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Die Erfindung betrifft eine Schutzhülse zum Schutz von geschirmten Leitungen, mit einer ersten Längsaufnahme zur Aufnahme eines Endes einer ersten Leitung und einer zweiten Längsaufnahme zur Aufnahme eines Endes einer zweiten Leitung. Die Erfindung betrifft ferner ein System aus einem Kabel und einer erfindungsgemäßen Schutzhülse.
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Zur Erhöhung der Störsicherheit kommen geschirmte Kabel dann zum Einsatz, wenn größere Entfernungen überbrückt werden sollen und die elektromagnetische Störausstrahlung über die Länge der Kabelstrecke hinweg minimiert werden soll. Ein (elektromagnetischer) Schirm erfüllt den Zweck, entweder ein in seinem Inneren erzeugtes elektromagnetisches Feld zu schließen und an seiner Ausbreitung zu hindern oder einen Raum frei von außen wirkenden Feldern zu schaffen.
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Der Schirm besteht dazu in der Regel aus einem Geflecht von dünnen Kupferdrähten. Alternativ kommen auch verseilte/verdrillte Kupferdrähte oder Folien zum Einsatz. Der Schirm ist eine leitfähige Hülle einer Leitung und liegt in der Regel unter einem äußeren Isolationsmantel. Der Schirm erfüllt zum einen die Aufgabe den Leiter gegen elektromagnetische Einflüsse von außen zu schützen und zum anderen das Austreten elektromagnetischer Strahlung durch die im Leiter transportierten Signalströme zu verhindern.
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Die Herausforderung bei der Verarbeitung von Kabeln mit mehr als einer geschirmten Leitungen besteht darin, nach dem Abisolieren des äußeren Isolationsmantels den Schirm bzw. die Schirme der inneren Leitungen räumlich voneinander zu trennen (mechanischer Schutz) und Kurzschlüsse zwischen den Schirmen zu verhindern (Durchschlagschutz).
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schutzhülse zum mechanischen Schutz für Leitungsenden vorzustellen. Ausgehend vom genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Zunächst werden einige Begriffe erläutert.
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Als Kabel werden allgemein mit einem Isolierstoff ummantelte Leitungen bezeichnet. Ein Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest zwei solcher Leitungen, wobei jede einzelne Leitung zusätzlich eine leitfähige Hülle, d.h. einen einzelnen Schirm, aufweisen kann. Jede Leitung kann zudem eine oder mehrere Adern aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Schutzhülse umfasst mindestens zwei Längsaufnahmen, die einen gemeinsamen Hülsenkörper bilden können. Die Längsaufnahmen sind jeweils zur Aufnahme einer Leitung in Längsrichtung ausgebildet. Der Hülsenkörper besteht vorzugsweise aus einem nichtleitenden Material oder weist zumindest teilweise eine nichtleitende Beschichtung auf. Der Hülsenkörper kann weitere Längsaufnahmen zur Aufnahme weiterer Leitungen aufweisen. Der Querschnitt einer Längsaufnahme kann je nach Art der Leitung beispielsweise in Abhängigkeit der Anzahl der Adern und/oder zusätzlicher Schirmung variieren. Mit axialer Richtung wird die Richtung in Längsrichtung der Längsaufnahme bezeichnet, entsprechend einer Einsteckrichtung der Leitungsenden bzw. einer Aufsteckrichtung der Schutzhülse. Mit radialer Richtung ist eine dazu vertikale Richtung bezeichnet.
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Erfindungsgemäß sind die erste und zweite Längsaufnahme in radialer Richtung nebeneinander angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Schutzhülse kann so auf ein Kabel mit zwei Leitungen aufgesteckt werden, dass beide Leitungen jeweils in eine der Längsaufnahme eingeführt werden. Durch einen Versatz in radialer Richtung sind die eingesteckten Leitungsenden räumlich voneinander getrennt. Zusätzlich zu diesem mechanischen Schutz der Leitungen ist ein Schutz hinsichtlich eines Kurzschlusses zwischen etwaigen Schirmen der Leitungen gewährleistet. Die Leitungen müssen dazu nicht verbogen werden, da sie im Wesentlichen parallel zueinander aus dem Kabelende austreten und die Schutzhülse in Längsrichtung auf das Kabelende aufgesteckt werden kann. Die Schutzhülse kann sowohl temporär bei einem Transport des Kabels verwendet werden, als auch permanent bei der Konfektionierung der Kabel verbaut bleiben. Für letztere Anwendung ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Außendurchmesser der Schutzhülse den Außendurchmesser des Kabels nicht übersteigt. Die Verwendung der Schutzhülse bietet einen zuverlässigen mechanischen und durchschlagfesten Schutz des Kabels. In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist die Schutzhülse einteilig ausgebildet.
