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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen Kabelverbinder zum Verbinden zweier mehradriger Kabel, nämlich zweier Flachkabel oder eines Flachkabels und eines Rundkabels Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Kabelabschluss zum isolierenden Abschließen eines mehradrigen Flachkabels oder Rundkabels.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In Tunnels und Gebäuden sind Sicherheitsinstallationen bekannt, bei denen entweder Flachkabel mit Flachkabel oder Flachkabel mit Rundkabel durch Kabelklemmen oder dergleichen elektrisch miteinander verbunden werden um beispielsweise eine Durchgangsleitung oder eine verlängerte Abzweigleitung zu bilden. Außerdem ist es bei solchen Installationen bekannt Kabelendstücke, beispielsweise am Ende von Durchgangsleitungen vorzusehen.
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Nach der Norm DIN 410212 zum Funktionserhalt von elektrischen Leitungsanlagen, müssen diese so beschaffen sein, dass die sicherheitstechnischen Anlagen und Einrichtungen im Brandfall ausreichend lang funktionsfähig bleiben. Funktionsanhalt ist nach Funktionserhaltsklasse E90 bzw. E30 erfüllen, wonach ein Funktionserhalt von 90 bzw. 30 Minuten gewährleistet wird.
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Die Druckschrift
EP 875 958 betrifft einen zylindrischen Abstandshalter aus Keramik, in den miteinander verpresste Leiterpaare eingelegt werden. Die elektrische Verbindung zwischen den Leiterpaaren wird dabei von metallischen Kabelmuffen hergestellt, in welche von beiden Seiten Kabelbündel eingeschoben werde, die dann durch Quetschen der Muffen miteinander verpresst werden. Über die gesamte Anordnung wird ein Schrumpfschlauch geschoben, der sich im geschrumpften Zustand an den Abstandshalter bzw. an die eingeführten Kabelenden legt.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein erster Aspekt betrifft Kabelverbinder zum Verbinden zweier mehradriger Kabel, nämlich zweier Flachkabel oder eines Flachkabels und eines Rundkabels. Der Kabelverbinder umfasst eine Klemmbuchse, welche einen keramischen Isolierkörper mit wenigstens jeweils zwei Öffnungen an beiden Seiten der Klemmbuchse zur Aufnahme von Aderleitern umfasst. Die Klemmbuchse umfasst wenigstens zwei Kontakteinsätze, die an korrespondierenden Öffnungen an beiden Seiten durch die Klemmbuchse gehen. Jedem der wenigstens zwei Kontakteinsätze sind Klemmelemente zugeordnet um die Aderleiter an einer bzw. der anderen Seite der Kontakteinsätze zu klemmen und somit einen elektrischen Kontakt zwischen der Klemmbuchse und dem mehradrigen Flach- oder Rundkabel herzustellen und damit die beiden Kabel zu verbinden. Der Kabelverbinder umfasst außerdem einen Schrumpfschlauch, der die einmündenden Teile der Kabel und die Klemmbuchse umhüllt und sich im geschrumpften Zustand an eine Außenkontur der Klemmbuchse und eine Außenkontur des in die Klemmbuchse einmündenden Teils der Kabel anschmiegt.
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Ein zweiter Aspekt betrifft einen Kabelabschluss zum isolierenden Abschließen eines mehradrigen Flachkabels. Der Kabelabschluss umfasst eine Klemmbuchse, welche einen keramischen Isolierkörper mit wenigstens zwei Öffnungen an einer Seite der Klemmbuchse zur Aufnahme von Aderleitern umfasst. Die Klemmbuchse umfasst wenigstens zwei Kontakteinsätze, die hinter den Öffnungen liegen, wobei jedem der wenigstens zwei Kontakteinsätze ein Klemmelement zugeordnet ist, um die Aderleiter an die Kontakteinsätze zu klemmen und somit eine mechanische Fixierung der Aderleiter in elektrisch voneinander isolierender Weise an der Klemmbuchse herzustellen und so das Kabel abzuschließen. Der Kabelabschluss umfasst außerdem einen Schrumpfschlauch der den einmündenden Teil des Kabels und die Klemmbuchse umhüllt und sich im geschrumpften Zustand an eine Außenkontur der Klemmbuchse und eine Außenkontur des in die Klemmbuchse einmündenden Teils des Kabels anschmiegt.
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ALLGEMEINE ERLÄUTERUNG, AUCH BETREFFEND FAKULTATIVE AUSGESTALTUNGEN DER ERFINDUNG
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Ein erster Aspekt betrifft Kabelverbinder zum Verbinden zweier mehradriger Kabel, nämlich zweier Flachkabel oder eines Flachkabels und eines Rundkabels. Flachkabel sind Kabel, deren Adern parallel nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind. Die parallele Anordnung der Adern macht einen Kurzschluss zwischen den Aderleitern auch im Brandfall im Vergleich zu Rundkabeln unwahrscheinlich. Rundkabel sind Kabel deren Adern in üblicher Weise verdreht in Kabellängsrichtung verlaufen. „Ader“ bezeichnet hier einen Aderleiter mitsamt seiner Aderisolierung.
