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Die
Erfindung betrifft ein Element zum mechanischen Dichten und/oder
Klemmen und elektrischen Schirmen und/oder Leiten in atmungsaktiven und
nicht atmungsaktiven Kabel-, Schlauchdurchführungen oder Kabelsteckverbindungen
zur mechanisch und hydroskopisch dichten Durch- oder Einführung eines
geschirmten oder ungeschirmten elektrischen Kabels mit/ohne Zugentlastung
mit/ohne Biegeschutz für
dieses Kabel nach Hauptpatent 'Kabeldurchführung mit
Membranventil',
Patentanmeldung Nr.
DE
10 2005 035 210.3 v. 28. Jul. 2005.
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Kabel-,
Schlauchdurchführungen
oder Kabelsteckverbindungen in geschlossene Gehäuse, mit und ohne Zugentlastung,
auch wasser- und explosionsgeschützter
Art und mit/ohne elektromagnetischer Abschirmung mit/ohne Biegeschutz
nach Schutzart klassifiziert, sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Derartige Kabeldurchführungen
sind auch bekannt unter anderen technischen und kommerziellen Begriffen,
wie Kabel-/Leitungs-Durchführung,
-Durchführungseinrichtung,
-Durchführungsverschraubung,
-Durchführungsvorrichtung,
-Einführung,
-Einführungseinrichtung,
-Einführungsverschraubung,
-Einführungsvorrichtung,
-Verschraubung, Schlauchverschraubung, etc.
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Derartige
Kabel-, Schlauchdurchführungen oder
Kabelsteckverbindungen werden für
unterschiedlichste Anwendungen benötigt und sind entsprechend
vielfältig
ausgeformt. Sie werden je Verwendungszweck aus Kunststoff und/oder
Metall hergestellt, enthalten zusätzliche Scheiben und/oder Dichtungen/Dichtringe/Tüllen und
unterschiedliche Zugentlastungen nach Anforderung, wie Quetschung oder
Schelle. Kabel-, Schlauchdurchführungen
oder Kabelsteckverbindungen und/oder ihre Einzelteile sind genormt;
in der Installationstechnik werden derartige Durchführungen
oder Verbindungen alter Bauart unter der Bezeichnung Panzerrohrgewinde (Pg)-Verschraubung
mit nichtmetrischem Gewinde, Pg7 ... Pg48, entsprechend neuer Bauart
mit metrischem Gewinde M12 ... M63, gehandelt.
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Kabel-,
Schlauchdurchführungen
oder Kabelsteckverbindungen bestehen aus einem Abschnitt Zylinder
mit meist beidseitigem Gewinde und einem Anschlag, der den dichtenden
Abschluß zu
einer Wandung bildet. Zur Befestigung wird entweder der Abschluß mit der
Wandung verschraubt – der
Abschluß enthält umlaufend
Bohrungen – oder
der Zylinder wird wandungsrück-/gehäuseseitig
mit einer Gegen-/Kontermutter verschraubt. Auf der Seite der Kabel-/Schlaucheinführung gibt
es entweder eine Kabeltülle
mit Dichtung und Scheibe und/oder eine angespritzte oder lose Kabelkralle,
wobei das Kabel/der Schlauch durch eine Hutmutter dichtend gequetscht
wird, oder auch eine Schraubschelle mit Dichtung und angespritztem
Biegeschutz. Diese Zubehörteile
sind bekannt als Dichtungs-/Würgenippel und
Blindstopfen/Verschlußschrauben,
auch Kabeldurch- oder -einführungselement
genannt.
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Die
Anwendungen erstrecken sich von Anschluß-, Schalt- und Verteilerkästen der
Installations-/Gerätetechnik
der Gebäudesystem-
und Anlagentechnik bis zu Anwendungen der Luft- und Raumfahrt, der
Verkehrstechnik sowie maritimen Anwendungen. Aufgrund der Vielfältigkeit
der Applikationen wird die obige Beschreibung nicht vertieft.
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Bezüglich der
Beschreibung des Stands der Technik wird auf die ausführliche
Darstellung in der Hauptanmeldung verwiesen und sich im folgenden auf
die Beschreibung von Kabeldurch- oder -einführungselementen beschränkt.
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Gemäß Hauptpatent 'Kabeldurchführung mit Membranventil', Patentanmeldung
Nr.
