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Die Erfindung betrifft eine verschieblich an einem Kabel anbringbare Manschettenanordnung zum dichtenden Umschließen einer Kabelverbindungsstelle mit einer Dichtungshülse zum dichtenden Anlegen an einem Abschnitt der Kabelverbindungsstelle.
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Eine Kabelverbindungsstelle ist eine Stelle, an der ein Kabelende mit einem Verbindungsteil wie etwa einem weiteren Kabel oder einer Buchse verbunden ist. An einer Kabelverbindungsstelle können zwei jeweils einen Steckverbinder tragende Kabel ineinander gesteckt sein; alternativ kann an einer Kabelverbindungsstelle ein Kabel in eine Anschlussbuchse o. dgl. eingesteckt sein. Bspw. wird eine Kabelverbindungsstelle durch einen Steckverbinder wie etwa einen Koaxialsteckverbinder und einen darin eingesteckten Gegensteckverbinder gebildet. Vorzugsweise ist die Kabelverbindungsstelle durch einen Koaxialsteckverbinder (RF-Steckverbinder) gebildet, der in eine Mobilfunk-Basisstation eingesteckt ist.
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Kabelverbindungsstellen sind oftmals im Freien oder in einer Umwelteinflüssen ausgesetzten Umgebung angeordnet, wo die Gefahr besteht, dass Wasser, Feuchtigkeit oder andere Flüssigkeiten wie etwa Chemikalien zu der Kabelverbindungsstelle vordringen und diese beschädigen oder die Signalqualität eines mittels des Kabels zu übertragenden Signals verschlechtern. Aus diesem Grund ist es erforderlich, solche Kabelverbindungsstellen dichtend zu umschließen, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Dazu kann eine Dichtungshülse dichtend auf beiden Seiten der Kabelverbindungsstelle angelegt werden, so dass von keiner axialen Seite Wasser zu der Kabelverbindungsstelle vordringen kann.
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In diesem Zusammenhang sind Schrumpfmanschetten bekannt, die verschieblich an einem Kabel angebracht werden und nach dem Herstellen der Kabelverbindung über die Verbindungsstelle übergeschoben werden. Unter Wärmeeinfluss zieht sich die Schrumpfmanschette zusammen und umschließt die Kabelverbindungsstelle eng. Als Alternative dazu kann ein dichtendes Band mehrfach um die Verbindungsstelle gewickelt werden. Insbesondere für die Abdichtung von RF-Steckverbindungen ist die durch solche Schrumpfmanschetten bzw. durch ein solches Dichtungsband bereitgestellte Dichtigkeit unter Umständen allerdings nicht ausreichend bzw. der Montageaufwand ist erheblich oder der erforderliche Montageraum zum Umwickeln nicht verfügbar.
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Für den Einsatz zur Abdichtung von RF-Steckverbindungen im Freien sind üblicherweise Manschettenanordnungen erforderlich, die eine Dichtigkeit nach der IP-Schutzklasse IP68 bereitstellen. Diese Schutzklasse gibt vor, dass selbst das Untertauchen der mit der Manschette versehenen Verbindungsstelle unter Wasser keine schädlichen Wirkungen verursachen sollte.
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Es sind verschiedene Manschettenanordnungen zum Bereitstellen einer Dichtigkeit nach IP68 bekannt. Die Druckschrift
US 6,429,373 B1 offenbart eine einteilige, wiederverwendbare Gummimanschette, die auf der einen Seite ein Kabel dichtend umschließt und auf der anderen Seite eine an einer Einsteckvorrichtung anliegende Dichtlippe aufweist, die radial nach innen vorsteht. Es ist allerdings aufgrund des engen Manschettendurchmessers besonders schwierig, eine solche Gummimanschette auf eine Verbindungsstelle aufzuziehen. Ferner hat sich die Dichtungswirkung dieser Manschette nicht immer als zufriedenstellend erwiesen.
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Ferner sind axial geschlitzte Manschetten bekannt, die von der Seite über eine Kabelverbindungsstelle gestülpt werden und diese dann dichtend umschließen sollen.
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Es ist jedoch schwierig, eine solche axial geschlitzte Manschette unter engen Platzverhältnissen anzubringen.
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In der Druckschrift
US 2011/0256755 A1 ist eine Manschette offenbart, die aus zwei in einem Mittelteil überlappenden Dichtungshülsen besteht. Jede Dichtungshülse liegt dichtend auf einer Seite der Kabelverbindungsstelle an. Diese Manschettenanordnung ist allerdings nicht flexibel einsetzbar.
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In Anbetracht der beschriebenen Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Manschettenanordnung zum dichtenden Umschließen einer Kabelverbindungsstelle bereitzustellen, die einfach in der Montage ist und eine besonders gute Dichtungswirkung bereitstellt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Manschettenanordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Manschettenanordnung weist eine die Dichtungshülse radial außen umlaufende Schiebehülse auf, die relativ zu der Dichtungshülse von einer Freigabestellung in eine Klemmstellung axial verschiebbar ist. Die Dichtungshülse wird in der Klemmstellung zumindest abschnittsweise stärker bzw. weiter radial nach innen gedrückt als in der Freigabestellung. Die Schiebehülse ist vorzugsweise auch umgekehrt von der Klemmstellung in die Freigabestellung verschiebbar, in der die Dichtungshülse wiederum weniger weit bzw. schwächer radial nach innen gedrückt wird, so dass sie wieder von der Kabelverbindungsstelle abgeschoben werden kann, da sie in der Freigabestellung nicht mehr unter äußerem Druck an der Kabelverbindungsstelle anliegt. Die Dichtungshülse kann mit der Schiebehülse verbunden sein, so dass eine Manschetteneinheit bereitgestellt wird, die aus nur wenigen separaten Einzelteilen besteht, die insbesondere einstückig gebildet sein kann.