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Der Kabelverbinder umfasst eine Klemmbuchse welche wiederum einen keramischen Isolierkörper umfasst. Der Isolierkörper ist feuerfest, da er aus Keramik gefertigt ist. „Keramik“ steht in diesem Zusammenhang allgemein für anorganische, nicht-metallische und polykristalline Werkstoffe, die beim Brennen einen Sintervorgang durchlaufen. Materialien wie Glaskeramik und Verbundkeramik fallen auch unter den Begriff „Keramik“. Feuerfest bezieht sich darauf, dass der Isolierkörper auch bei brandtypischen Temperaturen (beispielsweise 150 °C oder mehr) seine elektrischen Isolationseigenschaften nicht verliert und formstabil bleibt. Durch seine keramische Ausgestaltung ist der Isolierkörper auch für sich wasserdicht und Eindringsicher gegenüber Staub. Ein typischer keramischer Isolierkörper erreicht eine Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten und/oder Staub der Schutzklasse IP 20.
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Der keramische Isolierkörper weist wenigstens jeweils zwei Öffnungen an beiden Seiten der Klemmbuchse zur Aufnahme von Aderleitern auf. Die Öffnungen sind dabei so dimensioniert, dass sie im Querschnitt zumindest dem Durchmesser eines Aderleiters bzw. wenigstens dem Durchmesser einer Kabelader entsprechen.
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Die Klemmbuchse umfasst wenigstens zwei Kontakteinsätze, die an korrespondierenden Öffnungen an beiden Seiten durch die Klemmbuchse gehen. Die Kontakteinsätze sind also beispielsweise durch Durchlöcher in dem keramischen Isolierköper durchgesteckt.
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Die Kontakteinsätze sind dabei so angeordnet, dass die Aderleiter eines einen Kabels durch die Öffnung an der einen Seite des keramischen Isolierkörpers in den Bereich des Kontakteinsatzes geführt werden können und dass die Aderleiter des anderen Kabels an der anderen Seite des keramischen Isolierkörpers in den Bereich des Kontakteinsatzes geführt werden können.
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Die in den Isolierkörper eingesetzten Kontakteinsätze werden von dem Isolierkörper auch im Brandfall isoliert gehalten. Die Kontakteinsätze sind beispielsweise aus Metall gefertigt und liegen an dem keramischen Isolierkörper an bzw. sind von diesem zumindest teilweise fest umschlossen und beispielsweise in ihrem Sitz an dem Isolierkörper fixiert. Dadurch kann es auch im Brandfall zu keinem verrutschen oder lösen der Kontakteinsätze vom keramischen Isolierkörper kommen.
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Jedem der wenigstens zwei Kontakteinsätze sind Klemmelemente zugeordnet um die Aderleiter an einer bzw. der anderen Seite der Kontakteinsätze zu klemmen und somit einen elektrischen Kontakt zwischen der Klemmbuchse und dem mehradrigen Flach- oder Rundkabel herzustellen und damit die beiden Kabel zu verbinden.
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Die Klemmung erfolgt dabei beispielsweise indem die Aderleiter zwischen Kontakteinsatz und dem Klemmelement, beispielweise einer Schraube oder dergleichen, geklemmt werden. Da die Aderleiter geklemmt werden und nicht etwa die Kabeladern (entsprechend Aderleiter und umliegende (Kunststoff)Isolierschicht) ist sichergestellt, dass im Brandfall der Klemmkontakt nicht durch ein Abschmelzen der - nicht feuerfesten - Isolierschicht gelöst wird.
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Der Kabelverbinder umfasst außerdem einen Schrumpfschlauch, der die einmündenden Teile der Kabel und die Klemmbuchse umhüllt und sich im geschrumpften Zustand an eine Außenkontur der Klemmbuchse und eine Außenkontur des in die Klemmbuchse einmündenden Teils der Kabel anschmiegt.
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Unter in die Klemmbuchse einmündenden Teile des Flachkabels oder Rundkabels sind im wesentlichen Kabeladern des Rund- bzw. Flachkabels zu verstehen, die nicht von dem Kabelmantel des Flach- oder Rundkabels umhüllt werden. Der einmündende Teil kann aber auch noch einige Zentimeter des Flachkabels- oder Rundkabels samt Kabelmantel umfassen.
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Ein Schrumpfschlauch ist ein Kunststoffschlauch, der sich unter Hitzeeinwirkung stark zusammenzieht. Hierbei wird das vor dem Erhitzen in den Schlauch eingebrachte Produkt gegen seine Umgebung elektrisch isoliert und vor mechanischen Beschädigungen geschützt.
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Um die Verbindung der Kabel durch den Kabelverbinder herzustellen wird die Klemmbuchse in den Schrumpfschlauch im nicht geschrumpften Zustand eingesetzt. Der Schrumpfschlauch wird dann beispielsweise mittels einer Heißluftpistole im Bereich rund um die Klemmbuchse erhitzt. Die erhitzten Stellen ziehen sich zusammen und bilden einen isolierenden Film um die in die Kabelklemme einmündenden Teile des wenigstens einen Flachkabels und/oder Rundkabels bzw. um die Kabelklemme selbst. Insbesondere werden in Ausführungsformen in denen die Kontakteinsätze nicht vollständig von dem keramischen Isolierkörper umhüllt sind, diese ausgesetzten Stellen von dem angeschmiegtem Schrumpfschlauch vor Wasser bzw. Staub geschützt.
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Der Schrumpfschlauch verleiht dem gesamten Kabelverbinder einen zusätzlichen Schutz gegen mechanische Beschädigung und/oder Eindringen von Flüssigkeiten wie Wasser in Form von Spritz/Sprüh oder Fließwasser. Durch die Kombination einer kompakten Klemmbuchse mit dem feuerfesten Isolierkörper, der die elektrisch leitfähigen Teile der Klemmbuchse voneinander isoliert hält, und dem Schrumpfschlauch wird ein Kabelverbinder geeignet für die Funktionserhaltsklasse E90 geschaffen der außerdem einen Schutzgrad gegen Eindringen von Staub/Flüssigkeiten von IP68 aufweist. Zusätzlich dient der Schrumpfschlauch dem Berührschutz der elektrischen Kontakte und erhöht somit auch die Bediensicherheit beim Verbinden zweier Kabel.
