DE2456430C3 - Lötfreie Yerbindungsbaugruppe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eiiK- lötfre.«; Verbindungsbaugruppe zur Herstellung eines abgeschirmten Kabels, mit einem unterhalb der Abschirmung in en Kabelmantel einschiebbaren Innenschuh, welcher einen Druckschirm mit gegen die Abschirmung gerichteten Krallen abstützt und mit einem Gewindebolzen, der durch übereinanderliegende Locher des Druckschirmes, der Abschirmung und des Kabelmantels hindurchragt und zwei Muttern trägt, von denen die untere den Innenschuh unter Eindrückung der Krallen des Druckschirmes in die Abschirmung von innen her fest gegen die Abschirmung drückt und die obere einen Erdungsleiter an dem Gewindebolzen festklemmt derart, daß ein Erdstromweg von der Abschirmung über den Druckschirm, den Innenschuh und den Gewindebolzen zu dem Erdungsleiter besteht

Bei einer bekannten Verbindungsbaugruppe dieser Art (DE-AS 20 19 332) ist ein Innenschuh in Form einer gebogenen dreieckigen Platte vorgesehen, von der ein Gewindebolzen absteht Auf der Platte des Innenschuhs liegt ein Druckschirm mit nach außen abstehenden Krallen. Der Innenschuh wird unter den Kabelmantel und die Abschirmung des Kabels geschoben, so daß sein Gewindebolzen durch ein zuvor an dem Kabelmantel und der Abschirmung angebrachtes Loch hindurchsteht.

Über dem Kabelmantel wird eine Platte montiert die ein Loch zum Hindurchtreten des Gewindebolzens aufweist, und diese Platte wird durch eine untere Schraubenmutter abgestützt. Durch Festziehen dieser unteren Schraubenmutter wird der Anpreßdruck erhöht, mit dem der Innenschuh den Druckschirm gegen die Kabelabschirmung drückt. Dabei graben sich die Krallen des Druckschirmes zur Erzielung eines guten elektrischen Kontaktes in die Abschirmung ein. Auf dem über die untere Schraubenmutter hinaus vorstehenden Ende des Gewindebolzens wird ein Ableiter mit einer oberen Schraubenmutter befestigt Der elektrische Anschluß von der Kabelabschirmung zu dem Ableiter erfolgt über den Druckschirm, den den Druckschirm abstützenden Innenschuh und den Gewindebolzen.

Unter bestimmten Umständen kann der Erdstrom in der Kabelabschirmung sehr hohe Werte annehmen. Große Erdstromstärken treten beispielsweise auf, wenn ein Blitz in das Kabel einschlägt oder wenn die

ίο Kabelabschirmung infolge eines Defektes mit einer Netzleitung in Verbindung kommt In diesen Fällen muß die elektrische Verbindung zwischen der Kabelabschirmung und dem Ableiter imstande sein, für eine gewisse Zeitlang Ströme von entsprechend großer Stärke abzuleiten. Im allgemeinen wird gefordert daß das K-ibel in der Lage ist für mindestens 15 Sekunden Ströme von 1000 A sicher abzuleiten. Die Befestigungsmittel der bekannten Verbindungsbaugruppe, wie Innenschuh, Gewindebolzen usw., müssen, da sie außer der Funktion eines elektrischen Stromweges noch die Aufgabe haben, eine feste mechanische Verklemmung des Kabelmantels und der Abschirmung durchzuführen, aus Materialien hoher mechanischer Festigkeit bestehen. Solche Materialien haben aber im allgemeinen einen relativ hohen elektrischen Widerstand. Es hat sich als unzweckmäßig erwiesen, den Schraubbolzen aus Messing, Kupfer, Aluminium oder einem ähnlichen Material hoher Leitfähigkeit herzustellen, weil dann zur Erzielung der benötigten Festigkeit ein Gewindebolzen mit zu großen Querschnittsabmessungen benötigt würde.

