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Elektrische Leitungskupplung mit begrenzter Drehbarkeit
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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitungskupplung
ynit begrenzter Drehbarkeit und mit einem durchverbundenen Schutzleiter fUr eine
Kabeltrommel, die auf einem an einer Gehäuseplatte gehaltenen Tragzapfen drehbar
ist.
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Drehkupplungen für Kabeltrommeln besitzen normalerweise Gleitkontakte
oder Schleifkontakte. Derartige Kontakte sind jedoch nach den Pröfvorschriften für
den Schutzleiter wegen der Unterbrechungsgefabr nicht zulässig. Es besteht vielmehr
die Forderung, daß der Schutzleiter unmittelbar galvanisch durchverbunden ist, d.h.
fest aneinander angeschlossene Verbindungsleiter ohne bewegliche Kontakte umfaßt.
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Das Problem besteht darin, daß bei zentraler Zufuhrung der Leiter,
insbesondere des Schutzleiters, in der Kabeltrommel beim Abwickeln Verwindungen
der Zuführleitung auftreten. Die DE-OS 30 24 220 sieht eine Kabeltrommel vor, deren
Spule beim Abwickelvorgang zusitzlich um eine Achse senkrecht zur Spulenachse gedreht
wird, um dadurch Verwindungen der Zuführleiter bzw. des Zuführkabels auszugleichen.
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Abgesehen von dem komplizierten Aufbau dieser Anordnung läßt sich
damit keine vollständige Verwindungsfreiheit erzielen, weil die zusctzliche Drehung
der Spule um die Querachse in Anhängigkeit vori Wickeldurchmesser kompensiert werden
mißte. Außerdem treten Verwindungen in dem abgewickelten Kabel auf.
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Die DE-PS 28 10 Gq3 beschreibt eine Kabeltrommel, bei der das Kabel
gefaltet aufgewickelt ist und die beiden Kabelenden aiis dem Trommelgehäuse herausgeführt
sind. Mit einer solche Anordnung lassen sich zwar Verwindungen der Kabel ansschließeny
jedoch kann eine so)-che Kabeltrommel nicht fest mit einem Gerätegehäuse verbunden
sein, weil beide Kabelenden beim Abwickeln eine gleiche Verlängerung erfabren.
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Aufgabe der Erfindung ist eine unmittelbare galvanische Durchverbindung
einzelner Leiter, insbesondere des Schutzleiters innerhalb einer Kabeltrommel, die
fest an einem Gerätegehäuse anbringbar ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:
a) auf dem Tragzapfen ist eine erste Wicklung des Schutzl.eiters mit mehreren Windungen
drehfest gegendber dem Tragzapfen angeordnet; b) parallel zu der ersten Wicklung
ist eine zweite Wicklung mit gleicher Wicklungsrichtung drehfest im Bezug auf die
Kabeltrommel angeordnet, c) die beiden Wicklungsenden sind durch eine Leiterschleife
des Schutzleiters miteinander verbunden; d) ein auf dem Tragzapfen drehbarer Führungsbügel
fahrt die Leiterschleife; e) eine Rückholfeder spannt den Führungsbügel in Aufwickelrichtung
der Wicklungen vor.
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Durch diese Ausbildung kanu man den Schutzleiter unmittelbar fest
anschließen, ohne daß f:dr die notwendige Drehbewegung bewegliche Kontakte erforderlich
worten. Beim Drehen der Kabeltrommel in einer Richtung entgegen der Wicklungsrichtung
der Wicklungen wird der Schutzleiter von der gehäusefesten Wicklung auf die sich
mit der Rabeltrommel drehende Wicklung übertragen und jeweils gleichmäßig aufgewickelt
und abgelegt. Bei Drehung der Kabeltrommel in entgegengesetzter Richtung wird der
Schutzleiter im umgekehrten Sinne umgewickelt.
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Der Führungsbügel sorgt fjir eine einwandfreie Jberleitung des Schutzleiters.