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Vorzugsweise sind die Längsaufnahmen als Hohlzylinder ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist der Querschnitt der Längsaufnahmen rund und somit an die typische Form von Leitungen angepasst. Dies ermöglicht ein kompaktes Design des Hülsenkörpers der Schutzhülse. Die Hohlzylinder können eine geschlossene Mantelfläche aufweisen und ein eingeführtes Leitungsende entlang seiner gesamten Länge umschließen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Schutzhülse zumindest ein Wurzelelement auf, wobei das Wurzelelement in axialer Richtung gegenüber einem Ende der ersten und zweiten Längsaufnahme vorsteht. In anderen Worten steht das Wurzelelement gegenüber dem Hülsenkörper in Längsrichtung vor. Das Wurzelelement kann somit beim Aufstecken der Schutzhülse auf ein Kabel in das Kabel-Füller-Material des Kabels eindringen. Durch den äußeren Isolationsmantel in diesem Bereich sind die Wurzelelemente nachdem Eindringen im Inneren des Kabels fixiert. Dies wiederum bewirkt eine Fixierung des Hülsenkörpers in Bezug auf die Leitungsenden. Das Wurzelelement kann beispielsweise in das Kabel-Füller-Material des Kabels eintauchen und somit die Schutzhülse am Kabel fixieren. In dem aufgesteckten Zustand schließt der Hülsenkörper bündig ab mit dem äußeren Isolationsmantel des Kabels und die freiliegenden Leitungsenden erstrecken sich im Inneren der Längsaufnahmen.
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Das zumindest eine Wurzelelement kann sich in einer im Wesentlichen axialen Richtung erstrecken und mit zunehmendem Abstand zum Ende der ersten und zweiten Längsaufnahme verjüngen. Ein leicht (spitz) zulaufendes Wurzelelement kann besonders einfach und ohne große Kraftaufwendung in ein Kabel-Füller-Material eingeführt und/oder entfernt werden. Durch das Wurzelelement wird zudem ein Verdrehen zwischen der Schutzhülse und dem Kabel während des Aufsteckens reduziert. Das Wurzelelement kann beispielsweise eine Stiftform mit im Wesentlichen rundem Querschnitt aufweisen.
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Vorzugsweise ist das zumindest eine Wurzelelement zumindest teilweise an einer Seitenwand der ersten Längsaufnahme und an einer Seitenwand der zweiten Längsaufnahme angeordnet. Auf diese Weise ist das Wurzelelement sicher und stabil mit dem Hülsenkörper verbunden. Diese Anordnung ist außerdem möglichst platzsparend und erlaubt eine kompakte Bauweise der Schutzhülse. Ein in Aufsteckrichtung vorstehendes Wurzelelement erleichtert die Ausrichtung der Schutzhülse vor dem Aufstecken auf das Kabel.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Schutzhülse ein zweites Wurzelelement auf, wobei das zweite Wurzelelement symmetrisch zu dem ersten Wurzelelement angeordnet ist. Im Falle eines aus zwei Längsaufnahmen bestehenden Hülsenkörpers sind die Wurzelelement dann jeweils gegenüberliegend angeordnet. Der symmetrische Aufbau der Schutzhülse erleichtert die Verwendung.
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Vorzugsweise weisen die erste und zweite Längsaufnahme eine gleiche Länge auf. Der Hülsenkörper ist so besonders kompakt und möglichst einfach in der Herstellung. Die Schutzhülse kann möglichst vielseitig eingesetzt werden. Die Schutzhülse wird gleichzeitig über beide Leitungsenden gestülpt, wodurch ein nachträgliches starkes Verbiegen der Leitungen vermieden wird.