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Mit anderen Worten ist die Dichtungshülse durch Verstellen in die Klemmstellung an zumindest einer Anlagestelle dichtend an dem durch die Dichtungshülse verlaufenden Kabel bzw. Steckverbinder anlegbar, während sie in der Freigabestellung nicht dichtend daran anliegt, da sie weniger stark bzw. weniger weit bzw. überhaupt nicht nach innen gedrückt wird, sondern ggf. auf Abstand zu dem Kabel bzw. Steckverbinder gehalten wird. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser der Dichtungshülse in der Freigabestellung abschnittsweise größer als in der Klemmstellung und ferner bevorzugt größer als der Außendurchmesser des abzudichtenden Kabels bzw. Steckverbinders. Andererseits ist vorzugsweise der Innendurchmesser der Dichtungshülse so klein, dass die Dichtungshülse in der Klemmstellung zumindest abschnittsweise an das abzudichtenden Kabel bzw. Steckverbinder angepresst wird, bevorzugt unter zumindest teilweiser elastischer Kompression bzw. Deformation der Dichtungshülse.
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Die Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, dass das Aufschieben von aus dem Stand der Technik bekannten Gummihülsen bzw. Gummimanschetten deshalb so mühsam ist, weil die Gummimanschette zum einen ausreichend eng sein muss, so dass sie in ihrer Endlage dichtend auf beiden Seiten der Kabelverbindungsstelle an entsprechenden Anlagestellen anliegt, sie aber andererseits zunächst ausgehend von dem Kabel über die Kabelverbindungsstelle geführt werden muss, die regelmäßig einen größeren Durchmesser hat als die Anlagestellen. Aus diesem Grund muss die Gummimanschette beim Überziehen über die Verbindungsstelle stark elastisch ausgedehnt werden, was zu Beschädigungen der Hülse führen kann und besonders mühsam ist. Eine Ausbildung der Gummimanschette mit zu großem Innendurchmesser, um das Überziehen zu erleichtern, führt jedoch zu einer geringeren Dichtungswirkung. Dagegen kann die Dichtungshülse erfindungsgemäß einen Innendurchmesser aufweisen, der ggf. sogar größer als der Außendurchmesser der Anlagestelle sein kann, wodurch das Anbringen der Dichtungshülse über der Kabelverbindungsstelle erleichtert wird, da die Dichtungshülse anschließend durch die sie koaxial umlaufende Schiebhülse radial nach innen gegen die Anlagestelle gepresst wird. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß zum einen die Dichtungswirkung verbessert werden und zum anderen die Montage erleichtert werden.
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Vorzugsweise wird die Dichtungshülse in der Klemmstellung durch einen in axialer Richtung vorderen und/oder einen in axialer Richtung hinteren Abschnitt der Schiebehülse radial nach innen gedrückt. Dabei kann die Dichtungshülse einen ersten Dichtungsabschnitt zum dichtenden Umschließen der Kabelverbindungsstelle auf deren einen Seite und einen zweiten Dichtungsabschnitt zum dichtenden Umschließen der Kabelverbindung auf deren anderer Seite aufweisen. Auf diese Weise kann das Eindringen von Flüssigkeiten auf beiden Seiten der Manschettenanordnung verhindert werden und eine besonders gute Dichtungswirkung bereitgestellt werden. In der Klemmstellung sind dabei bevorzugt beide Dichtungsabschnitte radial stärker bzw. weiter nach innen gedrückt als in der Freigabestellung. In der Freigabestellung kann der Innendurchmesser der beiden Dichtungsabschnitte größer sein als der Außendurchmesser der daran dichtend anlegbaren Anlagestellen des Kabels bzw. Steckverbinders, so dass die Dichtungshülse ohne die außen daran in der Klemmstellung angeordnete Schiebehülse keine oder eine nur geringe Dichtungswirkung bereitstellt. Andererseits kann der Innendurchmesser der Dichtungsabschnitte so klein sein, dass die Dichtungsabschnitte in der Klemmstellung durch die Wirkung der außen daran angeordneten und komprimierend wirkenden Schiebehülse an die Anlagestellen angepresst werden, so dass die Dichtungshülse eine optimale Dichtungswirkung bereitstellen kann.
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Im Hinblick auf flexiblere Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Manschettenanordnung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass die radiale Dicke zumindest eines Dichtungsabschnitts der Dichtungshülse in axialer Richtung variierend, insbesondere periodisch variierend, eingerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Dichtungsabschnitt eine nichtlinear verlaufende Innenfläche, insbesondere eine im Wesentlichen wellenartig oder etwa sinusförmig verlaufende Innenfläche aufweisen. In der Klemmstellung werden die dicken Bereiche der Dichtungsabschnitte, bspw. die Wellenberge, stärker komprimiert als die dünnen Bereiche, bspw. die Wellentäler. Aus diesem Grund kann die Manschettenanordnung für unterschiedlich geformte Kabelverbindungsstellen mit unterschiedlichen Außendurchmessern verwendet werden, wobei die dicken Bereiche des Dichtungsabschnitts im Falle einer Anlagestelle mit großem Außendurchmesser ausreichend Freiraum zum Ausweichen haben, wenn sie komprimiert werden, während auch im Falle einer Anlagestelle mit kleinem Außendurchmesser eine dichtende Anlage durch die radial vorstehenden dicken Bereiche sichergestellt ist.