Die Vorspannung des Führungsbügels sorgt dafür, daß der Führungsbügel in beiden
Drehrichtungen den Schutzleiter gespannt hält.
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Beim Drehen entgegen der Aufwickelrichtung der Wicklungen wird der
Führungsbügel Jeweils durch die Drehung mitgezogen, so daß dort keine zusätzliche
Vorspannung erforderlich ist.
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Ferner sieht die Erfindung a7or, daß der Kerndurchmesser der genannten
Wicklungen um ein Nehrfaches kleiner als der Kerndurchmesser der Kabeltrommel ist.
Dadurch wird erreicht, daß nur ein vergleichsweise kurzes StiJck des Schutzleiters
bei der Drehung der Kabeltrommol umgewickelt werden muß. Infolgedessen kommt man
mit einlagigen Wicklungen für den Schutzleiter aus, auch wenn die Kabeltrommel eine
mehrlagige Wicklung des Kabels aufweist.
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Zur genauen Führung der Wicklungen des Schutzleiters wird vorge-
schlagen,
daß jede Wicklung zwischen Spulenfianschen angeordnet ist.
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Ein weiterer Vorschlag geht dahin, daß einzelne Spulenflansche durch
den Flansch der Kabel trommel undloder die Gehäuseplatte verwirklicht sind. Dieses
ist in fertigungstechnischer Hinsicht besonders vorteilhaft Ein weiterer Vorschlag
ist darauf gerichtet, daß die Rückholfeder als Spiralfeder ausgebildet ist, deren
eines Ende mit dem Tragzapfen und deren anderes Ende mit dem Führungsbügel verbunden
ist und daß die Spiralfeder in entgegengesetzter Richtung wie die Wicklungen gewickelt
ist. Die Anwendung einer Spiralfeder stellt eine einfache Ausbildung sicher.
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Damit sich der Führungsbügel bei der Betätigung der Drehkupplung
leicht dreht, ist vorgesehen, daß der Führungsbügel an einer auf dem Tragzapfen
frei drehbaren Scheibe sitzt.
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Weiterhin ist vorgesehen, daß der Führungsbügel eine Umlenkrolle
aufweist, bzw die der Schutzleiter geführt ist. Dadurch wird einz schonende Führung
des Schutzleiters sichergestellt.
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Ferner ist vorgesehen, daß der Führungsbügel mit einem Scheitel die
Umlenkrolle übergreift und der Schutzleiter zwischen Umlenkrolle und Führungsbügel
durchläuft. Dadurch ist verhindert, daß der Schutzleiter bei der Bewegung abspringen
kann.
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Schließlich sieht die Erfindung -vor, zur direkten Durchverbindung
einer beliebigen Anzahl von Leitern eine erste Flanschanordnung zur Aufnahme einer
der Anzahl der Leiter entsprechenden Anzahl von Wicklungen fest mit der Gehäuseplatte
verbunden ist, daß eine zweite Flanschanordnung zur Aufnahme einer gleichen Anzahl
von Wicklunger fest mit der Kabeltrommel verbunden ist und daß der Führungsbügel
eine der Anzahl der Leitungen entsprechende Anzahl von Umlenkfthrungen aufweist.
Man kann also eine beliebige Anzahl von Leitern eines mehradrigen Kabels unmittelbar
galvanisch durchverhinden, ohne daß Schwierigkeiten hinsichtlich der Leiterführung
auftreten. Diese Ausft;hrungform der Erfindung ist für Verlängerungskabel zum Anschluß
von Fernsprechapparaten geeignet.
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Ausfürungsfihrungsformen der Erfindung werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erliutert, in denen darstellen: Fig.
1 einen teilweise schematisierten Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer
Wabeltrommel mit einer Leitungskupplung nach der Erfindung,
Fig.
2 einen Schnitt nach der Linie II-TI in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie
III-IIT in Fig. 1, Fig. 4 einen der Fig. 1 entsprechenden Axialschnitt durch eine
abgewandelte Ausfiihrungsform der Erfindung, Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine
weitere Abwandlungsform der Erfindung und Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine Leitungskupplung
zur direkten Durchverbindung einer beliehigen Anzahl von Leitern.