DE 10 2005 035 210.3 ,
wird eine atmungsaktive Kabel-/Schlauchdurchführung zur mechanisch und hydroskopisch
dichten Durchführung
eines geschirmten oder ungeschirmten elektrischen Kabels mit/ohne Zugentlastung
mit/ohne Biegeschutz für
dieses Kabel vorgestellt. Es wurde beschrieben, daß Kabeldurchführungen
bauartklassifiziert werden, nach alter Bauart mit nichtmetrischem
Gewinde Pg7 ... Pg48 und nach neuer Bauart mit metrischem Gewinde
M12 ... M63, wobei das Maß für die Befestigungsbohrung für die Kabeldurchführung – Maß des Gewindestutzens,
unten – und
der Kabeldurchmesser für
diese Kabeldurchführung
aufeinander abgestimmt sind.
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Die
deutsche Offenlegung
DE
10 2004 014 512 stellt eine nicht atmungsaktive Kabelverschraubung
vor, bestehend aus einem mit einem Gehäuse verbindbaren Verschraubungsstutzen,
einer im Innern des Stutzens einsetzbaren Dichtung sowie einem mit
dem Stutzen verschraubbaren Druckelement, welches auf die Dichtung
einen nach innen gerichteten Druck ausübt, der auf das Kabel wirkt,
und einem Schirmkontaktelement, welches in elektrischer Verbindung
mit dem Stutzen und dem vom Kabelmantel befreiten Kabelschirm steht.
Das Schirmkontaktelement besteht aus einem elastischen Ringteil, welcher
innerhalb des Verschraubungsstutzens angeordnet ist.
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Durch
den gewählten
Aufbau – Druckelement,
Kabelklemmeinsatz, Dichtung, Schirmkontakteinsatz, Verschraubungsstutzen – ergibt
sich eine große
Teilevielfalt; mechanische Fixierung und elektrische Kontaktierung
sind gegeben.
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Die
deutsche Patentschrift
DE 103
56 386 stellt eine – ebenfalls
nicht atmungsaktive – Verschraubung
für abgedichtete
Kabeldurchführungen vor.
Eine Druckschraube mit axialer Durchgangsöffnung wird mit einem Doppelnippel
verschraubt, wobei sich innerhalb des sich ergebenden hohlzylinderförmigen Volumens
ein Dichteinsatz mit mindestens einer Kabeldurchführung und
eine elektrisch leitfähige
Membran oder Scheibe aus Kunststoff und/oder Metall – ebenfalls
mit mindestens einer Kabeldurchführung – befindet.
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Die
Teilevielfalt ist ebenfalls groß – Druckschraube,
Dichteinsatz, Membran/Scheibe, Doppelnippel; gemäß 2 der Anmeldung
gestalten sich die mechanische Fixierung von Membran/Scheibe und
die elektrische Kontaktierung durch dieselbe schwierig und unsicher.
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Die
deutsche Offenlegung
DE 196
15 602 /europäische
Patentschrift
EP 803 953 stellt
eine ebenfalls nicht atmungsaktive, dichtende Kabelverschraubung
vor, die kabeleinführungsseitig
aus einer in das Innere des Stutzens einsetzbaren Dichtung sowie
einem mit dem Stutzen verschraubbaren Druckelement besteht, welches über die
Dichtung auf ein eingeführtes
Kabel wirkt, sowie einem gehäuseseitig einrastbaren
metallischen Schirmkontaktelement, dessen fingerartigen V-förmigen Kontakte
sich auf den Schirm eines abisolierten Kabels legen.
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Das
Trägerteil
mit seinen fingerförmigen Kontakten
ist sehr aufwendig herzustellen und baut recht groß, was sich
auf den Aufbau der Kabelverschraubung überträgt. Durch den fingerartigen
Aufbau der Kontaktierung ist keine umhüllende EMV-Abschirmung gegeben.
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Das
deutsche Gebrauchsmuster
DE
297 17 440 beschreibt eine Kabeldurchführung für elektrische Kabel mit einem
Durchführungsgehäuse und
einer Durchführungskanäle für Kabel/Leitungen
aufweisenden Dichteinheit aus einem elektrisch nichtleitenden elastischen
Formteil, welches in das Durchführungsgehäuse einsetzbar
ist. Abisolierte abgeschirmte Kabel werden mit Mantel so durch das Formteil
geführt,
daß der
Kabelmantel bündig
mit dem Formteil abschließt,
der Schirm wird nach außen um
das Formteil gebogen und das Formteil und die Kabellitze in das
Durchführungsgehäuse gesteckt. Dabei
bildet der Kabelschirm zwischen Außenfläche Formteil und Innenfläche Metall-Durchführungsgehäuse eine
leitende Verbindung.