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Die Wellenflanken können dabei unter einem unterschiedlichen Winkel bzw. unter verschiedener Steigung relativ zu einer radialen Schnittebene verlaufen, um die Anlage der Dichtungsabschnitte an der Anlagestelle des Kabels bzw. Steckverbinders zu optimieren.
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Als besonders sinnvoll im Hinblick auf eine gute Dichtungswirkung hat es sich herausgestellt, dass zumindest ein Dichtungsabschnitt zwei, drei, vier oder mehr radial nach innen verlaufende Vorsprünge wie etwa Dichtlippen aufweist, die im Schnitt etwa wellenförmig verlaufen können. Das Eindringen von Flüssigkeit in die Manschettenanordnung wird in diesem Fall selbst dann verhindert, wenn eine der Dichtlippen beschädigt oder undicht sein sollte.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Dichtungshülse zumindest ein bevorzugt hülsenförmiges Innenteil aus einem dichtenden Material wie etwa Gummi oder Silikon und eine das Innenteil radial außen umlaufende Klemmhülse auf. Die Klemmhülse kann aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Auch die Schiebehülse kann aus einem Kunststoffmaterial bestehen, das gut auf dem Kunststoffmaterial der Klemmhülse gleitet. Auf diese Weise kann das axiale Verschieben der Schiebehülse gegenüber der Dichtungshülse, die außen die Klemmhülse aufweist, vereinfacht werden. Vorzugsweise ist das Material, aus dem das Innenteil besteht, elastisch komprimierbar, während die Klemmhülse aus einem starren, nicht oder kaum nachgiebigen Material besteht.
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Das Innenteil hat vorzugsweise in axialer Richtung im Wesentlichen dieselbe Abmessung wie die Klemmhülse. Das Innenteil kann aber auch aus mehreren separaten Dichtungsabschnitten wie etwa Dichtringen bestehen. Vorzugsweise ist eine Innenkontur des Innenteils an die Außenkontur der damit abzudichtenden Kabelverbindungsstelle angepasst.
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Im Hinblick auf eine einfache Montage der Manschettenanordnung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Klemmhülse eine mit der Schiebehülse verbundene Einheit bildet. Mit anderen Worten ist die Schiebehülse außen an der Klemmhülse derart befestigt, dass eine Relativbewegung der beiden Hülsen nur im Rahmen einer geführten Axial- und/oder Drehverstellung zum Verstellen von der Klemmstellung in die Freigabestellung bzw. in eine Sicherungsstellung und umgekehrt möglich ist.
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Andererseits kann die Klemmhülse lösbar, bevorzugt kraftschlüssig mit dem Innenteil verbunden sein, insbesondere kann sie auf das Innenteil aufgeschoben sein. Dies hat den Vorteil, dass bei der Montage der Manschettenanordnung zunächst das Innenteil, das elastisch ist und einen relativ engen Innendurchmesser aufweist, über die Verbindungsstelle aufgeschoben werden kann, woraufhin die Einheit aus Klemmhülse und Schiebehülse über das Innenteil geschoben werden kann und dann bevorzugt durch eine Klemmwirkung zwischen Innenteil und Klemmhülse kraftschlüssig daran gehalten wird. In einer alternativen Ausführungsform kann das Innenteil verschiebefest und bevorzugt auch drehfest an der Klemmhülse gehalten sein. Dies hat den Vorteil, dass die gesamte, aus Schiebehülse, Klemmhülse und Innenteil bestehende Manschettenanordnung einstückig ausgebildet ist, wodurch der Montagevorgang beschleunigt wird. Im letztgenannten Fall wird die Manschettenanordnung als Einheit über die Kabelverbindungsstelle geschoben, und anschließend wird die Schiebehülse in die Klemmstellung verstellt.
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Im Hinblick auf eine schnelle und zuverlässige Herstellung der Dichtungswirkung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Klemmhülse mindestens einen, bevorzugt zwei in radialer Richtung elastisch auslenkbare Klemmabschnitte aufweist, an deren Innenfläche jeweils das Innenteil angeordnet ist und über deren Außenfläche jeweils die Schiebehülse schiebbar ist. Vorzugsweise ragt ein erster Klemmabschnitt an dem hinteren Ende der Klemmhülse vor und ein zweiter Klemmabschnitt an dem vorderen Ende der Klemmhülse vor. Durch Schieben der Schiebehülse über die Klemmabschnitte ausgehend von der Freigabestellung werden diese radial nach innen elastisch ausgelenkt, wodurch das innen daran angeordnete Innenteil nach innen gegen das Kabel bzw. den Steckverbinder gedrückt wird, um die Dichtungswirkung herzustellen. Auf diese Weise kann eine besonders gute Anpresswirkung erzielt werden.
