DE2236702A1 - Klemmvorrichtung zum befestigen von kabeln oder dergleichen an anderen bauteilen - Google Patents

Description

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Bunker £amo Coi^poration

900 Commerce Drive

Oak Brook, Illinois 60521/USA

Klemmvorrichtung sum Befestigen von Kabeln oder dergleichen an anderen Bauteilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmvorrichtung aura Befestigen eines Kabels oder dergleichen an anderen Bauteilen»

Seit Jahren sind viele verschiedene Arten von Klemmen und Abdichtungen im Gebrauch, mit denen man Kabelleitungen oder dergleichen beispielsweise an einem Gehäuse befestigen kann. Doch haben die gebräuchlichen Typen viele Mangel, insbesondere was ihre Anpassungsfähigkeit an Kabel oder Leitungen von unterschiedlicher- Größe oder mit starken MaßSchwankungen anlangt. Auch haben sie häufig den Fehler, daß sie dazu neigen, das festgeklemmte Teil freizugeben, wenn sie einer stärkeren Zugkraft in Längsrichtung ausgesetzt sind. Außerdem sind die gebräuchlichen Einrichtungen in vielen Fällen übermäßig teuer, da ihre Konstruktion unnötigerweise schwierige Bearbeitungen und die Einhaltung äußerst enger Maßtoleranzen erfordert, die oft zu klein sind, um für viele im Handel befindliche Fälle noch kommerziell akzeptabel zu sein«

Die Erfindung strebt an, eine selbsthemmende Klemmvorrichtung zu schaffen, die die erwähnten Mangel der bisher üblichen Typen beseitigt. Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung

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einen Klemmkopf vor, der aus mehreren gesonderten Klemmteilon besteht, die rund um den Umfang des festzuklemmenden Kabele angeordnet sind. Jeder einzelne Klemmteil ist von starrer Konstruktion mit einem angeformten Klemmbacken und zum Kabel derart verschwenkbar gehaltert, daß die Klemmbacken ohne sich zu biegen, zum Kabel hin konvergieren. Außerdem weist die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung ein Element zum Eineteilen und Pestziehen auf, das gleichzeitig auf alle Klemmteile eine Kraft ausübt, die die Klemmbacken einwärts zum Kabel hinpreßt, so daß sie gemeinsam die Kabelaus-« senfläche erfassen. Als Sicherung gegen eine Drehung der Kiemrateile in ihrem Gehäuse kann eine Sperre, beispielsweise in Form einer'Keilverzahnung, vorgesehen sein, damit etwaige am Kabel auftretende Torsionskräfte wirkungslos bleiben. Außerdem ist eine solche Anordnung der Teile getroffen, daß die Klemmvorrichtung selbsthemmend wirkt, wenn sie einer unzulässigen Beanspruchung ausgesetzt wird. Rund um das Kabel ist nächst dem Klemmkopf ein elastischer Dichtungsring angebracht, sowie ein Element, das eine doppelte Funktion erfüllt, nämlich beim Festziehen der Vorrichtung den Klemmkopf in die Klemmstellung zu bringen und gleichzeitig den Dichtungsring zu erfassen und durch Kompression gegen die Kabeloberfläche zu presseno

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat unter anderem den Vorteil, daß die Klemmteile nicht, wie sonst üblich, durch irgendeine Verbiegung oder durch Federwirkung an das Kabel angepreßt werden, sondern durch ein einfaches Verschieben

Der Erfindungsgedanke ist auf alle Arten von zugentlasteten Verbindungen anwendbar, sei es im elektrischen, mechanischen oder konstruktionstechnischen Bereich. In dem der genauen Beschreibung zugrundeliegenden Ausführungsbeispiel ist die Erfindung für ein elektrisches Anechlußstück verwendet, das ein rundes metallisches Außengehäune hat, welches einen Verdrahtungsraum umschließt, in dem mehrere leitende Kontakte

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m üblicher Anordnung in einem Isoliereinsatz montiert sindo Ein elastischer Dichtungsring umgibt ein vieladriges Kabel an dessen Eintrittsstelle in den Verdrahtungsraum; in der Klemmvorrichtung mit einem unterteilten Klemmkopf ist eine Schraube vorgesehen, die dazu dient, sowohl den Dichtungsring als auch den Klemmkopf rundum fest gegen den Mantel des eingeführten Kabels zu pressen«.