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Ein zweiter Aspekt betrifft einen Kabelabschluss zum isolierenden Abschließen eines mehradrigen Flachkabels. Der Kabelabschluss umfasst eine Klemmbuchse, welche einen keramischen Isolierkörper mit wenigstens zwei Öffnungen an einer Seite der Klemmbuchse zur Aufnahme von Aderleitern umfasst. Die Öffnungen führen dabei beispielsweise in den keramischen Isolierkörper und enden dort. Auch für den Kabelabschluss ist der Durchmesser der Öffnungen so gewählt, dass entweder ein Aderleiter oder die gesamte Ader eines Flachkabels in die Öffnung geführt werden können.
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Die Klemmbuchse umfasst wenigstens zwei Kontakteinsätze, die hinter den Öffnungen liegen, wobei jedem der wenigstens zwei Kontakteinsätze ein Klemmelement zugeordnet ist, um die Aderleiter an die Kontakteinsätze zu klemmen und somit eine mechanische Fixierung der Aderleiter in elektrisch voneinander isolierender Weise an der Klemmbuchse herzustellen und so das Kabel abzuschließen. Die Kontakteinsätze werden dabei wie beim Kabelverbinder vom keramischen Isolierkörper fest zumindest teilweise umschlossen - liegen also an diesem an um den isolierenden Kontakt herzustellen. Außerdem sind die Kontakteinsätze gegen Verrutschen aus den Öffnungen des Isolierkörpers gesichert. Die Aderleiter werden wie beim Kabelverbinder durch die Klemmelemente direkt, d.h. ohne Aderisolierung, kontaktiert und mechanisch fixiert. So wird, wie im Zusammenhang mit dem Kabelverbinder beschrieben, ein Verlust der Klemmung durch Abschmelzen der Aderisolierung im Brandfall verhindert.
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Der Kabelabschluss umfasst wie der Kabelverbinder einen Schrumpfschlauch der den einmündenden Teil des Kabels und die Klemmbuchse umhüllt und sich im geschrumpften Zustand an eine Außenkontur der Klemmbuchse und eine Außenkontur des in die Klemmbuchse einmündenden Teils des Kabels anschmiegt. In Bezug auf den Kabelabschluss bildet der Schrumpfschlauch daher eine Schrumpfkappe. Wie für den Kabelverbinder beschrieben, kann der Kabelabschluss durch den Einsatz der Klemmbuchse aus Keramik und dem Schrumpfschlauch aus wasserdichtem Material (z.B. Kunststoff) als „wasserdicht“ und „feuerfest“ bezeichnet werden. Auch der Kabelabschluss in der Form führt zu einem Funktionserhalt im Brandfall der Klasse E90 und zu einem Eindringschutz gegenüber Flüssigkeiten bzw. Staub der Klasse IP68.
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Die Kontakteinsätze des Kabelabschlusses oder des Kabelverbinders sind in manchen Ausgestaltungen leitfähige Einsätze, welche aus Metall gefertigt sind. Kontakteinsätze aus Metall bieten neben hoher elektrischer Leitfähigkeit auch hohe mechanische Stabilität - wenn ein Aderleiter zwischen dem Klemmelement und dem Kontakteinsatz geklemmt wird. Werden Klemmelemente, wie Schrauben, aus Metall mit Kontakteinsätzen aus Metall kombiniert, so ergibt sich eine feste mechanische Fixierung der Aderleiter an den Kontakteinsätzen auch im Brandfall - da der Metall- auf Metallkontakt auch bei Hitzeeinwirkung im Brandfall fest bleibt.
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Keramik ist ein feuerfestes und wasserdichtes Material, wodurch der Isolierkörper die Anforderungen „feuerfest“ und „wasserdicht“ erfüllt. Da auch der Schrumpfschlauch aus einem wasserdichten Material gefertigt ist (beispielsweise Kunststoff) kann der gesamte Kabelverbinder bzw. der gesamte Kabelabschluss als „wasserdicht“ und „feuerfest“ bezeichnet werden.
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In manchen Ausführungsformen des Kabelverbinders oder des Kabelabschlusses umfasst der Schrumpfschlauch ein thermoplastisches Material. Thermoplastische Materialien lassen sich in einem bestimmten Temperaturbereich plastisch verformen. Das Material des Schrumpfschlauchs ist beispielsweise in einem Temperaturbereich weit über Raumtemperatur (beispielsweise 100 - 150°C) plastisch verformbar. Der Schrumpfschlauch umfasst beispielsweise ein solches thermoplastisches Material, dass sich bei weiterer Erwärmung oberhalb des thermoplastischen Bereichs (beispielsweise bei brandtypischen Temperaturen) nicht weitere verformt sondern formstabil bleibt oder zumindest keine Aufdehnung in Richtung des nicht geschrumpften Zustands mehr erfährt.
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In manchen Ausgestaltungen des Kabelabschlusses oder des Kabelverbinders umfasst der Schrumpfschlauch Polyethylen. Hier kann beispielsweise vernetztes Polyethylen eingesetzt werden. Bei vernetztem Polyethylen entstehen bei Erhitzung Querketten im Material, die sich über den einzuhüllenden Gegenstand (hier: die Klemmbuchse und die in die Klemmbuchse einmündenden Teils des wenigstens einen Flachkabels oder Rundkabels) legen. Auch Schrumpfschläuche aus anderen Polyolefinen können Verwendung finden.