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Es
bleibt unklar, welche Kräfte
auf die Dichteinheit bei Aufbringen der Verschraubungsmutter wirken;
weiterhin wird keine Auskunft darüber gegeben, wie das Formteil
dichtet, wenn die Bestückung desselben
durch Kabel unvollständig
und/oder unsymmetrisch erfolgt.
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Alle
aufgezeigten und/oder vorgestellten Lösungen eignen sich nicht oder
nur bedingt zum Einsatz als Kabeldurch- oder -einführungselement
zum mechanischen Dichten und/oder Klemmen und elektrischen Schirmen
und/oder Leiten; nach dem Stand der Technik sind die Funktionen
des Dichtens, Klemmens, Schirmens und Leitens auf mehrere Bauelemente
innerhalb der Kabel-, Schlauchdurchführung oder Kabelsteckverbindung
verteilt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Element zum Dichten, Klemmen, Schirmen
und Leiten in atmungsaktiven oder nicht atmungsaktiven Kabel-, Schlauchdurchführungen
oder Kabelsteckverbindungen zur mechanisch und hydroskopisch dichten
Durch- oder Einführung
eines geschirmten oder ungeschirmten elektrischen Kabels mit/ohne
Zugentlastung mit/ohne Biegeschutz für dieses Kabel zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
leicht handhabbares Kabeldurch- oder
-einführungselement
zum Dichten und/oder Klemmen und Schirmen und/oder Leiten der eingangs
genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst.
Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Durch-/Einführungselement
für Kabel-,
Schlauchdurchführungen
oder Kabelsteckverbindungen vorgeschlagen, welches aus mehreren
Werkstoffen mit abschnittsweise unterschiedlichen Festigkeiten und Leitfähigkeiten
einstückig
hergestellt ist.
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Ein
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Durch-/Einführungselement
für Kabel-,
Schlauchdurchführungen
oder Kabelsteckverbindungen so gestaltet ist, daß es als universelles Bauelement
Einsatz findet.
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Eine
weitere Ausprägungsform
der erfinderischen Neuheit ist dadurch gegeben, daß das Kabeldurch-/-einführungselement
für atmungsaktive
und nichtatmungsaktive Kabel-, Schlauchdurchführungen oder Kabelsteckverbindungen
einsetzbar ist.
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Eine
weitere Ausprägungsform
der erfinderischen Neuheit ist dadurch gegeben, daß das Durch-/Einführungselement
für Kabel-,
Schlauchdurchführungen
oder Kabelsteckverbindungen für geschirmte
und ungeschirmte Kabel verwendbar ist.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in der kostengünstigen
Herstellbarkeit des Kabeldurch-/-einführungselements, damit verbunden geringere
Lagerhaltungskosten und in der leichteren Handhabbarkeit und Montierbarkeit
desselben in Verbindung mit Kabel-, Schlauchdurchführungen oder
Kabelsteckverbindungen als Bauelemente wie auch bei Anwendungen
im Rahmen der Installationstechnik.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstands sind in den Zeichnungen dargestellt und
werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen
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1 Beispiel
einer Kabeldurch-/-einführung
in Perspektive
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2 Schnitt
durch die Kabeldurch-/-einführung,
kabellos, unbelastet
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3 Schnitt
durch die Kabeldurch-/-einführung,
kabelbestückt,
belastet.
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Gleiche
und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele sind in den
Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die
Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung
wird fortgesetzt anhand der Erläuterungen
der Bilder.
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Wie
aus 1 ersichtlich, besteht die Kabeldurch-/-einführung aus
einem Verschraubungsstutzen, der einseitig in einer Gehäusebohrung
mit Dicht-/O-Ring ohne Gewinde mit Gegen-/Kontermutter oder mit
Gewinde verschraubt werden kann, und einem einer für die Kabeleinführung durchbohrten Hutmutter ähnelndem
Druckelement.
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2 zeigt
beispielhaft einen Schnitt durch die kabellose und dadurch unbelastete
Kabeldurch-/-einführung.
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Die
Kabeldurch-/-einführung
setzt sich aus einem Verschraubungsstutzen 1, einem Druckelement 2 und
einem Kabeldurch-/-einführungselement 3 zusammen.
