist insbesondere für Anordnungen geeignet, bei denen hohe Stromleistungen und/oder hohe Zugbelastungen am Geflecht oder Schirm auftreten.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
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1 die wesentlichen Bestandteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Explosionsdarstellung;
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2 wesentliche Bestandteile in einer Vormontagelage im Schnitt gesehen;
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3 die Vorrichtung von der einen Stirnseite her gesehen;
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4 die Vorrichtung im Schnitt A-A der 3 gesehen, in einer Montagesollposition;
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5 eine Vorrichtung mit Federvorspannung in einer Vormontagelage mit einer Schirmung in Form von Einzellitzen;
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6 desgleichen in der Sollmontageposition.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Kontaktierung von konzentrisch zueinander angeordneten, sich in einer Längsrichtung parallel zu einer das Zentrum bildenden Mittelachse 1 erstreckenden elektrisch leitenden Bauelementen 2. Die Bauelemente sind im Ausführungsbeispiel elektrische Leiter an einem elektrischen Kabel, welches in der Zeichnungsfigur nicht dargestellt ist. Das elektrische Kabel ist parallel zur Mittelachse angeordnet und dessen Isolierumhüllung ist von den elektrisch leitenden Bauelementen 2 umgeben, die im Bereich der Anordnung der Vorrichtung von einer äußeren Ummantelung (Isolierung) des Kabels befreit sind. Damit liegen diese Bauelemente 2 zur Kontaktierung offen vor.
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Die Bauelemente können beispielsweise an einem elektrischen Kabel angeordnete elektrisch leitende Schirmelemente, Einzellitzen oder Drähte sein. Die Kabel oder dergleichen, die diese elektrisch leitenden Bauelemente 2 als Schirmung aufweisen, können beispielsweise von einer beliebigen Anschlussstelle bis zu einer Wand, die eine entsprechende Lochung aufweist, geführt werden oder auch durch eine Wand oder ein Bauteil oder dergleichen aus elektrisch leitendem Werkstoff geführt werden. Wesentlicher Sinn der Vorrichtung ist die Kontaktierung der Bauelemente 2 mit dem entsprechenden angeschlossenen Bauteil oder der Wandung, sodass diese Bauteile auf gleichem elektrischem Potential liegen.
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Die Vorrichtung ist mittels eines später noch beschriebenen Anschluss- oder Befestigungsmittel an der jeweiligen Wand oder an dem Bauteil kontaktierend befestigbar.
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Insbesondere weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordnete, zueinander hin und voneinander weg parallel zur Mittelachse 1 verstellbare Kontaktflächen 3, 4 auf sowie mindestens einen zwischen diesen angeordneten Zwischenring 5. Die Teile sind derart angeordnet, dass das elektrisch leitende Bauelement 2 beziehungsweise die elektrischen Leiter mindesten zweimal jeweils zwischen einer Kontaktfläche 3 und dem Zwischenring 5 beziehungsweise dem Zwischenring 5 und einer Kontaktfläche 4 geklemmt und elektrisch kontaktiert sind, wie dies insbesondere in 6 gezeigt ist. Vorzugsweise sind die Kontaktflächen 3, 4 mittels einer Verschraubung von Vorrichtungsteilen gegen die entsprechenden Kontaktbereiche des Zwischenringes 5 anspannbar. Auch können die Kontaktflächen 3, 4 mittels Federvorspannung eines Federelementes 6 gegen die Kontaktbereiche des Zwischenringes 5 angespannt werden, wie auch dies wiederum in 6 ersichtlich ist. Sämtliche Teile bestehen aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise Metall.
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Eine erste Kontaktfläche 4 kann Bestandteil eines metallischen Anschlussstutzens 7 sein, der an einem weiteren Teil befestigbar ist.
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Vorzugsweise ist die erste Kontaktfläche 4 aber Bestandteil eines metallischen Druckringes 8, der in den metallischen Anschlussstutzen 7 für ein weiteres Teil eingesetzt ist und sich an einer Schulter 9 des Anschlussstutzens 7 unmittelbar oder wie in 5 gezeigt, unter Zwischenanordnung von mindestens einer Vorspannfeder 6 abstützt. Der Druckring 8 ist von der in der Zeichnung gemäß 5 linken Seite des Anschlussstutzens 7 her in diesen eingeführt und in dieser Richtung beweglich. Ebenso ist der Druckring relativ zum Anschlussstutzen 7 drehbeweglich angeordnet, sodass dieser beim Drehen des Anschlussstutzens 7 zum Zwecke der Schraubverbindung nicht mitgedreht wird. Eine zweite Kontaktfläche 3 ist Bestandteil eines metallischen Zwischenstutzens 10, der zum Beispiel an der Wand oder dergleichen Bauteil befestigbar ist, die von dem Kabel oder dergleichen durchsetzt wird. Hierzu weist der Zwischenstutzen 10 einen Gewindestutzen 11 auf, der beispielsweise durch die Lochung einer Wand gesteckt und mittels einer von der Rückseite her aufgeschraubten Mutter befestigt und gesichert werden kann. Zusätzlich sind Dichtringe 12 zur Abdichtung des Montagelementes vorgesehen. Auch der Anschlussstutzen 7 ist mit dem Zwischenstutzen 10 gewindemäßig verbunden. Hierzu weist der Zwischenstutzen 10 einen weiteren Gewindestutzen 13 auf und der Anschlussstutzen 7 ist derart als Gewindehülse gestaltet, dass dieser Gewindestutzen 13 übergriffen werden kann und mit dem entsprechenden Gewinde 14 des Anschlussstutzens verschraubt werden kann.