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Vorzugsweise sind die Klemmabschnitte jeweils in Form eines Federkorbs eingerichtet. Ein Federkorb kann eine Anzahl von im Wesentlichen in axialer Richtung vorstehenden elastischen Teilen wie etwa Federzungen aufweisen, die durch die Schiebhülse nach innen vorgespannt werden können. Ein Zurückschieben der Schiebehülse in die Freigabestellung führt zu einer automatischen elastischen Rückstellung des vorgespannten Federkorbs zusammen mit dem daran angebrachten Dichtungselement (Innenteil) in die Ausgangslage, in der das Dichtungselement (Innenteil) nicht dichtend angepresst wird.
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Beim Verstellen der Schiebehülse in die Klemmstellung kann eine Kontaktfläche der Schiebehülse jeweils auf einer Kontaktfläche eines Klemmabschnitts gleiten, wobei die beiden Kontaktflächen zumindest in der Freigabestellung in einer axialen Schnittebene in einem Winkel zwischen 1° und 45°, bevorzugt zwischen 5° und 15° zueinander ausgerichtet sind. Mit einer solchen Anordnung kann eine axiale Verschiebebewegung der Schiebehülse in eine radiale Verstellbewegung der Dichtungshülse umgelenkt werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft ein an einem vorderen Ende der Klemmhülse angeordneter Klemmabschnitt schräg nach außen und ist von einer im Wesentlichen axial verlaufenden Kontaktfläche der Schiebehülse nach innen drängbar und/oder ein an einem hinteren Ende der Klemmhülse angeordneter Klemmabschnitt verläuft im Wesentlichen axial und ist von einer schräg nach innen verlaufenden Kontaktfläche der Schiebehülse nach innen drängbar. Durch eine einfache Verschiebebewegung kann so ein radialer Anpressdruck auf beiden Seiten der Kabelverbindungsstelle hergestellt werden.
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Im Hinblick auf eine einfache Montage und Demontage der Manschettenanordnung hat sich eine Führung zum Führen der Schiebehülse von der Freigabestellung in die Klemmstellung und umgekehrt als vorteilhaft erwiesen. Die Führung kann in der Freigabestellung und/oder in der Klemmstellung einen Endanschlag aufweisen. Eine unsachgemäße oder unerwünschte Relativbewegung zwischen Schiebehülse und Dichtungshülse bzw. eine Abnahme der Schiebehülse von der Klemmhülse kann auf diese Weise verhindert werden.
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Die Führung kann konstruktiv einfach und funktional wirksam als eine Führungsschiene wie etwa eine Führungsnut und ein in der Führungsschiene laufender, insbesondere darin eingreifender Führungsvorsprung wie etwa einen Führungsstift oder Führungsknopf gebildet sein. Vorzugsweise ist die Führungsnut in die Schiebehülse eingebracht und der Schiebevorsprung steht ausgehend von der Dichtungshülse radial in die Führungsnut vor oder umgekehrt. Die Führungsnut kann als eine längliche Durchbrechung durch die Schiebehülse gebildet sein, so dass von außen jederzeit erkennbar ist, in welcher axialen Lage sich die Schiebehülse gerade befindet. Der Führungsvorsprung kann als ein von einer Umfangsfläche der Klemmhülse radial nach außen vorstehender Führungsknopf gebildet sein.
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Um eine versehentliche axiale Verstellung der Schiebehülse und eine damit verbundene Aufhebung der Dichtungswirkung zu verhindern, kann ein Sicherungsmechanismus zum Sichern der Schiebehülse in der Klemmstellung und/oder in der Freigabestellung vorgesehen sein.
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Eine Kombination aus Sicherungsmechanismus und Führung kann dadurch bereitgestellt werden, dass die Führungsnut einen zumindest abschnittsweise im Wesentlichen axial verlaufenden Schiebeabschnitt und auf jeder Seite des Schiebeabschnitts einen zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Sicherungsabschnitt zum Sichern der Schiebehülse in der jeweiligen Axialstellung aufweist. Wenn der Führungsvorsprung in einem Sicherungsabschnitt angeordnet ist, ist eine axiale Verschiebung der Schiebehülse somit blockiert.
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Gemäß einem wichtigen Gesichtspunkt der Erfindung erfolgt die Verstellung der Schiebehülse von der Freigabestellung in die Klemmstellung nicht notwendigerweise durch eine ausschließlich axial gerichtete Verschiebebewegung. Vielmehr kann die Verstellung auch durch eine Kombination aus Drehbewegung und Axialbewegung erfolgen. Dazu kann ein in Umfangsrichtung gerichteter Kraftangriff an der Schiebehülse in eine axiale Verschiebebewegung umgewandelt werden.
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Zu diesem Zweck kann die Führungsnut einen unter einem Winkel zur der Längsachse, insbesondere etwa wendelförmig verlaufenden Kraftumlenkabschnitt aufweisen, durch den eine Drehbewegung der Schiebehülse in eine axiale Verschiebebewegung der Schiebehülse umgesetzt wird. Bevorzugt verlaufen ein Anfangsabschnitt des Schiebeabschnitts der Führungsnut im Wesentlichen axial und ein Endabschnitt zunehmend wendelförmig. Im Bereich des Endabschnitts ist nämlich eine hohe axiale Kraft erforderlich, um die Dichtungshülse nach radial nach innen zu drücken.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Dichtungshülse ein zusätzliches Dichtungsteil wie etwa einen Dichtring zugeordnet, der zur dichtenden Anlage an einem Innenteil der Dichtungshülse und an der Kabelverbindungsstelle in der Klemmstellung eingerichtet ist. Ein solches Dichtungsteil kann erforderlich sein, um trotz starker Durchmesseränderungen der Steckverbindung im Bereich der Kabelverbindungsstelle eine zufriedenstellende Dichtungswirkung zu erzielen. Ferner kann ein solches Dichtungsteil erforderlich sein, damit die Manschettenanordnung nachträglich über einen Steckverbinder gestülpt werden kann, der am Ende eines Kabels angebracht ist. Zu diesem Zweck kann das Dichtungsteil bereits vor dem Überstülpen der Manschettenanordnung an dem Gegensteckverbinder bereitgestellt sein.