V/eitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:

Fig»1 einen Längsschnitt einer selbsthemmenden Klemmvorrichtung gemäß der Erfindung, die in der Darstellung in einem elektrischen Anschlußstück angebracht ist und dazu dient, den äußeren Mantel eines vieladrigen elektrischen Kabels zu erfassen und abzudichten und damit als Zugentlastungselement für die einzelnen Leiter im Kabel zu wirken. Das Kabel ist hierbei gebrochen dargestellt, um den Punktionsmechanismus von Klemme und Dichtung deutlicher zeigen zu können;

Pig. 2 einen Schnitt des in Fig«>1 gezeigten Anschluß Stückes in der Ebene der Linie 2-2 in Fig.1, der die wechselseitige Beziehung der verschiedenen verschieblichen Teile des verstellbaren Klemmkopfes veranschaulicht;

Pig.3 eine Detailschnittansicht etwa in der Ebene der Linie 3-3 in Pig.1, die zeigt, wie mit.^ Hilfe von Keilverzahnungen an den Klemmbacken ein Verdrillen durch die relative Drehung zwischen dem Kabel und den .Klemmbacken vermieden ist, wozu die Keile in gekrümtaten Bahnen entlang der Keilnuten sowohl in dem Druckring als auch in dem Gehäuse des Anschlußstückes gleiten, wie noch beschrieben wird;

Pig.4 einen Schnitt in der Achse eines Druckringes, der die zweifache Punktion hat, die einseinen Klemmbacken des

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Kleminkopfes zu führen und gleichzeitig das elastische Dichtungselement der Anordnung rundum gegen den Kabelmantel zu pressen;

Fig.5 eine Seitenansicht des in Figo4 dargestellten Druckringes mit Blickrichtung von der rechten Seite dieser Pig. 5

Fig.6 einen Längsschnitt durch die Mitte der in Fig· 1 gezeigten Klemmvorrichtung, wobei die verschiedenen Teile in der Stellung gezeigt sind, die sie einnehmen, wenn , der Klemmechanismus festgezogen ist, so daß er gleichzeitig den äußeren Kabelmantel erfaßt, um so als Zugentlastung für die einzelnen Leitungen des Kabels zu dienen und das Kabel, sowie die strukturellen Teile der Klemme gegen ein Verdrillen zu sichern, ferner die Klemmbacken in eine solche Stellung bringt, daß ein Zug am Kabel nach außen bestrebt ist, den Griff des Klemmkopfes am Kabel zu verstärken, und schließlich eine luftdichte und wasserfeste kompressive Abdichtung rund um das Kabel selbst herstellt, und zwar an der Stelle des Kabeleintritts in den Verdrahtungsraum des Anschlußstückes·

In Fig.1 ist die Erfindung in Verbindung mit einem mehradrigen elektrischen Anschlußstück gezeigt. Üblicherweise haben solche Anschlußstücke ein metallisches rundes Gehäuse 10, das einen Verdrahtungsraum 12 mit einem Isoliereinsatz 14 umschließt, in welchem eine beliebige Zahl von leitenden Kontakten 16 angebracht sein können. Die einzelnen Kontakte 16 werden gewöhnlich mit den abisolierten Enden einzelner isolierter Leitungsdrähte 18 verlötet, verschweißt oder verdrillt, und die Leitungsdrähte von allen Kontakten sind in einem Kabel zusammengefaßt, das insgesamt mit 20 bezeichnet und gewöhnlich in einem Kabelmantel 22 eingeschlossen ist. Der

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Kabelmantel kann aus Metall sein, oft ist er aus Gründen der Biegsamkeit jedoch aus zähem Vinyl oder einem anderen Kunststoffe

Das Kabel 20 betritt den Raum 12 in dem Gehäuse des Anschlußstückes durch einen zentralen Kanal in einer hohlen Buchse 24, die .an dem Gehäuse 10 angeformt ist* Da gebrauchliehe Anschlußstücke gewöhnlich dafür gebaut sind, mit ähnlichen, dazu passenden Anschlußstücken gekuppelt zu v/erden, ist oft auch noch ein Bajonettverschluß oder eine Kupplungsmuffe 26 vorgesehen, um die Gehäuse der Anschlußstücke zusammenzuhalten«»