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Die Kontaktflächen 3, 4 sind vorzugsweise kegelig ausgebildet, wie in den Zeichnungen ersichtlich, wobei die Kegelerweiterung zu dem Zwischenring 5 gerichtet ist. Der Zwischenring 5 kann als Doppelkegelstumpf ausgebildet sein oder aber dessen Kontaktflächen können vorzugsweise ballig ausgeführt sein, wie in den Zeichnungsfiguren gezeigt. Hierdurch ist eine bessere Kontaktierung und Zentrierung (Spielausgleich) ermöglicht. Die Kontaktbereiche einerseits der Kontaktflächen 3, 4 und andererseits des Zwischenringes 5 sind mindestens annähernd jeweils parallel zueinander ausgerichtet.
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Zur Montage der Vorrichtung wird das elektrische Bauelement 2, also die entsprechenden Leiter oder das Schirmgeflecht freigelegt, sodass der Zwischenring 5 unter das Schirmgeflecht beziehungsweise unter das Bauelement 2 eingefädelt werden kann und zwar in eine Position, wie sie beispielsweise in 5 ersichtlich ist. Der Zwischenring wird über den Kabelmantel geschoben, während das auf dem Kabelmantel befindliche elektrische Bauelement 2 (die elektrischen Leiter) vom Mantel des Kabels abgehoben und über die Außenkontur des Zwischenringes 5 geschoben ist und an dessen Kegelflächen oder balligen Flächen anliegt, wie in 5 und 6 ersichtlich ist. Anschließend können die Teile 7 und 10 aus der Position, die in 5 gezeigt ist, in die Position, die in 6 gezeigt ist, überführt werden, also einander angenähert und miteinander verschraubt werden. Hierdurch wird eine Klemmung des elektrisch leitenden Bauelementes 2 zwischen der kegeligen Kontaktfläche 3 und der balligen Fläche des Zwischenringes 5 einerseits und zwischen der balligen Fläche des Zwischenrings 5 und der kegeligen Kontaktfläche 4 andererseits sichergestellt. Auf diese Weise werden zwei Kontaktierungsbereiche (flächig, nicht linienförmig), zur Verfügung gestellt und erreicht, wobei zudem auch hohe Zugbelastungen vom elektrischen Bauelement 2 aufgenommen werden können, wenn dies entsprechend mit Zugbelastungen beaufschlagt wird.
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Um zu ermöglichen, dass die Installation, wie sie beispielsweise in 5 und 6 gezeigt ist, auch bei schon verlegten elektrischen Kabeln oder dergleichen vorgenommen werden kann, kann eine Segmentierung der Einzelteile erfolgen, sodass die Teile nicht jeweils aus einem Element, sondern beispielsweise aus zwei durch Teilung gebildeten Halbschalen bestehen. Diese könnend dann radial beispielsweise auf ein Kabel aufgesetzt werden oder der geteilte Zwischenring 5 kann unter die Bauelemente 2 des Kabels geschoben werden, ohne eine Auffädelung vom Kabelende her durchführen zu müssen.
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Auch können mehrere derartige Vorrichtungen hintereinander oder nebeneinander angeordnet werden, sofern dies für die bestimmungsgemäße Benutzung vorteilhaft ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, über die geschirmten Leiter relativ hohe Stromleistungen übertragen zu können, wobei diese bei Anschluss an Erdungsleiter oder Schutzleiter beispielsweise Pulsbelastungen oder Dauerbelastungen aufnehmen können, wie sie im Überspannungsfall oder im Blitzschutz auftreten. Im Bereich der Kontaktierung und Klemmung ist eine niedrige Impedanz und damit auch fast kein Spannungsabfall zu erwarten, sodass keine oder nur eine geringe Wärmeentwicklung im Bereich dieser Kontaktstellen beziehungsweise Klemmstellen auftritt.
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Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
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Alle in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