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Weiter vorzugsweise weisen die erste und zweite Längsaufnahme einen gleichen Außendurchmesser auf, wobei der Außendurchmesser in Längsrichtung im Wesentlichen konstant ist. Die Schutzhülse lässt sich so von außen gut führen. Die erste und zweite Längsaufnahme können einen gleichen Innendurchmesser aufweisen, wobei der Innendurchmesser in Längsrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende zunimmt, wobei vorzugsweise das Wurzelelement gegenüber dem zweiten Ende vorsteht. Die trichterförmige Ausbildung der Längsaufnahmen erlaubt ein einfaches Einführen der Leitungen und fixiert diese zunehmend in ihrer Position bis die Leitung vollständig in die Längsaufnahme eingeführt ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Schutzhülse nimmt der Innendurchmesser der ersten und zweiten Längsaufnahme in der Nähe des ersten Endes sprungartig ab. Durch die sprungartige Abnahme des Innendurchmessers wird eine Anschlagsfläche für einen Schirm der Leitung geschaffen. Dies verhindert ein ungewolltes/versehentliches Hindurchtreten der Leitungsenden samt Schirm durch eine Ausgangsöffnung der Längsaufnahme.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein System aus einem Kabel mit einer ersten und einer zweiten Leitung und einer erfindungsgemäßen Schutzhülse, wobei die Schutzhülse auf die Enden der ersten und zweiten Leitung aufgesteckt ist. In dem aufgesteckten Zustand sind die erste und zweite Leitung voneinander getrennt und die Schutzhülse wirkt als mechanischer Schutz des Kabels. Die Anzahl der Längsaufnahmen hängt von der Anzahl der Leitungen im Kabel ab und kann entsprechend an jedes Kabel angepasst werden. Eine Leitung kann vorzugsweise aus drei Adern bestehen.
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Vorzugsweise weist die erste und/oder zweite Leitung einen Schirm auf, welcher weiter vorzugsweise ein verzinntes Kupfer-Geflecht aufweist. In dieser Ausführungsform bewirkt die nichtleitende Schutzhülse gleichzeitig einen Schutz vor einem Kurzschluss zwischen den Schirmen der ersten und/oder zweiten Leitung.
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Weiter vorzugsweise dringt das zumindest eine Wurzelelement in ein Kabel-Füller-Material des Kabels ein, wenn die Schutzhülse auf das Kabel aufgesteckt ist. Durch das Kabel-Füller-Material und den Isolationsmantel wird das zumindest eine Wurzelelement im Kabelinneren fixiert, was wiederum eine Fixierung des Hülsenkörpers in Bezug auf das erste und zweite Leitungsende bewirkt.
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Das erfindungsgemäße System kann mit weiteren im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schutzhülse beschriebenen Merkmalen fortgebildet werden. Die erfindungsgemäße Schutzhülse kann mit weiteren im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System beschriebenen Merkmalen weitergebildet werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beispielhaft beschrieben.
- 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Querschnitts eines Kabels mit zwei geschirmten Leitungen.
- 2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzhülse.
- 3 zeigt eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Schutzhülse aus 2 und
- 4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des erfindungsgemäßen Systems aus einem Kabel und einer Schutzhülse kurz vor dem Aufstecken (a) und in einem aufgesteckten Zustand (b).
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1 zeigt den Querschnitt eines Kabels 13. Das Kabel 13 weist einen im Wesentlichen runden Querschnitt mit einem äußeren Isolationsmantel 14 auf. Der äußere Durchmesser des Kabels 13 beträgt in diesem Ausführungsbespiel 13 mm ± 0.3 mm. Der Isolationsmantel 14 kann aus dem Werkstoff Polyurethan (PUR) hergestellt sein, welcher als Mantelwerkstoff bei der Kabelherstellung regelmäßig verwendet wird. Im Inneren des Isolationsmantels 14 verlaufen eine erste Leitung 16 und eine zweite Leitung 18. Die erste und zweite Leitung 16, 18 sind von einem Kabel-Füller-Material 19 umgeben. Als Kabel-Füller-Material 19 kommen nichtleitende, beispielsweise aus Isolierstoff oder Textil bestehende, Elemente zum Einsatz.
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Die erste und zweite Leitung 16, 18 weisen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils drei Adern 16', 16", 16"', 18', 18", 18'" auf. Die erste und zweite Leitung 16, 18 weisen zudem jeweils eine leitfähige Hülle auf, die als Schirm 15, 17 bezeichnet ist. Die Schirme 15, 17 der ersten und zweiten Leitung 16, 18 können beispielsweise jeweils aus einem verzinnten Kupfer-Geflecht hergestellt sein, wobei eine Überdeckung vorzugsweise mindestens 80 % beträgt.
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Das Kabel 13 dient lediglich als Beispiel zur Veranschaulichung eines typischen Kabelaufbaus und kann in seinen Abmessungen und verwendeten Materialien variieren. Insbesondere die Anzahl der Adern und/oder Leitungen in der dargestellten Ausführungsform ist rein beispielhaft.
