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Die Erfindung betrifft eine Kabelverschraubung mit Dichtung und Zugentlastung gemäß dem dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Steckverbinder mit Kabelverschraubung. Unter einer Kabelverschraubung soll auch eine Kabeldurchführung oder ein Kabeleintritt in ein elektrisches Gerät verstanden werden. Derartige Kabelverschraubungen sind seit langen bekannt, und werden vor allem dann eingesetzt wenn Kabel mit einem konfektionierbaren Stecker oder einer Dose elektrisch verbunden werden oder ein Kabeleintritt in einen Verschraubungskörper benötig wird. Neben einer Zugentlastung benötigt der Kabeleintritt natürlich auch eine den vorgesehenen Einsatzbedingungen entsprechende Dichtung. In der Vergangenheit hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Dichtungsfunktion von der Zugentlastung zu trennen, um beides optimal gestalten zu können. Insbesondere sollten übermäßig hohe Flächenpressungen des Dichtmaterials, die letztlich zum Fließen des Materials führen können, vermieden werden.
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So zeigt die
DE 82 31 787 U1 einen Kabeleintritt mit einer durchstoßbaren Dichtmembran und einer auf einer schiefen Ebene abrollbaren Klemmkugel zur Zugentlastung. Die Anordnung ist vorzugsweise für den einmaligen Gebrauch geeignet und weist außerdem keine Verschraubung auf.
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Die
DE 1 738 430 U zeigt eine Klemmverschraubung für Kabel mit einer auf einen Kabelstutzen aufschraubbaren Spannmutter (Hutmutter), wobei der Innenraum der Spannmutter eine Spannbüchse aufweist, die mit Kugeln gefüllt sein kann, die beim Aufschrauben gegen Kabelmantel gedrückt werden. Als nachteilig werden der vergleichsweise große Raumbedarf, die schwierige Montage und in diesem Zusammenhang auch die Verlierbarkeit der Kugeln angesehen. Eine Dichtung ist nicht angegeben.
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Die
DE 87 16 966 U1 zeigt eine Kabelverschraubung aus Kunststoff zur Abdichtung und Zugentlastung von Kabeln. Sie weist einen Schraubstutzen mit einem Dichtungskörper und eine Hutmutter auf, wobei am Schraubstutzen voneinander getrennte Zungen angeordnet sind, die beim Aufschrauben der Hutmutter zusammen mit dem Dichtungskörper auf den Kabelmantel gedrückt werden. Zwischen den freien Enden der Zungen sind Kugeln vorgesehen, die in Kugelpfannen geführt, und zur Kraftübertragung beim Aufschrauben der Hutmutter auf den Kabelmantel dienen. Als Nachteil werden der Herstellungs- und Montageaufwand und auch die Verlierbarkeit der Kugeln angesehen.
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Die
DE 10 2011 012 566 A1 zeigt eine dichte Kabelverschraubung, mit einer Hutmutter auf einem Gewindestutzen, wobei ein verdrehsicher gelagerter Dichteinsatz durch den Druck der Hutmutter in eine Dichtlage verformt wird. Die Abdichtung des Gewindestutzens erfolgt durch einen Dichtring, dessen Dichtlippe zwischen dem Gewindestutzen und einer Gewindemutter eingeklemmt wird. Als Nachteil wird die fehlende Trennung von Dichtung und Zugentlastung angesehen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die genannten Nachteile zu überwinden, und eine einfache und vor allem kostengünstig herstellbare Kabelverschraubung mit getrennter Kabeldichtung und Zugentlastung anzugeben, die einen großen Klemmbereich aufweist, d.h. für unterschiedliche Kabeldurchmesser geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird mit den Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen die Ausgestaltung der Erfindung. Der nebengeordnete Anspruch betrifft einen Steckverbinder (Kabelstecker oder Dose) mit der erfindungsgemäßen Kabelverschraubung.