Durch die US-PS 32 53 247 ist ein U-förmiges Verbindungsstück bekannt dessen beide Schenkel von einer quer durch sie hindurchgehenden Schraube zusammengespannt werden können. Zwischen die Schenkel des Verbindungsstückes wird die rohrförmige Abschirmung eines Kabels gesetzt in die sich Zacken, die an der Innenseite eines der Schenkel vorgesehen sind, eingraben. Im Biegebereich des Schenkels wird ein drahtförmiger Ableiter festgeklemr-t Das Verbindungsstück stellt auf diese Weise die elektrische Verbindung zwischen der Kabelabschirmung und dem Ableiter her. Erdströme werden darin von der Kabelabschirmung über die beiden Schenkel des Verbindungsstückes parallel zum Ableiter geführt. Da die Kabelabschirmung aus dünnem folienähnlichem Material besteht und eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Verbindungsstück und dem Kabelmantel nicht besteht, kann bei dieser Verbindungstechnik kein fester mechanischer Anschluß zum Kabel hergestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsbaugruppe der eingangs genannten Art zu schaffen, die elektrisch wie mechanisch hohen Beanspruchungen gewachsen ist, wobei diejenigen Teile die die mechanische Klemmung am Kabelmantel und der Abschirmung bewirken, aus einem Metall hoher Festigkeit bestehen können, bei dem die elektrische Leitfähigkeit eine untergeordnete Rolle spielt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Druckschirm über einen bogenförmigen Fortsatz zu einem U-förmigen Verbindungsstück erweitert ist, so daß sein freies zweites Schenkelende über dem Kabelmantel zwischen der unteren und der oberen Schraubenmutter am Gewindebolzen mit dem Ableiter kontaktiert ist.

Damit wird parallel zu dem über den Gewindebolzen führenden Stromweg ein zweiter Stromweg geschaffen,

der über das U-förmige Verbindungsstück führt, das praktisch keiner mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist. Dieser zweite Stromweg kann daher niederohmig ausgeführt werden, d.h., das Metall aus dem das U-förmige Verbindungsstück besteht, braucht keine hohe Festigkeit zu haben, es muß eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit haben. Der Gewindebolzen und der Innenschuh kann dagegen aus eisenhaltigem Metall bestehen, so daß diese Teile bei relativ geringen Abmessungen eine hohe mechanische Festigkeit haben.

Die beiden Schenkel des U-förmigen Verbindungsstücks sind elektrisch in Reihe geschaltet und bilden einen Stvomweg, der unmittelbar von der Kabelabschirmung bis zum Ableiter führt Dieser Stromweg, der parallel zu dem Ober den Innenschuh und durch den Gewindebolzen führenden ersten Stromweg verläuft, stellt eine niederohmige Strombrücke dar, die in direktem Kontakt mit den beiden miteinander zu verbindenden Teilen steht

Gegenüber der Verbindungsbaugruppe nach DE-AS 20 19 332 sind keine zusätzlichen Bauteile erforderlich. Es ist lediglich ein Druckschirm zu verwenden, der durch das U-förmige Verbindungsstück erwehrt ist, dessen freies Schenkelende zwischen den beiden Schraubenmuttern zusammen mit dem Ableiter festgespannt wird. Das Verbindungsstück führt um das stirnseitige Ende des Kabelmantels herum und schafft einen zusätzlichen Stromweg, der unter Umgehung des Kabelmantels die Abschirmung mit dem Ableiter verbindet

Zur Befestigung des freien Schenkelendes des Verbindungsstückes an dem Gewindebolzen kann an diesem Schenkelende ein Langloch vorgesehen seia Das Langloch stellt eine gewisse Beweglichkeit des Verbindungsstückes bei der Montage sicher.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert

F i g. 1 zeigt perspektivisch in Explosionsdarstellung die Verbindungsbaugruppe von ihrer Anbringung an einem abgeschirmten Kabel.

F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch ein abgeschirmtes Kabel während der Montage der Verbindungsbaugruppe.