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Der
Verschraubungsstutzen 1 besitzt einen etwa mittig – bezüglich seiner
Längsausdehnung – gelegenen
Anschlag 11 für
die Gehäusemontage – oft gerändelt oder
mit einem Sechskant versehen; die Befestigung im Gehäuse kann
mittels Durchgangsbohrung und Gegen-/Kontermutter 15 oder
Gehäusegewinde – je mit
Dicht-/O-Ring 13 versehen – erfolgen.
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Weiterhin
verfügt
der Verschraubungsstutzen 1 auf der der Gehäusebefestigung
gegenüberliegenden
Seite über
ein weiteres Außengewinde 14, welches
der Aufnahme eines Druckelements dient. Der hohlzylinderförmige Korpus
verjüngt
sich zur Kabeleinführung
hin; an der Stelle der Verjüngung 16 besitzt
der Stutzen eine Rastring 17. Häufig weist diese Gewindehälfte radial über den
Umfang verteilte in axialer Richtung verlaufende Längsschnitte
auf, die der Nase 18 ein gewisses Maß an Elastizität verleihen.
Der Gewindeauslauf 14 der Nase 18 schließt mit der
Fase 19 ab.
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Das
Druckelement 2 – einer
kopfseitig durchbohrten Hutmutter ähnelnd – besitzt ein Innengewinde 21,
eine Kabeldurch-/-einführung 22 und
eine innen, oberhalb des Gewindes verlaufende Fase 23.
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Das
einstückige
Kabeldurch-/-einführungselement 3 besitzt
einen abschnittsweisen Aufbau und beginnt – von der Kabeleinführung aus
gesehen – mit einem
hohlzylinderförmigen
Korpus – dem Dicht-/Klemmabschnitt 31 – der außenseitig
mit dem sich verjüngenden
Innendurchmesser des Verschraubungsstutzens in Übereinstimmung ist, dessen Übergang
zum nächsten
Abschnitt eine Verrastung 34 als Pendant zum Rastring 17 des
Stutzens aufweist; das Kabeldurch-/-einführungselement 3 wird
so in dem Verschraubungsstutzen 1 fixiert. Der Innendurchmesser
des Dicht-/Klemmabschnitts 31 ist so bemessen, daß der sich
daraus ergebende Hohlzylinder das Kabel 4 einschließlich Kabelmantel 41 aufnimmt.
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Dem
Dicht- und Klemmabschnitt 31 schließt sich der Leiterabschnitt 32 an,
ein ebenfalls hohlzylinderförmiger
Korpus, dessen Außendurchmesser
sich mit dem Innendurchmesser des Stutzens an der Stelle deckt.
Der Innendurchmesser bzw. der Innenzylinder dieses Abschnitts ist
so bemessen, daß er
das vom Kabelmantel 41 befreite Kabel 4 aufnehmen kann.
Der Leiterabschnitt 32 ist mindestens an seiner aussenseitigen
Oberfläche
zur Innenfläche
des Stutzens 1 hin elektrisch leitend und weist mit diesem
einen gegen Null gehenden elektrischen Flächenwiderstand aus. Der sich
anschließende
elastische Schirmabschnitt 33 des Kabeldurch-/-einführungselements 3 ist
kegelförmig
ausgebildet mit sich verjüngender
Wandstärke
zum Kabelaustritt hin, mit dem Ziel, daß der Schirmabschnitt 33 sich
lippenartig um das Schirmgeflecht 42 des abgeschirmten
und abgelängten
Kabels schmiegt. Der Schirmabschnitt 33 ist elektrisch
leitfähig
ausgebildet.
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Das
einstückige
Kabeldurch-/-einführungselement 3 weist
im Abschnitt 31 eine Dicht- und Klemmfunktion, im Abschnitt 32 die
Funktion des elektrischen Leitens und im Abschnitt 33 die
elektrische Schirmfunktion auf. Das Element 3 kann ein
einteiliges, jedoch mehrkomponentig gespritztes Kunststoffteil sein;
eine elektrische Leitfähigkeit
im Abschnitt 31 ist nicht von Bedeutung.
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3 zeigt
einen Schnitt durch die Kabeldurch-/-einführung, mit einem Kabel bestückt, belastet.