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Die Ausfbhrungsform der Erfindung nach den Figuren 1 bis 3 zeigt
eine Gehäuseplatte 1 mit einem Tragzapfen 2, auf dem eine Welle oder eine Nabe einer
Kabeltrommel 4 drehbar gelagert ist. Die Lagerung ist nur schematisch dargestellt,
ohne daß Einzelheiten der Lagerausbildung erläutert sind.
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Drehfest mit dem Tragzapfen 2 bzw. der Gehäuseplatte 1 sind Spulenfiansche
5, 6 angeordnet, zwischen denen eine einlagige Wicklung 7 eines Schutzleiters a
aufgewickelt ist. Auf der Welle 3 sitzt drehfest im Bezug auf die Kabeltrommel 4
ein Spulenflansch 9. Zwischen diese Spulenflansch 9 und eine Flansch 10 der Kabel
trommel 4 ist cbenfalls eine einlagige Wicklung 11 des Schutzleiters aufgewickelt.
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Die beiden einlagigen Wicklungen sind mit gleichem Wicklungsrichtung
gewickelt, die auch in Figur 3 erkennbar ist. Die Enden der Wicklungen sind durch
eine Leiterschleife 12 einstückig miteinander verbunden. Das innere Ende der Wicklung
11 ist als Schutzleiter 13 in die Kabeltrommel 4 bineingeführt und setzt sich in
dem Schutzleiter des Kabels 14 fort. Die Phasenleiter 15 des Kabels 14 sind über
eine im einzelnen nicht dargestellten Dreilkupplung mit Phasenleitern 16 eines Anschlußkabels
verbunden. Der Schutzleiter 8, der zu der Wicklung 7 aufgewickelte Abschnitt des
Schutzleiters, die Leiterschleife 12, der zu der Wicklung 11 aufgewickelte Abschnitt
des Schutzleiters und der Schutzleiter 13 stellen einen einstückigen Leiter ohne
Leiterverbindungen dar.
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Auf der Welle 3 oder auf dem Tragzapfen 2 ist eine Scheibe 17 frei
drehbar gelagert, die einen Führungsbügel 18 trägt. In dem Führungsbügel 18 ist
eine Umlenkrolle 19 gelagert, deren Drehachse die Achse der Welle 3 senkrecht kreuzt
und über die die Leiterschleife 12 geführt ist. Der Scheitel 20 des Führungsbügels
18 umgreift die Umlenkrolle 19, so daß die Leiterschleife 12 zwischen den Umfang
der ümlenkrolle 19 und dem Scheitel 20 hindurchgeht. Dadurch wird verhindert, daß
die Leiterschleife 12 von der Umlenkrolle 19 abspringen
kann.
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Schließlich ist eine Spiralfeder 21 als Rückholfeder fiir den Führungsbügel
18 vorhanden, Die Spiralfeder ist mit entgtgengesetzter Wicklungsrichtung wie die
Wicklungen 7 und 1 1 des Schutzleiters gewickelt. Das Innenende 22 der Spiralfeder
ist durch ein Befestigungselement 23 mit cer Welle 3 verbunden. Das Befestigungselement
23 kann eine Schraube, eine Nietverbindung, eine Klemmverbindung oder eine Spleißverbindung
sein. Das äußere Ende 24 der Spiralfeder ist durch ein Befestigungselement 25 an
dem Führungsbäge] 18 befestigt und spannt diesen entgegen der Wickiungsrichtung
der Spiralfeder 21 Tor.
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Zur Verdeutlichung ist nochmals darauf hingewiesen, daß die Wick
lungen 7 und 1L jeweils gleiche Wiclungsrichtung aufweisen. Diese Wicklungen sind
nach Figur 3 in Gegenuhrzeigerrichtung aufgewickelt.