Fig.3 zeigt die Verbindungsbaugruppe in einem Längsschnitt ähnlich demjenigen der F i g. 2 in fertigmontiertem Zustand, und

Fig.4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 der F i g. 3.

Die in F i g. 1 dargestellte Verbindungsbaugruppe ist generell mit 10 bezeichnet Die Baugruppe enthält einen starren Innenschuh 11, an dessen Mittelteil ein mit Schraubenge vinde versehener Gewindebolzen 12 starr befestigt ist, ein U-förmiges Verbindungsstück 13, einen Außenschuh 14 und Schraubenmuttern 15,16. Ferner ist ein streifenförmiger Ableiter 17 dargestellt der normalerweise verwendet wird, um die Baugruppe 10 mit einem Frdungsstab oder einem Erdungsrohr zu verbinden. Die Teile 11,12 und 14 werden vorzugsweise aus eisenhaltigem Material hergestellt, wogegen das Verbindungsstück 13 aus starkem Kupfer, Messing, Aluminium oder einem ähnlichen Material hoher Leitfähigkeit besteht Aus einem derartigen Material besteht auch der Ableiter 17. Die Schraubenmuttern 15 und 16 können ebenfalls aus eisenhaltigem Material bestehen.

Sowohl der Innenschuh 11 als auch der Außenschuh 14 sind bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel länglich ausgebildet und an ihrem vorderen Ende schmaler als am rückwärtigen Ende. Beide sind vorzugsweise in Querrichtung entlang eines Bogens gebogen, der im wesentlichen mit der Krümmung des Kabelmantels, an dem die Baugruppe angebracht wird, übereinstimmt Das schmale Vorderende des Innenschuhs 11 ermöglicht das Einschieben und die Montage dieses Teiles von außen her unter das Ende des Kabelmantels und der Abschirmung in einer Weise, die nachfolgend noch detailliert erläutert wird. Ein Ende des eisenhaltigen Gewindebolzens 12 ist vorzugsweise kegelstumpfförmig vorgeformt und in eine ähnlich geformte öffnung des Innenschuhs 11 hindurchgetrieben, um anschließend durch Schmieden, Schweißen

o. dgl. in bekannter Weise fest mit dem Mittelteil des Innenschuhs 11 verbunden zu werden. Das Ende des Gewindebolzens ist im wesentlichen bündig mit der konkaven Unterseite des Innenschuh«. Bei einer anderen Konstruktion kann der Gewindebolzen 12 in einen nicht gezeigten Einsatz eingeschraubt werden, der an einer öffnung des Mittelteils vcr Innenschuh 11 befestigt wird, in diesem Falle ist das ζ jß^re Ende de-, Gewindebolzens mit einem Einschnitt oder einer anderen Angriffsmöglichkeit für ein Werkzeug versehen, um den Einbau in den Innenschuh zu erleichtern, nachdem dieser so weit unter die Kabelabschirmung geschoben worden ist, bis eine Gewindeöffnung genau unter den im Kabelmantel und der Abschirmung angebrachten Öffnungen liegt um den Gewindebolzen 12 hindurchstecken zu können.

Der Außenschuh hat vorzugsweise im wesentlichen dieselbe Form wie der Innenschuh 11, ist jedoch normalerweise etwas länger >md hat an einem Ende einen aufwärtsgerichteten Ansatz 18, der ausreichend

3^r> weit von der Öffnung 19 zum Hindurchstecken des Befestigungsteiles entfernt ist daß man ein Spannband, das um das Kabel herumgelegt wird, zwischen ihnen hindurchführen kann. Der Außenschuh 14 ist ferner vorzugsweise mit mehreren vorspringenden Ansitzen

•to 20 versehen, die um die Durchstecköffnung 19 für den Gewindebolzen verteilt sind. Diese Ansätze sind am beste in Fig.3 zu erkennen. Sie werden bei der Installation der Verbindungsbaugruppe in den Kabelmantel hineingetrieben. Die Ansätze haben die Aufgabe.

eine Drehung des Außenschuhs zu verhindern und die Schraubenmutter 15 zu spannen.