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Das
Kabel 4 besitzt einen Außenhülle – einen Kabelmantel 41 – zwischen
diesem und einer weiteren Isolationsschicht 43 einen elektrisch
leitenden Schirm 42 – meistens
als Schirmgeflecht ausgeführt – und innerhalb
der inneren hohlzylinderförmigen
Isolation eine Anzahl von Kabellitzen 44, bestehend aus
elektrischen Leitern 46 je mit Grundisolation 45.
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Bei
einer Verschraubung des Druckelements 2 mit dem Verschraubungsstutzen 1 bei
konfektioniertem eingeführten
Kabel 4 wird mit jeder weiteren – dem Drehsinn entsprechenden – Drehbewegung eine
Kraft über
die Fase 23 des Druckelements auf die Fase 19 des
Verschraubungsstutzens 1 ausgeübt, wodurch die Kraft über die
Nase 18 auf den Dicht-/Klemmabschnitt 31 des Kabeldurch-/-einführungselement 3 übertragen
wird, was bewirkt, daß der
elastische Kabelmantel 41 des Kabels 4 geklemmt
und gedichtet wird.
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Der
elastisch ausgeformte Hohlkegel des Schirmabschnitts 33 des
Kabeldurch-/-einführungselements 3 schmiegt
sich bündig
an das Schirmgeflecht 42 des Kabels 4 und bildet
so eine elektrisch leitfähige
Ableitung über
den Leiterabschnitt 32 auf den elektrisch leitfähigen Verschraubungsstutzen 1 bzw.
das geerdete Elektro-Gehäuse.
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Das
Kabeldurch-/-einführungselement 3 mit seinen
Abschnitten und Funktionen ist ein universelles Bauelement und kann
also solches gleichermaßen
in Kabel-, Schlauchdurchführungen
oder Kabelsteckverbindungen eingebracht werden, wobei beim Einsatz
als geschirmter leitfähiger
Kabelschlauch ein zusätzlicher
Stützring
mit Dicht- und Klemmfunktion im Bereich des Abschnitts 31 des
Elements 3 vorzusehen ist.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß es sich
bei dem Gewinde des Gewindestutzens nicht zwingend um metrisches
Gewinde handeln muß – zu berücksichtigen
ist Panzerrohrgewinde (Pg) – so
daß die
erfinderische Neuheit auch als Ersatz-/Ergänzungs-Bauteil Verwendung findet.
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Eine
weitere Ausprägungsform
der erfinderischen Neuheit ist dadurch gegeben, daß das Druckelement
nicht geschraubt, sondern rastbar haltend, durch zusätzlichen
O-Ring dichtend
mit dem Verschraubungsstutzen verbunden wird.
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Eine
weitere Neuerung ist dadurch gegeben, daß der gehäuseseitige Gewindestutzen des
Verschraubungsstutzens nicht geschraubt, sondern rastbar haltend,
durch zusätzlichen
O-Ring dichtend mit der Wandung des Gehäuses verbunden wird.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch,
daß die
mit dem Kabeldurch-/-einführungselement
gebildete Kabel-, Schlauchdurchführung
oder Kabelsteckverbindung in ihrer Montage keiner Lageeinbauvorschrift
unterliegt.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die mit
dem Kabeldurch-/-einführungselement
gebildete Kabel-, Schlauchdurchführung oder
Kabelsteckverbindung als aneinanderreihbares Kabeleinführungsmodul
im Schaltschrankbau Verwendung findet.
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Die
zahlreichen Möglichkeiten
und Vorteile der Ausgestaltung der Erfindung spiegeln sich in der Anzahl
der Schutzrechtsansprüche
wider.
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- 1
- Verschraubungsstutzen
- 11
- Anschlag
- 12
- Außengewinde
Gehäuse
- 13
- Dicht-/O-Ring
(nicht dargestellt)
- 14
- Außengewinde
Druckelement
- 15
- Gegen-/Kontermutter
(nicht dargestellt)
- 16
- Verjüngung
- 17
- Rastring
- 18
- Nase
- 19
- Fase
- 2
- Druckelement
- 21
- Innengewinde
- 22
- Kabeldurch-/-einführung
- 23
- Fase
- 3
- Durch-/Einführungselement
- 31
- Dicht-/Klemmabschnitt
- 32
- Leiterabschnitt
- 33
- Schirmabschnitt
- 34
- Verrastung
- 4
- Kabel
- 41
- Kabelmantel
- 42
- Schirmgeflecht
- 43
- Isolation
- 44
- Kabellitze
- 45
- Isolation
- 46
- Leiter