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Um eine axiale Verstellung der Schiebehülse durch Umgreifen der Schiebehülse mit einer Hand und/oder mit einem Hilfs- bzw. Montagewerkzeug zu vereinfachen, kann die Schiebehülse an einer äußeren Begrenzungsfläche eine Anzahl von Vorsprüngen oder Vertiefungen wie etwa Noppen oder Rillen aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine Kabelanordnung mit einem Kabel wie etwa einem Koaxialkabel und einem an dessen vorderem Ende angebrachten Steckverbinder wie etwa einem Koaxialsteckverbinder zum Verbinden mit einem Gegensteckverbinder wie etwa einer Steckbuchse, wobei eine erfindungsgemäße Manschettenanordnung verschieblich auf dem Kabel gehalten ist. Vorzugsweise ist die Innenkontur der Manschettenanordnung an die Außenkontur des Steckverbinders und/oder des Gegensteckverbinders angepasst.
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Nach dem Einstecken des Steckverbinders in den Gegensteckverbinder kann die Manschettenanordnung ausgehend von dem Kabel über die sich ergebende Verbindungsstelle geschoben werden, woraufhin die Schiebehülse in die Klemmstellung verstellt werden kann. Auf diese Weise kann eine ringsum flüssigkeitsdicht abgedichtete Kabelverbindungsstelle wie etwa eine Stecker-Buchsen-Verbindung bereitgestellt werden.
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In der nun folgenden Beschreibung wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
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1a eine Schnittansicht einer auf einem Kabel verschieblich gehaltenen erfindungsgemäßen Manschettenanordnung vor dem Einstecken des Kabels in eine Buchse,
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1b eine Schnittansicht der in 1a gezeigten Manschettenanordnung nach dem Einstecken des Kabels in die Buchse, so dass eine Kabelverbindungsstelle gebildet ist,
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1c eine Schnittansicht der in 1a gezeigten Manschettenanordnung, die auf die Kabelverbindungsstelle aufgeschoben ist, in einer Freigabestellung,
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1d eine Schnittansicht der in 1a gezeigten Manschettenanordnung, die auf die Kabelverbindungsstelle aufgeschoben ist, in einer Klemmstellung,
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2 eine teils als Seitenansicht, teils als Schnittansicht dargestellte Ansicht der erfindungsgemäßen Manschettenanordnung aus 1a,
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3 die Schiebehülse der Manschettenanordnung aus 1a in einer perspektivischen Ansicht und in einer Seitenansicht,
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4 die Klemmhülse der Manschettenanordnung aus 1a in einer perspektivischen Ansicht und in einer Seitenansicht,
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5 das Innenteil der Manschettenanordnung aus 1a in einer perspektivischen Ansicht und in einer Seitenansicht.
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6a eine teils als Seitenansicht, teils als Schnittansicht dargestellte Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Manschettenanordnung,
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6b die in 6b gezeigte Manschettenanordnung in einer perspektivischen Ansicht,
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7 ein Verfahren zum Herstellen einer flüssigkeitsdichten Kabelverbindungsstelle mithilfe der in 6a gezeigten alternativen Ausführungsform der Manschettenanordnung, und
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8 die Schiebehülse einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Manschettenanordnung in einer perspektivischen Ansicht und in einer Seitenansicht.
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In 1a ist auf der linken Seite ein Kabel 110 mit einem an dessen rechtem Ende angebrachten Steckverbinder 120 und auf der rechten Seite ein Gegensteckverbinder 130 in Form einer Buchse dargestellt, in die der Steckverbinder 120 zum Herstellen einer Kabelverbindungsstelle 100 einsteckbar ist. Die Kabelverbindungsstelle 100 nach Verbindung von Steckverbinder 120 und Gegensteckverbinder 130 ist in den 1b bis 1d dargestellt.
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Auf dem Kabel 110 ist verschieblich eine erfindungsgemäße Manschettenanordnung 10 gehalten. Wie in den 1b und 1c gezeigt ist, wird die Manschettenanordnung 10 nach dem Herstellen der Steckverbindung über die Kabelverbindungsstelle 100 übergeschoben und anschließend dichtend daran angelegt, wie im Folgenden noch beschrieben wird. Aus diesem Grund ist eine innere Kontur der Manschettenanordnung 10 an eine äußere Kontur der Kabelverbindungsstelle 100 angepasst.