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Der Schrumpfschlauch ist, wie erwähnt, jedenfalls aus wasserdichtem Material ausgeführt.
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In manchen Ausgestaltungen des Kabelverbinders weist der Isolierkörper die Form eines aufgestellten Bogens auf, wobei die Öffnungen so in den Bogen eingesetzt sind, dass der Schrumpfschlauch im geschrumpften Zustand zu jeder nächstgelegenen Öffnung im Wesentlichen den gleichen Abstand aufweist.
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Diese Anordnung dient der Breitenminimierung der Klemmbuchse bei gleichzeitigem Erhalt der Standfestigkeit der Dose, die auf den beiden Füßen des Isolierkörpers steht. Diese Breitenminimierung reduziert die Querdehnung des sich in Längsrichtung über die Klemmbuchse erstreckenden Schrumpfschlauchs, wodurch das Material des Schrumpfschlauchs weniger beansprucht wird. Durch die Form eines aufgestellten Bogens wird im Vergleich zu anderen üblichen quaderartigen Formen der Klemmbuchse auch weniger Keramikmaterial für den Isolierkörper benötigt.
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In manchen Ausgestaltungen des Kabelverbinders umfasst der keramische Isolierkörper durch Bohrungen miteinander verbundene Öffnungen an beiden Seiten. Die leitfähigen Kontakteinsätze aus Metall sind durch die Bohrungen durchgesteckt. Die Kontakteinsätze beginnen somit einer Öffnung auf der einen Seite der Klemmbuchse und enden an einer Öffnung an der anderen Seite der Klemmbuchse.
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In dieser Anordnung verbindet jeweils ein leitfähiger Einsatz als Kontakteinsatz jeweils eine Öffnung auf einer Seite des keramischen Isolierkörpers mit einer gegenüberliegenden Öffnung auf einer anderen Seite des keramischen Isolierkörpers elektrisch.
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In dieser Ausgestaltung des Kabelverbinders sind die Löcher des Isolierkörpers so angeordnet, dass Aderleitern sowohl von der einen Seite der Klemmbuchse als auch von der anderen Seite der Klemmbuchse in diese eingeführt werden können, um ein Kabel auf der einen Seite der Klemmbuchse mit einem Kabel auf der anderen Seite der Klemmbuchse elektrisch zu verbinden.
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In manchen Ausgestaltungen umschließen die Öffnungen des Isolierkörpers die leitfähigen Einsätze als Kontakteinsätze nur teilweise, sodass in dem nicht umschlossenen Bereich das Klemmelement an die leitfähigen Elemente montiert werden kann. Die leitfähigen Einsätze werden von dem Isolierkörper beispielsweise im Bereich der Öffnungen des Isolierkörpers nur an deren Unterseite bzw. seitlichen Flächen nicht aber an deren Oberseite umschlossen, sodass von oben kommend (also in Richtung der Seite welche der Standfläche der Klemmbuchse gegenüberliegt) ein Klemmelement mit den leitfähigen Einsätzen Kraft/und oder Formschlüssig in Verbindung gebracht werden kann um eine Aderleiter zwischen Klemmelement und leitfähigem Einsatz zu klemmen.
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Es kann dazu beispielsweise durch den nicht umschlossenen Bereich eine Schraube geführt werden, die in ein am Kontakteinsatz vorgesehenen Gewinde, eingeschraubt werden kann. Es kann sich dabei um eine Inbusschraube, eine herkömmliche Schraube mit schrägem Schlitz oder Kreuzschlitz handeln sowie um eine Schraube mit abgeflachter Spitze oder herkömmlicher ganz zulaufender Spitze.
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Dabei sind Klemmelemente und leitfähige Einsätze als Kontakteinsätze beispielsweise aus Metall ausgeführt.
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In manchen Ausgestaltungen des Kabelverbinders weisen die Öffnungen des Isolierkörpers einen runden Querschnitt auf und die leitfähigen Einsätze sind als durch die Bohrungen durchgesteckte Röhren ausgebildet.
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Werden zwei Flachkabel miteinander bzw. ein Flachkabel mit einem Rundkabel mittels des Kabelverbinders verbunden, so werden beispielsweise die Aderleiter in die Öffnungen des Isolierkörpers und die dahinterliegenden, als Röhren ausgeführte, leitfähigen Einsätze eingeführt. Die Röhren sind dabei typischerweise aus Metall gefertigt. Die Aderleiter werden dort von zugeordneten Klemmelementen, gegen die Seitenwand des als Röhre ausgeführten Kontakteinsatzes geklemmt. Dies geschieht an beiden Seiten der Klemmbuchse.
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In manchen Ausgestaltungen des Kabelverbinders, in denen die leitfähigen Einsätze als Röhren aus gebildet und die Klemmelemente Schrauben sind, weisen die Röhren wenigstens ein Schraubgewinde aufweisen in welches die Schrauben eingeschraubt werden können, sodass sie eine in die Öffnung eingeführte Aderleiter zwischen der Schraube und der Innenseite der Röhre klemmen.
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Der Kabelverbinder verbindet, wie oben erwähnt, ein Flachkabel mit einem Flachkabel oder ein Flachkabel mit einem Rundkabel. Der der Schrumpfschlauch schmiegt sich bei der Verbindung zweier Flachkabel im geschrumpften Zustand an den in die Klemmbuchse einmünden Teil beider Flachkabel und die Klemmbuchse anschmiegt an und bei der Verbindung eines Rundkabels mit einem Flachkabel an den in die Klemmbuchse einmündenden Teil des Flachkabels und den in die Klemmbuchse einmündenden Teil des Rundkabels und die Klemmbuchse an.