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Bei der Kabelkonfektionierung wird der äußere Isolationsmantel 14 des Kabels 13 entfernt und somit jeweils ein Ende der ersten und zweiten Leitung 16, 18 freigelegt. Um in diesem Zustand und bei der nachfolgenden Konfektionierung die erste und zweite Leitung 16, 18 voneinander zu trennen und gleichzeitig einen Schutz hinsichtlich eines Kurzschlusses der Schirme 15, 17 zu gewährleisten, kommt die erfindungsgemäße Schutzhülse 20 zum Einsatz, welche nachfolgend näher beschrieben wird.
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Die in 2 gezeigte Schutzhülse 20 zum Schutz von geschirmten Leitungen ist zum Aufstecken auf ein Ende eines Kabels geeignet. Die erfindungsgemäße Schutzhülse 20 bietet einen mechanischen und durchschlagfesten Schutz beispielsweise für das in 1 dargestellte Kabel 13. Die Schutzhülse 20 besteht dazu vorzugsweise aus einem nichtleitenden Material oder weist zumindest teilweise eine nichtleitende Beschichtung auf.
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Die Schutzhülse 20 weist eine erste Längsaufnahme 21 und eine zweite Längsaufnahme 22 auf, wobei die erste und zweite Längsaufnahme 21, 22 jeweils zur Aufnahme einer ersten und zweiten Leitung 16, 18 ausgebildet sind. Die erste und zweite Längsaufnahme 21, 22 bilden in der dargestellten Ausführungsform einen gemeinsamen Hülsenkörper 23. Die erste und zweite Längsaufnahme 21, 22 definieren jeweils eine axiale Richtung entlang ihrer Längsachse. Die axiale Richtung entspricht im Wesentlichen einer Einsteck- bzw. Aufsteckrichtung der Leitungsenden bzw. der Schutzhülse 20. Die erste und zweite Längsaufnahme 21, 22 sind in radialer Richtung nebeneinander angeordnet. In die Längsaufnahmen 21, 22 eingesteckte Leitungsenden sind somit räumlich voneinander getrennt. In dem dargestellten Ausführungsbespiel sind die erste und zweite Längsaufnahme 21, 22 zusätzlich parallel zueinander ausgerichtet.
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Die Schutzhülse 20 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel außerdem ein erstes und zweites Wurzelelement 24, 25 auf. Das erste und zweite Wurzelelement 24, 25 stehen gegenüber einem Ende des Hülsenkörpers 23 vor, wobei das Ende des Hülsenkörpers 23 in Aufsteckrichtung vorne liegt. Die Wurzelelemente 24, 25 können an einer Außenseite des Hülsenkörpers 23 angeordnet sein, derart dass sie sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstrecken. In der gezeigten Ausführungsvariante sind die Wurzelelemente 24, 25 identisch ausgebildet und weisen jeweils eine Stiftform auf, welche mit zunehmendem Abstand zum Ende des Hülsenkörpers 23 konisch zuläuft, also verjüngt. Aufgrund der angespitzten Form können die Wurzelelemente 24, 25 beim Aufstecken der Schutzhülse 20 auf das Kabel 13 besonders einfach in das Kabel-Futter-Material 19 des Kabels 13 eingeführt werden. Die Wurzelelemente 24, 25 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch an dem Hülsenkörper 23 angeordnet. Die Wurzelelement 24, 25 sind zudem jeweils an einer äußeren Seitenwand der ersten und zweiten Längsaufnahme 21, 22 angeordnet.
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In 3 ist eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Schutzhülse 20 aus 2 gezeigt. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, sind die Längsaufnahmen 21 und 22 im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet. Die Hohlzylinder weisen die gleichen Dimensionen hinsichtlich ihrer Länge und Durchmesser auf und sind parallel und anliegend zueinander angeordnet. Der Hülsenkörper 23 weist eine gemeinsame Mittelwand 23a der Längsaufnahmen 21, 22 auf, wobei die Mittelwand 23a einen Innenraum der ersten Längsaufnahme 21 von einem Innenraum der zweiten Längsaufnahme 22 trennt. In der dargestellten Ausführungsform ist die Schutzhülse 20 einteilig ausgebildet.