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Die Spiralfeder 21 hat nach Figur 2 eine Aufwicklerichtung in Uhrzeigerrichtung.
infolgedessen übt die Spiralfeder 21 auf den Führungsbügel 18 eine Vorspannung in
Gegenuhrzeigerrichtung aus. Die Kerndurchmesser der Wicklungen 7 und 11 sind wesentlich
kleiner als der Kerndurchmesser der Spule 4. Infolgedessen kann -an auf den Wicklungen
7 und 11 eine vergleichsweise große Anzahl von Windungen des Schutzleiters speichern,
so caß durch die Drehkupplung nach der Erfindung eine vergleichsweise große Anzahl
von Drehungen der Kabeltrommel 4 mit großen Wicklungsdurchmesser des Kabels ausgeglichen
werden kann. Infolgedessen kann mit einer kurzen Länge des Schutzleiters eine große
Kabellänge abwickeln. Die begrenzte Drehbarkeit der Leitungskupplung muß selbstvertändlich
auf die Kabellänge, d.h. die Windungszahl des Kabels auf der Kabeltrommel 4 abgestimmt
sein.
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Die Funktion der Leitungskupplung ist folgende: Es sei angenommen,
daß das Kabel auf der Kabeltrommel 4 mit eingegengesetzter Wick lungsrichtung wie
die Wicklungen 7 und 11 des Schutzleiters aufgewickelt ist. Die gesamte Anordnung
ist an einer Gehäuseplatte 1 befestigt oder in eine Gehäuseausnehmung eingebaut.
Es handelt sich z.z.
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um eine Kabeltrommel mit einem ausziehbaren Kabel für einen Staubsauger,
ein anderes Haushalts- oder Küchengerät oder für ein sonstiges elektrisches Gerbt.
Beim Abwickeln des Kabels wird die Kabeltrommel 4 bezogen auf die Figuren 2 und
3 in Uhrzeigerrichtung gedreht. Pabei dreht sich die Wicklung 11 in entsprechender
Weise mit, so daß in Zug auf die Leiterschleife 12 und den Führungsbügel 18 üertragen
wird. Der Führungsbügel 18 wird infolgedessen ebenfalls in Uhrzeigerrichtung mitgenommen,
bewegt sich aber mit geringerer Drehgeschwindig-
leit als die Kabeltrommel
4 und dig Wicklung 11. Der Schutzleiter wird von der feststehenden Wicklung 7 in
dem entsprechenden Maße abgewickelt und auf der Wicklung 11 aufgewickelt. Die notwendige
Leiterlänge gleicht sich selbsttsitig aus, so daß immer unabhangig von den wachsenden
oder steigenden Wicklungsdurchmessern eine entsprechende Kabellänge von der Wicklung
7 auf die Wicklung 11 umgewickelt wird.
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Ri diesem Abwickeln des Kabels auf der Kabeltrommel 4 wird die Spiralfeder
21 gespannt.
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Die Kabel trommel 4 besitzt in Uhlicher Weise eine Aufrollfeder,
die nicht dargestellt ist. Wenn das Kabel auf der Kabeltrommel 4 wieder aufgewickelt
werden soll, wird die Aufrollfeder wirksam. tie Kabeltrommel wird bezogen auf die
Figuren 2 und 3 in Cegenuhrzeigerrichtung gedreht. Dadurch wird auch die Wicklung
11 als Ganzes in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht, so daß ein entsprechender Abschnitt
des Schutzleiters abgewickelt und auf die Wicklung 7 überführt wird. Da der Führungsbügel
18 in Gegenuhrzeigerrichtung vorgespannt ist, wird die Leiterschleife 12 ebenfalls
in Gegenuhrzeigerrichtung gespannt gehalten. Dadurch wird der auf der Wicklung 11
freiwerdende Leiterabschnitt von dem Führungsbügel 18 aufgenommen und der Wicklung
7 abgelegt. Die Verstellung der Führungsbügels 18 erfolgt unter der WirkunG der
Spiralfeder selbstätig jeweils so, daß die Leiterschleife ständig ge-spannt gehalten
ist. Infolgedessen kann der Schutzleiter bei die Leiterschleife 12 mit gleichbleibender
Spannung von der Wicklung 11 auf die Wicklung 7 zurückgewichkelt werden. Der Schutzleiter
ist sowohl auf den Wicklungen 7 und 11 verwindungsfrei aufgewickelt.