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Zuerst werden das Flachkabel mit dem Flachkabel bzw. das Flachkabel mit dem Rundkabel über die Klemmbuchse verbunden und dann wird der Schrumpfschlauch über die Verbindungsstelle gestülpt und mittels Hitzeeinwirkung (Fön, Heißluftpistole, Lötlampe) auf die Verbindungsstelle aufgeschrumpft.
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In manchen Ausgestaltungen des Kabelabschlusses ist der Schrumpfschlauch ist einseitig abgeschlossen und somit als Schrumpfkappe ausgeführt.
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In manchen Ausgestaltungen des Kabelabschlusses erstreckt sich der Kabelabschluss über die als Kabelendstück vorgesehene Klemmbuchse und über den in die Klemmbuchse einmündenden Teil des Flachkabels oder Rundkabels das an die Klemmbuchse angeschlossen ist. Der als Schrumpfkappe ausgeführte Schrumpfschlauch wird hier zunächst über die Klemmbuchse und den einmündenden Teil des Flach- oder Rundkabels gestülpt und dann aufgeschrumpft.
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In manchen Ausgestaltungen des Kabelabschlusses sind die Kontakteinsätze quaderförmig ausgestaltet und metallisch ausgeführt und weisen Schraubgewinde auf durch welche als Schrauben ausgestaltete Klemmelemente geschraubt werden können um die Aderleitern an einer Klemmstelle zwischen den Kontakteinsätzen und dem keramischen Isolierkörper zu klemmen. In diesen Ausgestaltungen dient beispielsweise die Oberseite des quaderförmigen Kontaktelements als Auflagefläche für eine in die Klemmbuchse eingeführten Aderleiter. Die Auflagefläche dient in solchen Ausgestaltungen als Klemmstelle.
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In manchen Ausgestaltungen des Kabelabschlusses bzw. des Kabelverbinders ist durch die keramische Ausbildung des Isolierkörpers und die metallische Ausbildung der Kontakteinsätze und deren direkte Einbettung in den keramischen Isolierkörper Funktionserhalt, d.h. kurzschlussfreie Verbindung der beiden Kabel bzw. isolierende Fixierung der Aderleiter am Kabelende im Brandfall, sichergestellt.
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Direkte Einbettung meint in diesem Zusammenhang, dass die Kontakteinsätze direkt an der Keramik des Isolierkörpers anliegen, ohne dass brennbare Teile wie etwa Kunststoff dazwischen liegen würden. Solche Kunststoffteile würden im Brandfall abschmelzen und so den Sitz der Kontakteinsätze in dem keramischen Isolierkörper lockern, wodurch sich die Kontakteinsätze lösen können und die geklemmten Aderleiter aus der Klemmbuchse schlüpfen und einen Kurzschluss auslösen könnten.
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Die Klemmelemente dienen dabei einerseits der Fixierung der Aderleiter an den Kontakteinsätzen (z.B. Schrauben) und sind dabei so angeordnet, dass die durch die Öffnungen verbindenden Bohrungen des Isolierkörpers durchgesteckten Kontakteinsätze nicht in Längsrichtung aus den Bohrungen des keramischen Isolierkörper rutschen können. In der Ausgestaltung in der die Kontakteinsätze Röhren sind und die Öffnungen des keramischen Isolierkörpers die leitfähigen Einsätze nur teilweise umschließen, ragen die zwei am vorderen bzw. hinteren Ende der Kontakteinsätze vorgesehenen Schrauben als Klemmelemente in den von der Öffnung nicht umschlossenen Bereich, sodass sie bei Verrutschen der Röhre in der Bohrung in Längsrichtung jeweils an der einen Seite des Isolierkörpers oder an der anderen Seite des Isolierkörpers an die Bohrung umschließende Keramik anstoßen und somit eine Längsbewegung innerhalb der Bohrung beschränkt wird.
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Um auch im Brandfall einen festen Sitz der Aderleiter an der Klemmstelle zu gewährleisten werden die Klemmelemente und die Kontakteinsätze aus Metall ausgeführt.
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Bei dem Kabelanschluss drehen sich in manchen Ausgestaltungen die von oben nach unten durch den Isolierkörper geführten Schrauben als Klemmelemente in die Quader als Kontakteinsätze ein und fixieren sie dadurch ebenso gegen ein Verrutschen in Längsrichtung.
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In machen Ausgestaltungen mit der Kabelklemme als Endstück weisen die Öffnungen des Isolierkörpers einen konischen Querschnitt auf, um die Aderleiter in Richtung der Klemmstelle zu führen. Durch den konisch zulaufenden Querschnitt der Öffnung werden Kabeladern samt Aderleitern welche in diese Öffnungen eingeführt werden, in Richtung der Oberseite des quaderförmigen Kontaktelements abgelenkt - eine eingeführte Kabelader verbiegt in der Führung derart, dass ihr Aderleiter der Auflagefläche zu liegen kommt, auch wenn die Kabelader eventuell ursprünglich in einem unpassenden Winkel eingeführt wurde.
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In manchen Ausgestaltungen umfasst ein zu verbindendes Flachkabel wenigstens zwei Aderleiter, einen feuerfest Aderisolierschicht und einen Außenmantel, wobei die Aderisolierschicht im Brandfall keramisierenden Isoliermaterial umfasst und die Aderisolierschicht direkt auf wenigstens einen Aderleiter des Flachkabels aufextruiert ist und wobei der Außenmantel Silikonkautschuk umfasst. Zusätzlich dazu können die von der keramisierenden Aderisolierschicht umhüllten Aderleiter in einen Zwischenmantel aus Kunststoff eingebettet sein, der seinerseits von dem Außenmantel umschlossen ist. Der Zwischenmantel verleiht dem Flachkabel Steifigkeit und liefert durch seine elastischen Eigenschaften auch im Brandfall genug Anpressdruck um die Aderleiter voneinander beabstandet zu halten.