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Die Manschettenanordnung 10 besteht aus insgesamt drei miteinander verbundenen Hülsen: einem Innenteil 42 aus einem dichtenden Material wie etwa Silikon, einer das Innenteil 42 außen koaxial umlaufenden Klemmhülse 50, und einem die Klemmhülse 50 außen koaxial umlaufenden Schiebehülse 30. Bei der gezeigten Ausführungsform entsprechen die axialen Abmessungen der drei Hülsen einander im Wesentlichen. Die Klemmhülse 50 und das dichtende Innenteil 42 sind bei der gezeigten Ausführungsform verschiebefest miteinander verbunden und bilden zusammen eine Dichtungshülse 40. Dazu greift ein Vorsprung der Klemmhülse 50 in eine zumindest teilweise umlaufende Nut des Innenteils 42 ein. Diese Nut ist besonders deutlich in 5 dargestellt, die das Innenteil 42 in verschiedenen Ansichten zeigt. Alternativ besteht das Innenteil 42 aus mehreren separaten, innen an der Klemmhülse befestigten Dichtungsteilen wie etwa Dichtringen. Mit anderen Worten ist die Manschettenanordnung 10 als einstückige Einheit gebildet, die als Ganzes über die Verbindungsstelle 100 übergeschoben werden kann, was den Abdichtungsvorgang beschleunigt.
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Erfindungsgemäß wichtig ist, dass die Schiebehülse 30 zwar mit der Dichtungshülse verbunden, aber relativ zu der Dichtungshülse 40 geführt verschiebbar ist. In einer ersten Axialstellung (Freigabestellung) der Schiebehülse 30, die in den 1a bis 1c dargestellt ist, werden ein erster Dichtungsabschnitt 44 und ein zweiter Dichtungsabschnitt 46 der Dichtungshülse 40 weniger stark bzw. weniger weit radial nach innen gedrückt als in einer zweiten Axialstellung (Klemmstellung), der in 1d dargestellt ist. Dies führt dazu, dass die Manschettenanordnung 10 in der Freigabestellung problemlos über die Kabelverbindungsstelle 100 geschoben werden kann, da die Dichtungsabschnitte 44, 46 der Dichtungshülse 40 weniger weit radial nach innen in Richtung auf das Kabel vorragen als in der Klemmstellung. Nach dem Überschieben (in der in 1c gezeigten Lage) ist allerdings noch keine zufriedenstellende Dichtungswirkung bereitgestellt, da die Dichtungsabschnitte 44, 46 noch nicht an die Anlagestellen auf beiden Seiten der Kabelverbindungstelle 100 angepresst werden. Zum Bereitstellen der Anpresswirkung wird die Schiebehülse 30 von der in 1c gezeigten Stellung in die in 1d gezeigte Stellung axial verstellt. Dabei gleitet eine Innenfläche der Schiebehülse 30 auf einer Außenfläche der Klemmhülse 50 der Dichtungshülse 40.
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Die Klemmhülse 50 weist sowohl an ihrem vorderen als auch an ihrem hinteren Ende jeweils einen Klemmabschnitt 54, 56 in Form eines Federkorbs mit axial vorstehenden Federzungen auf, die besonders deutlich in 4 dargestellt sind, die die Klemmhülse 50 in verschiedenen Ansichten zeigt. Der vordere Klemmabschnitt 54 wird beim Verstellen in die Klemmstellung von einem vorderen Abschnitt 32 der Schiebehülse 30 radial nach innen gedrückt, wobei das innen an dem vorderen Klemmabschnitt 54 angeordnete, dichtende Innenteil 42 ebenfalls abschnittsweise radial nach innen gedrückt bzw. elastisch verformt wird. Gleichzeitig wird der hintere Klemmabschnitt 56 von einem hinteren Abschnitt 34 der Schiebehülse 30 nach innen gedrückt, wobei das innen an dem hinteren Klemmabschnitt 56 angeordnete Innenteil 42 ebenfalls radial nach innen gedrückt bzw. elastisch verformt wird. Dazu verlaufen die Kontaktflächen zwischen der Innenfläche der Schiebehülse 30 und den Außenflächen der Federkörbe, die beim Verschieben der Schiebhülse 30 jeweils aufeinander gleiten, jeweils in axialer Richtung unter einem Winkel α, β zueinander. Dies ist besonders deutlich in 2 dargestellt.
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Die beiden Dichtungsabschnitte 44, 46 des Innenteils 42, die in der Klemmstellung jeweils nach innen an das Kabel bzw. an einen Steckverbinder gepresst werden, haben jeweils im Wesentlichen eine wellenförmige Innenfläche, wie besonders deutlich in 5b dargestellt ist. Anstelle der Wellenform können die Dichtungsabschnitte auch einen anderen Verlauf haben, bei dem die Dicke (D) des elastischen Innenteils 42 in axialer Richtung variiert. Eine Wellenform ist besonders einfach herstellbar und führt zu mehreren, axial beabstandeten Dichtlippen, die eine besonders gute Dichtheit gewährleisten, da auch bei Beschädigung einer oder mehrerer Dichtlippen eine Dichtungswirkung sichergestellt ist.
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Eine variierende Dicke der Dichtungsabschnitte 44, 46 des Innenteils 42 hat den besonderen Vorteil, dass dieselbe Manschettenanordnung 10 für Kabel bzw. Steckverbinder unterschiedlicher Dicke oder Form verwendet werden kann, da in der Klemmstellung zumindest die Wellenberge bzw. die dicken Bereiche der Dichtungsabschnitte an das Kabel bzw. den Steckverbinder angepresst werden, während gleichzeitig ausreichend Freiraum für eine Materialverdrängung zur Verfügung steht. Die erfindungsgemäße Manschettenanordnung 10 ist aus diesem Grund besonders flexibel einsetzbar.