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Durch die Überführung des Schutzleiters titer die Leiterschleife 12
können offenbar keinerlei Verwindungen auftreten. Infolgedessen stellt die Erfindung
eine verwindungsfreie Leitungskupplung mit hegrenzter Drehbarkeit sicher. Der Schutzleiter
ist innerhalb der Leitungskwpplung und sogar innerhalb der Kabeltrommel 4 iiherhaupt
nicht unterbrochen. Damit sind alle Sicherheitsanforderungen erfüllt. Eire Unterbrechung
des Schutzleiters kann weder innerhalb der Kabeltrommel noch innerhalb der Leitungskupplung
auftreten.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen abgewandelte konstniktive Ausführungsformen
der Leitungekupplung. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist für die Wicklung 7
mir ein Spulenflansch 6 vorgesehen. Die Gehuseplatte 1 dient als der zweite Spuleuflanseh
9 für diese Wicklung 7.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist die Spiralfeder 21 Sesondert
zwischen dem Spulenfiansch 5 und dem Spul enflansch 26 angeord-
net.
Diese konstruktiven Abwandlungen betreffen die bauliche Gestaltung der Lagerung
und des Aufbaus der Spulenanordnungen, berührer jedoch nicht das Wesen der Erfindung.
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Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung irl Form
einer drehbaren Leitungskupplung für dreiadriges Kabel. Der Tragzapfen 2 trägt insgesamt
vier Spulenflansche 6, zwischen denen insgesamt drei Wicklungen 7,7', 7'' für drei
Leiteradern der eingeführten Leiter 8 angeordnet sind. Auf einer Verlängerung 2'
des Tragzapfens sitzt eine Nabe 3' der Kabeltrommel 4. Diese Nabe 3' tragt ebenfalls
vier Spulenfiansche 9, zwischen denen drei Wicklungen 11, 11', 11'' aufgewickelt
sind. Jeweils zwei Wicklungen 7 und 11, 7' und 11' bzw.
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7" und 11" sind durch eine Leiterschleife 12, 12' bzw. 12" miteinander
verbunden. Jede Leiterschleife 12' ist über eine Umlenkrolle 19 geführt, die in
den Führungsbügel 18 gelagert ist. Der Führungsbügel 38 übergreift mit zwei Schenkeln
27 die Anordnung. Die Schenkel 27 sind jeweils mit Hilfe von Scheiben 28 auf dem
Tragzapfen 2 bzw. der Nabe 3' frei drehbar gelagert Die Leiter 13, 13' und 13''
sind in die Nabe der Kabeltrommel 4 hineingeführt und mit den Adern des Rabels unmittelbar
verbunden durch Klemmen, durch Speißverbindungen, durch Quetschverbindungen oder
degleichen. Zwischen dem innersten Spulenflansch 6 und dem benachbarten Spulenflansch
9 ist die Spiralfeder 21 angeordnet, die den Führungsbügel 18 in der beschriebenen
Weise vorspannt.
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In Fig. 6 ist lediglich eine konstruktive Ausführungform dargestellt.
Die Spulenflansch 6 bzw. 9 können selbstverständlich auch von dem Tragzapfen 2 bzw.
der Nabe 3' abnehmbar ausgebi]det sein. Die Scheiben 28 sind jeweils so ausgebildet,
daß sie auf den Tragzapfen 2 bzw. der Nahe 3' aufgesetzt werden können.
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Man erkennt, daß diese Ausführungsform der Erfindung die numittelbare
Durchverbindung mehrerer Adern bzw. Leiter eines Kabels ermhglicht. Selbstverständlich
kann man in gleicher Weise auch eine noch gröbere Anzahl von Adern, z.B. fi nf,
sieben oder neun Adern eines Kabels fest und verwindungsfrei durchverbinden.
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L e e r s e i t e