An der Innenwand der Buchse 24 ist ein in den Kanal nach innen ragender Flansch 28 angeformt, durch dessen Mittenöffnung 50 d&s Kabel 20-22 in den Raum 12 eintritt» Unmittelbar neben dem Plansch 28 ist der zentrale Kanal auf der dem Raum 12 entgegengesetzten Seite mit einer Einsenkung 32 versehen, so daß im Inneren eine querverlaufende Stufe.34 gebildet ist. Auf dieser Stufe sitzt ein ziemlich weicher, elastischer, isolierender Dichtungsring 36 auf, dessen Mittenöffnung 38 den Kabelmantel 22 eng umschließto

Die Innenflächen des Buchsenteils 24 des Anschlußgehäuses sind zylindrisch ausgebohrt und mindestens an ihrem äußeren Ende ist diese Bohrung 40 mit einem Innengewinde 42 versehen, in das ein entsprechendes Außengewinde 44 auf einer zum Einstellen und Pestziehen dienenden Schraube 46 einschraubbar ist. Außerdem sind die Innenwände der Bohrung 40, die im wesentlichen ein zylindrisches Profil haben, mit mehreren längslaufenden Keilnuten 48 versehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind vier solche Keilnuten vorhandene

In der Bohrung 40 ist ein im wesentlichen ringförmiges Drucklager 50 (Pig.4 und 5) an einer solchen Stelle angebracht,

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daß es gegen die zur Stufe 34 entgegengesetzte Fläche dea Dichtungeringes 36 drückt·

Dieses Drucklager 50, das auf seinen Außenflächen, etwa zylindrische Form hat, trägt Keile 52, die in den entsprechenden Keilnuten 48 gleiten, so daß keine relative Drehung zwischen dem Drucklager und dem Gehäuse des Anschlußstückes stattfinden kann. Weiter ist das Drucklager mit einem Fassungsteil 54 versehen, dessen Innenflächen 56 Teil einer Kugel sind, deren geometrischer Mittelpunkt auf der Längsachse der Bohrung 40 etwa an der in Fig.1 mit "C" bezeichneten Stelle liegt. Die Innenflächen 56 des Fassungsteils sind mit mehreren Keilnuten 58 versehen, die jeweils die gleiche Breite und Tiefe haben wie die Keilnuten 48 in der Bohrung 40 der Buchse 24. Wenn also das Drucklager 50 vom rückwärtigen Ende der Buchse 24 her in die Anordnung eingeführt ist, erlauben die ineinandergreifenden Keile 52 des Drucklagers und Keilnuten 48 des Gehäuses zwar eine Längsverschiebung des Drucklagers gegen das Gehäuse des Anschlußstückes, verbieten jedoch jede Drehung dieser Teile gegeneinander, so daß die inneren Keilnuten 58 des Drucklagers in Deckung und gefluchtet mit einer jeweiligen Keilnut 48 im Gehäuse des Anschlußstückes zu liegen kommen·

Der Klemmkopf der Anordnung besteht aus einer Gruppe von einzelnen Klemmteilen 60, jeder in der Form eines kompakten Metallkörpera mit angeformten Klemmbacken. Die Außenflächen der Klemmteile bilden abgesehen von Keilen 62 Teile einer Kugelfläche, so daß die Gruppe von Klemmteilen 60 in dem Faseungsteil 54 des Drucklagers 50 eingebettet werden kann, wobei die vordersten Teile der Keile 62 in den Keilnuten 58 des Drucklagers 50 gleitend aufgenommen werden, während die weiter hinten liegenden Teile der Keile in den entsprechenden Keilnuten 48 der Buchse verschieblich aufgenommen sind.

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Die einzelnen Klemmteile 60 des Klemmkopfes sind an ihrer Innenfläche mit einer Rändelung oder Zähnelung 64 versehen und die angrenzenden Seitenwandflachen 3edes Klemmteiles 60 sind weggeschnitten oder nach außen abgeschrägt, wie dies bei .66 dargestellt ist, so daß beim Festklemmen des durchgesteckten Kabelmantels die einzelnen Klemmbacken nach innen schwenken können, um ihre Zähne 64 fest in die Außenflächen des Kabelmantels 22 hineinzupressen.