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Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, zur Zugentlastung ein kreisringförmiges Druckelement mit einem Ring aus unverlierbaren Kugeln (Kugelelementen) vorzusehen, das auch als Formteil ausgeführt sein kann, und die Dichtung mit einen an sich bekannten zylindrischen Einsatz zu realisieren, die beide durch die Hutmutter auf den Kabelmantel gepresst werden. Der Vorteil besteht darin, dass die Kabeldichtung sehr nachgiebig sein kann, was deren Anpassung an unterschiedliche Kabeldurchmesser ermöglicht, während die Kugelelemente eine vom Kabeldurchmesser nahezu unabhängige Klemmkraft bewirken. So ist die erfindungsgemäße Kabelverschraubung in überraschender Weise ohne Adaption für einen Klemmbereich von beispielsweise 3 bis 9 mm Kabeldurchmesser verwendbar. Die Dichtung am Gewinde der Hutmutter erfolgt durch einen elastomeren Dichtungsring, der ja nach Anforderung als standardisierter O-Ring oder auch als Formteil ausgeführt sein kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den Wegfall der Zugentlastungsfunktion das Elastomer nicht nach Haftung bzw. Reibung gegenüber dem Kabel ausgewählt werden muss, was bisher die Optimierung einer Dichtung mit Zugentlastung fast unmöglich machte, sondern der Anwender das Kabel nun freier wählen kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kugeln des kreisringförmigen Druckelements an der Oberfläche aufgeraut oder profiliert, um die Haftung auf dem Kabelmantel zu verbessern.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
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1 zeigt ein Schnittbild der erfindungsgemäßen Kabelverschraubung mit einem Kabel,
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2 zeigt einen vergrößerten Schnitt mit einem Druckelement in einer Kugelpfanne,
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3 zeigt ein Schnittbild des Verschraubungskörpers mit Hutmutter und Druckelementen,
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4 zeigt das Schnittbild aus der 1 mit einem wesentlich dünneren Kabel.
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5 zeigt Schnittbilder der Kabelverschraubung bei unterschiedlichen Kabeldurchmessern.
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Die 1 zeigt ein Schnittbild der erfindungsgemäßen Kabelverschraubung im montierten Zustand. Am Ende des Verschraubungskörpers 1 befindet sich ein Gewindestutzen 2 mit einem freien Innendurchmesser D1 und einem Außengewinde, auf den eine Hutmutter 3 geschraubt ist, wobei die Hutmutter 3 eine konische Innenwandung und eine endseitige Öffnung zur Aufnahme eines Kabels 4 mit einem Durchmesser D2 aufweist. Das Kabel 4 wird durch ein in der Öffnung der Hutmutter 3 befindliches Dichtelement 5 und den Gewindestutzen 2 in den Verschraubungskörper 1 geführt. Dabei wird das Kabel 4 von einem kreisringförmigen Druckelement 6 mit vier Kugeln umschlossen, ohne die Erfindung auf diese Zahl zu beschränken. Beim Aufschrauben der Hutmutter 3 werden der Dichteinsatz 5 und das Druckelement 6 gemeinsam gegen den Mantel des Kabels 4 gepresst. Die zur Zugentlastung dienenden Kugeln des Druckelements 6 bleiben dabei nahezu unverformt, während der Dichteinsatz 5 in den Spalt zwischen der Hutmutter 3 und dem Kabel 4 gepresst, und dabei naturgemäß deutlich verformt wird. Die Vorderseite der Hutmutter 3 ist in bekannter Weise durch einen Dichtungsring 7, im einfachsten Fall ist das ein O-Ring, gegenüber dem Verschraubungskörper 1 abgedichtet. Um die Druckelemente 6 zu unverlierbar zu machen und deren Montage zu erleichtern, sind sie erfindungsgemäß durch elastische Stege 8 verbunden, die im unverschraubten Zustand den Radius R1 des kreisringförmigen Druckelements 6 an den aktuellen Kabeldurchmesser D2 anpassen.