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Die feuerfeste Aderisolierschicht ist beispielsweise ringförmig. Bei der oder den spanungsführenden Adern und optional auch beim Neutralleiter und/oder dem Schutzleiter, also wenigstens bei einer Ader des Flachkabels umfasst die Aderisolierung im Brandfall keramisierendes Isoliermaterial, welches direkt, d.h. ohne zusätzliche Zwischenschicht, auf die Leiteroberfläche extrudiert ist.
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Im Brandfall keramisierende Isolierstoffe sind im Stand der Technik bekannt, wie zum Beispiel aus P. Eyerer et al., Polymer Engineering Technologien und Praxis, Springer-Verlag, 2008, S. 111, Stichwort „Keramisierende Polymere", und K. W. Thomson et al., In the firing line, European Coatings Journal, 2006, 12, S. 34-39. Das Isoliermaterial ist beispielsweise ein thermoplastischer Kunststoff mit einem oder mehreren im Brandfall keramisierenden Zusatzstoffen, die bei Abbrennen des Kunststoffs eine keramische Kruste ausbilden. Bei den Zusatzstoffen kann es sich beispielsweise um Silicatmaterial, Metall- oder Halbmetalloxide (wie SiO2, Al2O3), oder andere geeignete keramisierende Materialien, wie Zinkborat, oder Mischungen hiervon handeln. Der keramisierende Kunststoff wird z.B. als Schmelze direkt auf die Oberfläche des Aderleiters aufgebracht, und umschließt die Aderleiter im Querschnitt ringförmig. Wenn im Brandfall der Kunststoff der Aderisolierung abbrennt, bildet der keramisierende Zusatzstoff die besagte isolierende Kruste, die dann noch eine gewisse elektrische Isolation gewährleistet.
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Der Außenmantel aus Silikonkautschuk schützt die Aderleiter vor Kontakt mit Staub oder Wasser.
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Der Kabelverbinder kann als Verbindungselement zum Verbinden einer Durchgangsleitung mit einer Abzweigleitung eingesetzt werden, er kann zum Verbinden einer Speiseleitung mit einer Durchgangsleitung eingesetzt werden und er kann eingesetzt werden um mehrere Flachkabel zu einer Durchgangsleitung zu verbinden.
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Der Kabelabschluss kann eingesetzt werden um eine Abzweigleitung oder eine Durchgangsleitung abzuschließen.
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Figurenliste
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Die angefügte Zeichnung veranschaulicht beispielhafte Ausführungsformen der verschiedenen Aspekte der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:
- - 1 eine schematische Darstellung einer Klemmbuchse mit einem Isolierkörper in Form eines aufgestellten Bogens, mit röhrenförmigen, leitfähigen Kontakteinsätzen in Explosionsansicht
- - 2 die Klemmbuchse aus 1 mit einem Rund- und einem Flachkabel, die miteinander verbunden werden sollen, jeweils an einer Seite der Klemmbuchse,
- - 3 die Klemmbuchse aus 1 mit zwei Flachkabel, die miteinander verbunden werden sollen, jeweils an einer Seite der Klemmbuchse,
- - 4 die Klemmbuchse aus 1 mit einem durch diese kontaktierten Flachkabel und einen Schrumpfschlauch der über die Kontaktstelle gestülpt wird,
- - 5 eine elektrische Verbindung zweier Flachkabeln mittels des Kabelverbinders von außen,
- - 6 eine quaderförmiger Klemmbuchse für den Kabelabschluss
- - 7 die Klemmbuchse aus 7 mit einem Flachkabel, das durch die Klemmbuchse kontaktiert werden soll
- - 8 die ein Flachkabel kontaktierende Klemmbuchse aus 7 bzw. 8 in einer Seitenschnittansicht
- - 9 eine Schrumpfkappe die über einen Kontakt zwischen einer Klemmbuchse als Kabelendstück und einem Flachkabel gezogen wird
- - 10 die Schrumpfkappe aus 9, wie sie über die Klemmbuchse aus 7 bzw. 8 und ein Flachkabel aufgeschrumpft ist um den Kabelabschluss herzustellen.
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Die Zeichnung und die Beschreibung der Zeichnung beziehen sich auf Beispiele der Erfindung und nicht auf die Erfindung selbst.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN ANHAND DER ZEICHNUNG
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Die Klemmbuchse 4 gemäß 1 weist einen keramischen Isolierkörper 5 auf. Der Isolierkörper 5 hat wie in 1 gezeigt die Form eines aufgestellten Rundbogens - die Standfläche des Isolierkörpers ist durch die Bogenenden gegeben. Da der Isolierkörper 5 aus Keramik hergestellt ist, ist er zum einen feuerfest und zum anderen elektrisch isolierend.