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In 1 ist ein auf dem Gegensteckverbinder 130 vorgesehener Dichtungsring 60 aus einem dichtenden Material wie etwa Silikon dargestellt, dessen Außenseite in der Klemmstellung dichtend an dem Dichtungsabschnitt 44 des Innenteils 42 anliegt, und dessen Innenseite dichtend an dem Gegensteckverbinder 130 anliegt. Ein solcher zusätzlicher Dichtungsring 60 kann zum Herstellen einer zufriedenstellenden Dichtungswirkung auf der dem Kabel 110 abgewandten Seite der Verbindungsstelle 100 sinnvoll sein, wenn bspw. die Kabelverbindungsstelle 100 große Durchmesserschwankungen aufweist. Außerdem vereinfacht ein solcher Dichtungsring 60 das Überstülpen der Manschettenanordnung 10 über die Kabelverbindungsstelle 100, da der am Gegensteckverbinder 130 anzulegende Dichtungsabschnitt 44 des Innenteils 42 weniger eng ausgebildet werden muss.
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Zum Führen der Schiebehülse 30 von der Klemmstellung in die Freigabestellung und umgekehrt weist die Manschettenanordnung 10 eine Führung 20 auf. Die Führung 20 besteht aus einer in die Führungshülse 30 eingebrachten, etwa S-förmigen Nut 22, die besonders deutlich in 3a dargestellt ist, und einem in die Nut 22 eingreifenden Führungsvorsprung 24 in Form eines Führungsknopfs, der besonders deutlich in 4 dargestellt ist. Der Führungsknopf steht ausgehend von der Klemmhülse 50 radial nach außen vor; eine andere Anordnung von Führungsnut und Führungsvorsprung ist jedoch gleichermaßen denkbar. Eine Relativbewegung zwischen der Schiebehülse 30 und der Dichtungshülse 40 ist nur dem von der Nut 22 vorgegebenen Verlauf folgend möglich. Die Nut weist einen im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufenden Schiebeabschnitt 26 auf, der auf beiden Seiten in einen im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Sicherungsabschnitt 28 übergeht. Wenn der Führungsknopf 24 in einen der Sicherungsabschnitte 28 eingreift, ist eine axiale Verstellung der Schiebehülse 30 gesperrt, während eine axiale Verstellung der Schiebehülse 30 zwischen der Freigabestellung und der Klemmstellung freigegeben ist, wenn der Führungsknopf 24 in den Schiebeabschnitt 26 der Nut eingreift. Auf diese Weise bildet der in die Führungsnut 22 eingreifende Führungsvorsprung 24 gleichzeitig einen Sicherungsmechanismus, durch den ein unbeabsichtigter Versatz der Schiebehülse aus der Klemmstellung und eine damit verbundene Verringerung der Dichtungswirkung verhindert werden. Mit anderen Worten kann die Sicherungshülse 30 in der Freigabe- und in der Klemmstellung nach Art eines Bajonettverschlusses arretiert werden. Alternativ kann die Führungsnut nur an einem Ende des Schiebeabschnitts 26 einen Sicherungsabschnitt 28 aufweisen, um einen unbeabsichtigten Verlust der Klemmwirkung zu verhindern.
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In 8 ist eine abgewandelte Schiebehülse 30' dargestellt, die anstelle der Schiebehülse 30 verwendet werden kann. Die Führungsnut 22' dieser Schiebehülse weist einen wendelförmig bzw. schraubenlinienförmig verlaufenden Kraftumlenkabschnitt 26' ab, durch den eine Drehbewegung der Schiebehülse 30 in eine axiale Verschiebung der Schiebehülse 30 umgesetzt wird. Dies erleichtert die Verstellung in den Klemmabschnitt für den Verwender. Die Steigung des Kraftumlenkabschnitts 26' kann variierend eingerichtet, so dass sein Verlauf an die zum Vorspannen der Federkörbe erforderliche Kraft angepasst ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Führungsnut einen etwa axial verlaufenden Schiebeabschnitt aufweisen, der in Richtung der Klemmstellung allmählich in einen gekrümmt verlaufenden Kraftumlenkabschnitt 26' übergeht. Alternative Verläufe der Führungsnut sind ebenfalls vorstellbar. Auch die Führungsnut 22' der abgewandelten Schiebehülse 30' kann auf einer oder auf beiden Seiten einen Sicherungsabschnitt 28 zum Arretieren der Schiebehülse in der Klemmstellung und/oder der Freigabestellung aufweisen.
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Die Führungsnut kann alternativ in der Klemmhülse 50 vorgesehen sein. Anstelle der Führungsnut kann eine andere Führung mit einer alternativ gebildeten Führungsbahn vorgesehen sein, die mit einem Führungseingriffsteil zusammenwirkt. Anstelle des bajonettverschlussartigen Sicherungsmechanismus kann ein anderer oder ein zusätzliche Arretiermechanismus bereitgestellt sein.
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In den 6 und 7 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Manschettenanordnung 10' dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Klemmhülse 50' nicht verschiebefest, sondern lösbar bzw. abnehmbar auf dem dichtenden Innenteil 42' gehalten. Andererseits bilden die Klemmhülse 50' und die Schiebehülse 30 eine miteinander verbundene Einheit. Diese Einheit kann auf das dichtende Innenteil 42' aufgeschoben werden und auf diese Weise vorzugsweise kraftschlüssig auf Grundlage einer Reibungswirkung zwischen einer Innenwand der Klemmhülse 50' und einer Außenwand des Innenteils 42' mit dem Innenteil 42' verbunden werden.