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Für einen erlaubten Klemmbereich K = K1 – K2 gilt die Beziehung D1 > K1 > D2 < K2, mit:
- D1:
- Innendurchmesser des Gewindestutzen 2
- K1:
- maximaler Kabeldurchmesser
- D2:
- aktueller Kabeldurchmesser
- K2:
- minimaler Kabeldurchmesser
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Die 2 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch den Gewindestutzen 2 mit einem Druckelement 6 dessen durch elastische Stege 8 miteinander verbundene Kugeln in Kugelpfannen 9 gelagert sind.
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Die 3 zeigt ein Schnittbild des Verschraubungskörpers 1 mit dem Gewindestutzen 2 und der Hutmutter 3. Das Kabel 4 ist zur besseren Übersicht nicht dargestellt. Außerdem sieht man den zur Abdichtung des Kabels dienenden Dichteinsatz 5, zwei Kugelpfannen 9 zur Aufnahme der Kugeln des Dichtelements 6, sowie eine Führungsnut zur Aufnahme eines elastischen Stegs 8, der die Kugeln des Druckelements 6 miteinander verbindet und dadurch unverlierbar macht.
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Die 4 zeigt die Anordnung aus der 1 mit einem wesentlich dünneren Kabel. Die Kugeln des Druckelements 6 berühren sich jetzt, und der Dichteinsatz 5 ist in seiner Dichtlage jetzt wesentlich stärker verformt.
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Die 5 zeigt ein um 90° gedrehte Schnittbilder mit verschraubter Hutmutter 3 für ein stärkeres und ein dünneres Kabel 4 zum Vergleich, wobei das stärkere Kabel im oberen Teil und das dünnere Kabel im unteren Teil der der Figur dargestellt ist. Das kreisringförmige Druckelement 6 weist in beiden Fällen entlang eines Kreisringes angeordnete Kugeln auf, die durch in diesem Schnitt nicht sichtbare elastische Stege 8 verbunden sind. Der Radius des Kreisrings wird im unverschraubten Zustand mit R1 und im verschraubten Zustand mit R2 bezeichnet, was für alle Kabeldurchmesser D2 gelten soll.
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Die elastischen Stege 8 sorgen für die Anpassung des Kreisrings an den Kabeldurchmesser D2 und erleichtern die Montage, indem sie für den korrekten Sitz der Kugel sorgen und das Verlieren einzelner Kugeln verhindern. Beim Aufschrauben werden der Dichteinsatz 5 und das Druckelement 6 gemeinsam gegen den Kabelmantel gepresst, wobei die Kugeln des zur Zugentlastung dienenden Druckelements 6 nahezu unverformt bleiben, während der Dichteinsatz 5 in einen Spalt zwischen der Hutmutter 3 und dem Kabel 4 gepresst und dabei verformt wird. Da die Kugeln des kreisringförmigen Druckelements 6 beim Verschrauben direkt auf das Kabel 4 gepresst werden, drücken sie erfindungsgemäß Vertiefungen in den weicheren Kabelmantel, ohne diesen jedoch zu beschädigen oder zu verletzen. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass diese Vertiefungen im Kabelmantel einen gewissen Formschluss bewirken, und trotz der geringen Auflagefläche für eine gute Zugfestigkeit sorgen, so dass ein weiter Klemmbereich K, mit K = K1 – K2 und K1 < D2 < K2 möglich wird, wobei K1 den maximalen und K2 den minimalen Kabeldurchmesser D2 von beispielsweise 3 bis 9 mm bezeichnen soll.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verschraubungskörper
- 2
- Gewindestutzen
- 3
- Hutmutter
- 4
- Kabel
- 5
- Dichteinsatz
- 6
- Kreisringförmiges Druckelement mit mehreren Kugeln
- 7
- Dichtungsring, O-Ring
- 8
- Elastischer Steg zur Verbindung der Druckelemente 6
- 9
- Kugelpfanne
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 8231787 U1 [0002]
- DE 1738430 U [0003]
- DE 8716966 U1 [0004]
- DE 102011012566 A1 [0005]