Das gut leitfähige Verbindungsstück 13 besteht aus einem bogenförmigen Fortsatz 23, der sich an den Druckschirm 9 anschließt und einstückig mit diesem

so hergestellt ist. In seinem Biegebereich weist der Fortsatz 23 verlaufende Wellen auf, um während der Benutzung der Baugruppe bzw. während der Montage das Umbiegen der Schenkel des Verbindungsstückes in Richtung zueinander und gegeneinander zu erleichtern.

L*ie installation der Verbindungsbaugruppe erfolgt folgendermaßen. Zunächst wird ein Teil des slastomeren Kabelmantels 26 und der Abschirmung 27 eines abgeschirmten Kabels 25 entfernt, um die Adern 28 freizulegen. Der Kabelmantel und die Abschirmung werden dann in Kab· !Iängsrichtung auf einer Länge von einigen Zentimetern geschlitzt wie es bei 30 angedeutet ist Dabei können die Adern 28 in dem Schlitz fcharf nach außen gebogen werden, so daß sie sich von der dem Schlitz gegenüberliegenden Seite des Endes des Kabelmantels entfernen. Danach werden in dem Kabelmantel und dei Abschirmung deckungsgleiche Löcher 31 erzeugt, die in einigem Abstand von der Schnittkante des Kabelmantels liegen. Das Kabel ist nun

bereit für die Installation der Verbindungsgruppe.

Danach wird die öffnung 32 in dem nach außen hin verjüngten Ende des Verbindungsstückes 13 über den Gewindebolzen 12 geschoben und die so entstandene Teil-Baugruppe wird vom stirnseitigen Ende her in das Kabel eingeschoben, bis das freie Ende des Gewindebolzens durch die öffnung 31 hindurchgeführt werden kann. Die Innenfläche dieses Schenkels des Verbindungsstückes von Bügel 13 ist mit zahlreichen scharfkantigen Zacken 34 oder Graten versehen. Diese Zacken bestehen zweckmäßigerweise aus den Randkanten von Lochausstanzungen, die von der Außenseite her an dem Ende des Schenkels des Verbindungsstücks 13 angebracht sind. Die scharfkantigen Zacken 34 sind demnach gegen die Innenfläche der Kabelabschirmung 27 gerichtet, graben sich bei der Montage durch einen eventuell auf der Abschirmung vorhandenen Isolierfilm hindurch und dringen in die Abschirmung selbst ein. Dieses Eindringen erfolgt beim Festziehen der unteren Schraubenmutter 15 auf dem Gewindebolzen 12.

Nachdem der Innenschuh und der innere Schenkel des Verbindungsstücks 13 in der oben beschriebenen Weise montiert worden sind, werden die Kabeladern wieder gerade ausgerichtet und liegen dann in Hauptrichtung des Kabels. Das Kabelende wird dann in überlappenden Windungen mit einem Klebeband 35 in der in F i g. 2 gezeigten Weise umwickelt. Danach wird der Außenschuh 14 auf den Gewindebolzen 12 aufgesetzt, wobei ssir. schrr.slcs Ende über dein sich verjüngenden Ende des Innenschuhs 11 liegt. Dann wird die erste Schraubenmutter 15 montiert und festgezogen, wobei die Zacken 34 in die Abschirmung 37 und die Ansätze 20, 20 durch das Klebeband 35 in den Kabelmantel eindringen, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Danach wird das Langloch 36 in dem äußeren freien Schenkelende 8 des Verbindungsstücks 13 über den Gewindebolzen 12 geschoben und mit der äußeren Schraubenmutter 15 wird ein starker Ableiter, beispielsweise in Form des Streifens 17, gegen die Fläche des äußeren Schenkels des Verbindungsstücks 13 gedrückt, wonach die Verbindung fertiggestellt ist.