An den hinteren Enden aller Klemmteile 60 ist jeweils eine Verlängerung 68 als Auflauffläche angeformt, die eine Fortsetzung der Keile 62 bildet und eine Schrägfläche hat, welche mit dem gerundeten Vorderende einer Führungsmuffe 70 in Kontakt tritt. Die Führungsmuffe ist in einem Stück mit der Schraube 46 ausgeformt und umschließt eine Bohrung 72, durch die das Kabel 20-22 in das Anschlußstück eintritt«

Die beschriebene Anordnung funktioniert folgendermaßen: Wenn die Schraube 46 in die Buchse 24 des Gehäuses des Anschlußstückes eingeschraubt wird, trifft ihre Führungsmuffe 70 auf die inneren Schrägflächen der verschiedenen Verlängerungen 68 der Klemmteile und treibt dabei die Klemmbacken gemäß den Zeichnungen nach links. Bei diesem Vorgang werden die einzelnen Klemmteile 60 durch den Kontakt zwischen ihren konvexen sphärischen yorderflachen und den entsprechend konkaven sphärischen Flächen 56 des Fassungsteils 54 des Drucklagers zwangsläufig auf einer gekrümmten Bahn bewegt, die etwa durch den Pfeil "X" in Fig.6 angedeutet ist, bis die Klemmbacken sich in den Kabelmantel in einem Maß eingraben, das im großen und ganzen proportional zum Ausmaß des Festziehens der Schraube 46 ist.

Da sich die Klemmteile bei der Ausübung ihrer Funktion nicht biegen, können sie eine über das normale Maß hinausgehende Festigkeit und Stärke haben und die Gefahr eines Federbru-

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ches, wie er bei bisher bekannten Einrichtungen so oft auftrat, ist damit beseitigte

Durch den beschriebenen Vorgang wird nicht nur das Kabel in dem Anschlußstück hinreichend festgeklemmt, sondern durch die Vorwärtsbewegung der Schraube 46 in die Vorrichtung hinein werden auch die Klemmteile 60 gegen das ringförmige Drucklager 50 vorgetrieben, so daß der Dichtungsring 36 komprimiert wird und sich dabei nach innen vorbeult (Pig.6) und fest gegen den Kabelmantel legt· Dadurch kommt eine luft- und wasserfeste Abdichtung zwischen dem Kabelmantel und dem Gehäuee des Anschlußstückes an der Eintrittsstelle des Kabels in den Verdrahtungsraum 12 zustande.

Durch den Eingriff der Keile 52 des Drucklagers in die Keilnuten 48 des Buchsenteils ist das Drucklager 50 gegen jede Drehung oder Schrägstellung in dem Buchsenteil 24 des Gehäuses gesichert. Dazu greifen die gekrümmten Keile 62 an der Außenseite der einzelnen Klemmteile 60 mit ihrem vorauslaufenden Teil in die innen gelegenen gekrümraten Keilnuten 58 des Drucklagers 50 ein, während die weiter hinten liegenden Teile der gleichen Keile in den Keilnuten 48 des Gehäuses laufen. Alle funktionellen Teile der Klemmvorrichtung sind also ständig miteinander verkeilt, so daß sie jedes Bestreben des Kabels oder anderer Teile, sich zu verdrehen, wirkungsvoll unterbinden, während sie ihre Punktion beim Pestklemmen oder Loslassen des Kabelmantels ausüben«

Wenn die Klemme und Dichtung bis zu dem gewünschten Maß festgezogen ist, kann jedes unbeabsichtigte Lösen oder Lockern der Teile durch eine Sperrvorrichtung verhindert werden, die am besten aus Pig.6 ersichtlich ist. Der Gewindeteil 44 der Schraube 46 hat eine Einsenkung 74, in der ein Metallklotz 76 verschieblich ist; auf seiner Außenfläche ist er mit