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Ein Verfahren zum Aufbringen dieser Manschettenanordnung 10' ist in 7 dargestellt, die eine Abfolge von Verfahrensschritten zeigt. Zunächst wird die Einheit aus Klemmhülse 50' und Schiebehülse 30 über einen Steckverbinder 120 hinweg auf ein Kabel 110 aufgeschoben. Anschließend wird das dichtende Innenteil 42' über den Steckverbinder 120 hinweg auf das Kabel aufgezogen. Um das Überziehen des Innenteils 42' über den Steckverbinder 120 zu vereinfachen, kann das dichtende Innenteil 42' eine oder mehrere Zuglaschen 71 aufweisen, die im Wesentlichen in axialer Richtung von einem dem Kabel 110 zugewandten Ende des Innenteils 42' vorstehen können. Die Zuglaschen 71 können besonders gut mit der Hand ergriffen werden und sie können zu diesem Zweck bspw. Haltenoppen o. dgl. aufweisen.
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Anschließend wird die Steckverbindung zwischen dem Steckverbinder 120 und dem Gegensteckverbinder 130 zum Bilden der Kabelverbindungsstelle 100 hergestellt.
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Nun wird zunächst das Innenteil 42' auf die Kabelverbindungsstelle 100 aufgezogen, so dass ein vorderer Dichtungsabschnitt 44 auf der Seite des Gegensteckverbinders 130 und ein hinterer Dichtungsabschnitt 46 auf der Seite des Steckverbinders 120 bzw. des Kabels 110 angeordnet ist. Die Dichtungsabschnitte 44, 46 werden allerdings noch nicht angepresst bzw. radial nach innen gedrückt, so dass ein Aufziehen auf die Kabelverbindungsstelle 100 aufgrund der ausreichenden lichten Weite des rohrförmigen Innenteils 42' problemlos möglich ist. Um das Aufziehen des Innenteils 42' auf die Kabelverbindungsstelle noch weiter zu vereinfachen, kann das Innenteil 42' eine oder mehrere Zuglaschen 72 aufweisen, die im Wesentlichen in radialer Richtung von einem dem Gegensteckverbinder 130 zugewandten Ende des Innenteils 42' vorstehen können. Das Innenteil 42' ist aus einem elastischen Material wie etwa Gummi oder Silikon gebildet.
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Schließlich wird die Einheit aus Schiebehülse 30 und Klemmhülse 50' axial auf das Innenteil 42' aufgeschoben, ggf. bis ein vorderes Ende an der Zuglasche 72 des Innenteils 42' anschlägt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Einheit aus Schiebehülse 30 und Klemmhülse 50' kraftschlüssig auf dem Innenteil 42' gehalten. Die Manschettenanordnung 10' befindet sich in der Freigabestellung.
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Zuletzt wird die Schiebehülse 30 von der Freigabestellung in die Klemmstellung verstellt, in der die beiden Dichtungsabschnitte 44, 46 der Dichtungshülse 40' radial nach innen an Anlagestellen der Steckverbinder 120, 130 bzw. der Kabel 110 angepresst werden, um eine besonders gute Dichtungswirkung auf beiden Seiten der Kabelverbindungsstelle 100 herzustellen.
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Im Übrigen kann die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Manschettenanordnung 10' der ersten Ausführungsform entsprechen, so dass auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Die zweite Ausführungsform kann zum Abdichten von Kabelverbindungsstellen 100 mit großen Durchmesserveränderungen verwendet werden, ohne dass ein zusätzliches Dichtungsteil 60 erforderlich ist. Ferner kann die zweite Ausführungsform einfacher als die erste Ausführungsform nachträglich über ein Kabelende mit bereits daran angebrachtem Steckverbinder aufgeschoben werden, auch wenn der Steckverbinder einen großen Durchmesser haben sollte.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Manschettenanordnung
- 20
- Führung
- 22
- Führungsnut
- 24
- Führungsvorsprung
- 26
- Schiebeabschnitt der Führungsnut
- 26'
- Kraftumlenkabschnitt der Führungsnut
- 28
- Sicherungsabschnitt der Führungsnut
- 30, 30'
- Schiebehülse
- 32
- vorderer Abschnitt der Schiebehülse
- 34
- hinterer Abschnitt der Schiebehülse
- 36
- vordere Kontaktfläche der Schiebehülse
- 38
- hintere Kontaktfläche der Schiebehülse
- 40, 40'
- Dichtungshülse
- 42, 42'
- Innenteil der Dichtungshülse
- 44
- vorderer Dichtungsabschnitt
- 46
- hinterer Dichtungsabschnitt
- 50, 50'
- Klemmhülse
- 54
- vorderer Klemmabschnitt
- 56
- hinterer Klemmabschnitt
- 60
- Dichtungsteil
- 71
- Zuglasche
- 72
- Zuglasche
- 100
- Kabelverbindungsstelle
- 110
- Kabel
- 120
- Steckverbinder
- 130
- Gegensteckverbinder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6429373 B1 [0006]
- US 2011/0256755 A1 [0009]