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Der Isolierkörper 5 hat an sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite seiner Bogenform sich in den Isolierkörper hinein erstreckende Bohrungen 60 mit kreiszylindrischem Querschnitt. An den Enden der Bohrungen 60 schließt der Isolierkörper 5 die Bohrungen 60 nach oben hin nicht ab. So sind Öffnungen 6 zur Aufnahme von Kontakteinsätzen gebildet. Die Kontakteinsätze sind als leitfähige Einsätze in Form von Metallröhren 7 ausgebildet. Die Metallröhren 7 sind durch die Bohrungen 60 durchgesteckt. Insgesamt weist der in 1 dargestellte Isolierkörper 5 Bohrungen 60 mit jeweils zwei sich an der Vorderseite bzw. Hinterseite des Isolierkörpers befindliche Öffnungen 6 an jedem Ende der Bohrungen auf. Die Öffnungen 60 erstrecken sich in den Isolierkörper hinein und haben einen im etwa dreiviertelkreisförmigen Querschnitt - da sie nur zu etwa drei Viertel vom Isolierkörper 5 umschlossen sind. In jede der fünf Bohrungen ist jeweils eine Metallröhre 7 zur Aufnahme von Aderleitern 21 (in 1 nicht gezeigt) an beiden Seiten der Metallröhren eingesetzt.
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Typischerweise dient die in 1 dargestellte Klemmbuchse 4 der Verbindung zwei fünfadriger Kabel, beispielsweise mit drei Phasenleitern, einem Neutralleiter und einem Schutzleiter.
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In die Metallröhren 7, die als Kontakteinsätze dienen, eingeführte Aderleitern 21 (in 1 nicht dargestellt) können durch als metallische Inbusschrauben 8 ausgeführte Klemmelemente an der durch den Isolierkörper gesteckten Metallröhre fixiert werden. Die Inbusschrauben 8 können über die von dem Isolierkörper 5 nicht begrenzten Teile der die Öffnung 6 an die Oberfläche der Metallröhren 7 durchdringende Schraubgewinde 80 herangeführt und mittels eines Werkzeugs (Inbusschlüssel) in die Metallröhren 7 eingeschraubt werden, sodass sie die in die Metallröhre 7 eingeführten Aderleitern 21 (in 1 nicht gezeigt) an die inneren Seitenwände des Metallröhre 7 klemmen. Wird dies an beiden Seiten einer Metallröhre 7 gemacht, werden zwei Aderleitern 21 (in 1 nicht gezeigt) miteinander elektrisch leitfähig verbunden.
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Zusätzlich verhindern die an Vorder- und Rückseite der Metallröhren 7 eingesetzten Inbusschrauben 8, dass die Metallröhren 7 in Längsrichtung aus dem keramischen Isolierkörper 5 herausrutschen. Die Inbusschrauben 8 stehen nämlich bei Kontaktierung von Aderleitern so weit von der Metallröhre 7 ab, dass sie bei Vor bzw. Zurückrutschen in der Bohrung 60 jeweils an Teile des Isolierkörpers 5 stoßen und sich somit nicht soweit Vor- bzw. Zurückbewegen können, dass sie herausrutschen könnten.
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Die in 1 dargestellte Klemmbuchse 4 ist in 2 in gemeinsam mit einem Flachkabel 2, und einem Rundkabel 3 dargestellt. Die Klemmbuchse 4 soll an ihrer Vorderseite das Flachkabel 2 und an ihrer Rückseite das Rundkabel 3 kontaktieren. Dazu werden Flachkabeladern 20 mitsamt deren Aderleitern 21 an der Vorderseite der Klemmbuchse 4 in die Öffnungen 6 bzw. danach in die Metallröhren 7 eingeführt um dort die Aderleitern 21 mittels der schematisch dargestellten Inbusschrauben an den Metallröhren 7 zu fixieren, wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben.
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Dasselbe gilt für die Kabeladern 30 des Rundkabels 3, die mitsamt ihrer Aderleitern 31 an der Rückseite der Klemmbuchse 4 von der dieser kontaktiert werden sollen. Wenn die Klemmbuchse 4 sowohl des Rundkabels 3, als auch des Flachkabels 2 kontaktiert, stellt sie eine elektrische Verbindung zwischen Rundkabel 3 und Flachkabel 2 her.
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In Analogie zu 2 sind in 3 zwei Flachkabel 2, 2' dargestellt, deren Kabeladern 20, 20' bzw. Aderleitern 21, 21’ jeweils von der Klemmbuchse 4 kontaktiert werden um eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Flachkabeln 2, 2' herzustellen.
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In 4 ist eine die Kabeladern 20 eines Flachkabels 2 kontaktierende Klemmbuchse 4 dargestellt. Um den, in 4 nicht gezeigten, Kabelverbinder 1 herzustellen, wird ein Schrumpfschlauch 10 über die Klemmbuchse 4 und den in die Klemmbuchse einmündenden Teil des Flachkabels 2 gestülpt. Dieser Vorgang ist in 4 mittels eines Pfeils in Richtung des Flachkabels 2 veranschaulicht.
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Der in 5 dargestellte Schrumpfschlauch 10 ist auf eine zwei Flachkabel 2, 2' miteinander verbindende Klemmbuchse 4 (in 5 nicht dargestellt, ausgestaltet wie in 1 bis 4) sowie die in die Klemmbuchse 4 einmündenden Teile der Flachkabel 2, 2' aufgeschrumpft. So wird ein Kabelverbinder 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gebildet. Durch den keramischen Isolierkörper 5 der Klemmbuchse 4 (beide in 5 unter dem Schrumpfschlauch nicht sichtbar), der die Kabeladern 21 (in 5 nicht dargestellt) voneinander isoliert hält, und die Metall-auf-Metall Kontaktierung der Aderleiter 21, 21' mit den Metallröhren 7 mittels der metallischen Inbusschrauben 8 ist der Kabelverbinder brandfest. Der Schrumpfschlauch bietet zusätzlichen Schutz gegen Eindringen von Flüssigkeiten bzw. Staub, sodass eine Dichtigkeit im Sinne der Schutzklasse IP68 erreicht wird. Insgesamt kann der Kabelverbinder somit als „feuerfest“ und „wasserdicht“ bezeichnet werden.