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Die gemeinsame Mittelwand 23 dient als mechanischer Schutz und sorgt für eine zuverlässige räumliche Trennung der Enden der ersten und zweiten Leitung 16, 18. Zusätzlich sorgt die Mittelwand 23 bei geschirmten Leitungen 16, 18 für einen zusätzlichen Schutz hinsichtlich eines Kurzschlusses zwischen den jeweiligen Schirmen 15, 17 der Leitungen 16, 18.
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Die Längsaufnahmen 21 und 22 und somit der Hülsenkörper 23 weisen in Längsrichtung eine im Wesentlichen konstante Breite auf. Die Längsaufnahmen 21, 22 weisen den gleichen Außendurchmesser entlang ihrer Längserstreckung auf. Der Innendurchmesser der Längsaufnahmen 21, 22 nimmt in Längsrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende zu, wobei das zweite Ende in Aufsteckrichtung vorne liegt. In anderen Worten ausgedrückt, sind am zweiten Ende der Längsaufnahme die Wurzelelemente 24, 25 angeordnet. In der 3 ist dies insbesondere durch die zunehmende Wandstärke der gemeinsamen Mittelwand 23a verdeutlicht. Aus der Sicht einer Leitung, die in die Längsaufnahme 21, 22 eingeführt wird, verringert sich der Querschnitt der Längsaufnahme 21, 22 zunehmend mit der Einstecktiefe. Diese Trichterform der Längsaufnahmen 21, 22 in Einsteckrichtung erleichtert das Einführen der Enden der Leitungen 16, 18 in den Hülsenkörper 23. Kurz vor dem ersten Ende der Längsaufnahme 21, 22 nimmt der Innendurchmesser sprungartig ab, derart dass sich eine ringförmige Anschlagfläche 28 im Inneren der Längsaufnahmen 21, 22 ausbildet. Die ringförmige Anschlagfläche 28 dient als Anschlag für einen Schirm 15, 17 der Leitungen 16, 18 und gibt somit eine Endposition beim Aufstecken der Schutzhülse 20 vor. Die einzelnen Adern 16', 16", 16"', 18', 18", 18'" der Leitungen 16, 18 können durch das offene zweite Ende der Längsaufnahmen 21, 22 hindurchgeführt werden. Die Schutzhülse 20 kann somit auch bei der Konfektionierung verwendet werden.
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4 zeigt ein erfindungsgemäßes System aus einem Kabel 13 und einer erfindungsgemäßen Schutzhülse 20 in einem ersten Zustand kurz vor dem Aufstecken der Schutzhülse 20 (4a) und in einem zweiten aufgesteckten Zustand der Schutzhülse 20 (4b).
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In der 4a ist die Schutzhülse 20 vor dem Aufstecken auf das Kabel 13 gezeigt, wobei die Schutzhülse 20 in einer Verlängerung des Kabels 13 in axialer Richtung angeordnet ist. Das Kabel 13 hat den in 1 gezeigten Kabelaufbau. Die Schutzhülse 20 ist so ausgerichtet, dass die Längsaufnahmen 21, 22 jeweils in Verlängerung der freigelegten Enden der Leitungen 16, 18 des Kabels 13 ausgerichtet sind und die Wurzelelemente 24, 25 jeweils auf mit Kabel-Füller-Material 19 gefüllte Zwischenräume im Inneren des äußeren Isolationsmantels 14 des Kabels 13 zeigen.
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Beim Aufstecken der Schutzhülse 20 auf das Kabel 13 werden die Längsaufnahmen 21, 22 auf die Enden der Leitungen 16, 18 gestülpt und die Wurzelelemente 24, 25 dringen im Wesentlichen gleichzeitig in das Kabel-Füller-Material 19 innerhalb des äußeren Isolationsmantels 14 ein. Durch die Wurzelelemente 24, 25 wird ein ungewolltes Verdrehen der Schutzhülse 20 beim Aufstecken verhindert und die Schutzhülse 20 mit zunehmender Einstecktiefe der Wurzelelemente 24, 25 am Kabel 13 fixiert.
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In dem in der 4b gezeigten aufgesteckten Zustand der Schutzhülse 20 schließt der Hülsenkörper 23 bündig mit dem äußeren Isolationsmantel 14 ab und nimmt die überstehenden Enden der Leitungen 16, 18 vollständig in sich auf. Die Schutzhülse 20 ist durch die Wurzelelemente 24, 25, die im Inneren des äußeren Isolationsmantels 14 zwischen dem Kabel-Füller-material 19 eingeklemmt sind, fixiert und bietet somit einen zuverlässigen mechanischen und durchschlagfesten Schutz für das Kabel 13.