Aus dem Vorhergehenden erkennt man, daß bei der fertigmontierten Verbindungsbaugruppe die hohe Festigkeit der Schuhe 11,14 und der Befestigungsteile 12, 15 ausgenutzt wird, um einen großen Bereich des Kabelmantels und der Abschirmung zwischen großflächigen Flächen des Innenschuhs und des äußeren Schuhs zusammenzudrücken. Bei dieser Zusammendrückung werden die beiden Schuhe dazu benutzt, den inneren Schenkel des Verbindungsstücks 13 in einem großflächigen Bereich in Kontakt mit der Kabelabschirmung zu bringen. Bekanntermaßen haben elastomere

ίο Kabelmäntel eine sehr hohe Zähigkeit. Daraus ergibt sich, daß die Einspannung der Abschirmung 27 zwischen einem Schenkel des Verbindungsstücks 13 und der Abschirmung 26 über die zahlreichen scharfkantigen Zacken 34 eine ausgezeichnete elektrische Verbindung mit der Abschirmung ergibt, während gleichzeitig die hohe Festigkeit des Kabelmantels ausgenutzt wird, um eine sehr starke mechanische Verbindung der Verbindungsbaugruppe mit der Abschirmung herzustellen, ohne daß die Gefahr von Beschädigung oder Zerstörung der Abschirmung besteht. Diese wichtigen Merkmale werden noch dadurch unterstützt, daß der Gewindebolzen durch die übereinanderliegenden Öffnungen 31 in der Abschirmung und dem Kabelmantel hindurchragt.

Zwischen der Kabelabschirmung und dem Ableiter 17 existieren zwei Stromwege. Ein Stromweg führt über den inneren Schenkel des Verbindungsstückes 13, den Innenschuh 11, den Gewindebolzen 12 und die beiden Schraübenrnuitern J4 und 15. Ein zweiter und weil

jn wirksamerer Stromweg mit hoher Strombelastbarkeit führt über die beiden Schenkel des Verbindungsstücks 13, von denen der innere Schenkel in einem großen Flächenbereich in direktem Kontakt mit der Abschirmung 27 steht und von denen der äußere Schenkel unter hohem Druck in direktem Kontakt mit dem Ableiter 17 steht. Die beiden Stromwege haben eine außerordentlich hohe Strombelastbarkeit von etwa 100 A für mindestens 15 Sek., ohne daß an der Kabelabschirmung oder der Verbindungsbaugruppe Zerstörungen auftreten würden und ohne daß nach einer solchen Belastung die Stromleitungseigenschaften dieser Verbindungsbaugruppe für die Zukunft verschlechtert wären.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lötfreie Verbindungsbaugruppe zur Herstellung eines Anschlusses an die Abschirmung eines abgeschirmten Kabels, mit einem unterhalb der Abschirmung in den Kabelmantel einschiebbaren Innenschuh, welcher einen Druckschirm mit gegen die Abschirmung gerichteten Krallen abstützt, und mit einem Gewindebolzen, der durch übereinanderlieger.de Löcher do·: Druckschirmes der Abschirmung und des Kabelmantels hindurchragt und zwei Schraubenmuttern trägt, von denen die untere den Innenschuh unter Eindrückung der Krallen des Druckschirmes in die Abschirmung von innen her fest gegen die Abschirmung drückt und die obere einen Ableiter an dem Gewindebolzen festklemmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschirm (9) über einen bogenförmigen Fortsatz (23) zu einem U-förmigen Verbindungsstück (13) erweitert ist, so da2 sein freies zweites Schenkelende (8) über dem Kabelmantel (26) zwischen der unteren (15) und der oberen Schraubenmutter (16) am Gewindebolzen (12) mit dem Ableiter (17) kontaktiert ist

2. Verbindungsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des freien Schenkelendes (8) des Verbindungsstücks (13) an dem Gewindebolzen (12) an diesem Schenkelende ein Langloch (36) vorgesehen ist