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Die in 6 schematisch in einer Explosionszeichnung dargestellte Klemmbuchse 4' ist Teil eines Kabelabschlusses 100 (siehe 10). Die Klemmbuchse 4' weist metallische quaderförmige Kontaktelemente 7' auf. Aufgabe der quaderförmigen Kontaktelemente 7' ist es, in die Klemmbuchse 4' eingeführte Aderleitern 21, 31 (in 6 nicht dargestellt) zwischen dem Innenraum des keramischen Isolierkörpers 5' der Klemmbuchse 4' und sich selbst als Metall-auf-Metall Kontakt zu klemmen. Die Klemmung wird dabei durch metallische Schlitzschrauben 8' hergestellt, welche durch Schraubenlöcher 9 des Isolierkörpers 5' zu Schraubgewinden 80' der quaderförmigen Kontaktelemente 7' geführt werden. Die quaderförmigen Kontaktelemente 7' sind in Hohlräume des Isolierkörpers 70' eingesetzt. Durch die Schlitzschrauben 8' werden die quaderförmigen Kontaktelemente 7' im Inneren der Klemmbuchse 4' bzw. des keramischen Isolierkörpers 5' fixiert. Es entsteht ein Schlitz zwischen den quaderförmigen Kontaktelementen 7' und den Oberkanten der Hohlräume des Isolierkörpers 70'. In diesem Schlitz können die Aderleitern 21, 31 (in 6 nicht dargestellt) geklemmt werden.
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Die bereits im Zusammenhang mit 6 beschriebene als Kabelendstück ausgeführt Klemmbuchse 4' ist in 7 mit einem zu kontaktierenden Flachkabel 2 dargestellt, dessen Endstück die Klemmbuchse 4' schlussendlich bilden soll. Die Klemmbuchse weist den in 6 dargestellten Hohlräumen des Isolierkörpers 5' vorgelagerte Öffnungen des Isolierkörpers 6' auf. Diese Öffnungen 6', weisen (in 7 nicht sichtbar) einen konischen Querschnitt auf, der sich hin zu den ebenfalls nicht sichtbaren quaderförmigen Kontaktelementen 7', die dahinter in den Isolierkörper 5' eingesetzt sind hin verjüngt. Die metallischen Schlitzschrauben 8' sind in 7 in angezogener bzw. fast angezogener Position dargestellt. Die Kabeladern 20 samt der Aderleitern 21 des Flachkabels 2 sind in Richtung der Öffnungen 6' des Isolierkörpers platziert. 7 stellt somit einen Schritt vor der der eigentlichen Montage des Klemmbuchse 4' als Kabelendstück dar.
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In 8 ist ein durch seine Kabelader 20 und Aderleiter 21 in das Kabelendstück eingeführtes Flachkabel 2 gezeigt, und zwar im kontaktierten Zustand, also in einem Zustand in dem die Aderleiter 21 von der Klemmbuchse 4' gemäß 6 und 7 geklemmt wird.
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Die Kabelader 20 des Flachkabels 2 ist samt Aderleiter 21 in die Öffnung 6' des Isolierkörpers 5' eingeführt. Wie in der Schnittansicht von 8 zu sehen, hat die Öffnung 6' einen konischen Querschnitt und läuft in Richtung des quaderförmigen Kontaktelements 7' zu. Dadurch führt die Öffnung 6', wie in 8 dargestellt, die in einem nicht exakt in einer Linie mit der Klemmstelle 15 eingeführte Aderleiter 21 dennoch zu der Klemmstelle 15 hin. Die Klemmstelle 15 befindet sich zwischen der Oberkante des Hohlraums des Isolierkörpers 70' und dem quaderförmigen Klemmelement 7'. Wie bereits oberhalb beschrieben, fixiert die Schlitzschraube 8' das quaderförmige Klemmelement 7' in seiner Position, da die durch das Schraubenloch 9 des Isolierkörpers 5' geführte Schlitzschraube 8' in das Gewinde 80 des quaderförmigen Klemmelements 7' gedreht ist.
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In 9 ist ein als Schrumpfkappe ausgeführter Schrumpfschlauch 10' schematisch dargestellt, wie er gerade über die als Kabelendstück ausgeführte Klemmbuchse 4' und den in die Klemmbuchse hineinragenden Teil eines Flachkabel 2, geschoben wird (siehe Pfeilrichtung in 9). Der in die Klemmbuchse hineinragende Teil umfasst dabei sowohl Flachkabeladern 20 als auch bis zu 50 Zentimeter des Flachkabels 2.
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Die in 9 dargestellte Schrumpfkappe 10', ist in 10 schließlich im aufgeschrumpften Zustand dargestellt. Die Schrumpfkappe 10' wurde über eine Klemmbuchse 4' als Kabelendstück (in 10 von der Schrumpfkappe 10' verdeckt) und einen einmündenden Bereich des Flachkabels 2 gezogen und aufgeschrumpft, wie im Zusammenhang mit 9 beschrieben. Dadurch wird ein Kabelabschluss 100 des Flachkabels 2 hergestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- P. Eyerer et al., Polymer Engineering Technologien und Praxis, Springer-Verlag, 2008, S. 111, Stichwort „Keramisierende Polymere“, und K. W. Thomson et al., In the firing line, European Coatings Journal, 2006, 12, S. 34-39 [0052]