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einen Gewinde versehen, das mit dem Innengewinde 42 des Buchsehteils im Eingriff ist. Der Metallklotz ist jedoch in .der Einsenkung der Schraube mit viel Spielraum aufgenommen, so daß er durch Anziehen einer Feststellschraube 78 in den Zeichnungen nach rechts gezogen wird. Dadurch werden die im Eingriff stehenden Gewinde zwischen dem Metallklotz 76 und der Buchse miteinander blockiert und die Schraube 46 läßt sich nicht lösen oder festziehen* bevor nicht zuerst die Feststellschraube 78 gelöst istο

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung eine wirksame Klemm- und Abdichtvorrichtung schafft. Dabei ist aber noch zu beachten, daß neben äen oben erwähnten erwünschten Funktionen der Mechanismus so gestaltet ist, daß er starke äußere Kräfte, die am Kabel in der Richtung ιιγιι (yig.&) wirken, damit beantwortet, daß die Klemmbacken die Kabelflächen noch fester einklemmen. Die3 rührt daher, daß, wenn die Teile in Klemmstellung sind, jede auswärts gerichtete Kraft am' Kabel bestrebt ist, die Klemmbacken aufgrund des Eingriffs der Klemmbackenzähne in aen Kabelmantel .nach rechts zu bewegen. Da jedoch eine tatsächliche Bewegung der Klemmbacken in dieser Richtung durch die Anlage der nach hinten spitz zulaufenden Verlängerungen 68 der Klemmteile verhindert wird, bilden sich an den Klemmteilen Drehpunkte, die in einem seitlichen Abstand von der Achse des Kabels etwa in dem Bereich der Punkte "C-O" liegen· Jede auswärts gerichtete Bewegung wird also in eine Schwenkbewegung umgesetzt, die bestrebt ist, die Zähne 64 an den linken Enden der Klemmbacken noch tiefer in das Kabel einzugraben* wie dies durch den Pfeil "Z" angedeutet ist«

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1, Klemmvorrichtung zum Befestigen von Kabeln und dergleichen an anderen Bauteilen, gekennzeichnet durch einen Klemmkopf, der aus mehreren gesonderten verschiebbaren Klemmteilen (60) besteht, die rund um den Umfang des festzuklemmenden Kabels (20-22) zu einem Bündel zusammengefaßt sind und von denen jeder einzelne Klemmteil (60) von starrer Konstruktion ist, einen angeformten Klemmbacken aufweist und zum Kabel verschwenkbar gehaltert ist, wobei die Klemmbacken um das Kabel konvergieren, ohne sich zu biegen, und durch ein Element (46) zum Einstellen und Festziehen, das gleichzeitig auf alle Klemmteile eine Kraft ausübt, durch die die Klemmbacken nach einwärts zum Kabel hin geführt werden, und dessen Außenfläche gemeinsam erfassen·

   Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Führungselement (50) mit einer Fassung (54), die mindestens einen Teil jedes Klemmteiles aufnimmt und konvergierende Wände hat, die die Bewegung der KlemmteiIe zueinander lenken«

   3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« daß die Fassung (54) Bestandteil eines verschieblichen Druckrings (50) ist und ein das Kabel umgebender Dichtungsring (56) derart angeordnet ist» daß er duuren die axiale Bewegung des Druckrings komprimiert wird und ein« Teste Abdichtung rund um den Kabelmantel herstellt·

   4· 11emmvorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (54) des Druckringe (50) konkav mit sphärischen Wänden (56) ist, die die Il«anteil.· auf einer Kurvenbahn um einen gemeinsamen Mittelpunkt ("C¹*)

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   führen·,· der auf der Mittelachse des Kabels liegt»

   Klemmvorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (46) zum Einstellen und Festziehen jedes Klemmteil (60) an einer Stelle erfaßt, die einen beträchtlichen Abstand von der Außenfläche des Kabels hat, derart, daß ein übermäßiger Zug am Kabel in Richtung aus der Klemmvorrichtung heraus in entgegengesetzte resultierende Kräfte aufgelöst wird, die bestrebt sind, die einzelnen Klemmteile zu schwenken und deren Klemmbacken einv/ärts zu schwenken, so daß ein selbsthemmender Effekt der Klemmbacken am Kabel entstehto

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