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Vorrichtung zur Zugentlastung und Verdrehungs-
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sicherung der Enden von elektrischen Kabeln Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur Zugentlastung und Verdrehungssicherung von elektrischen
Kabeln.
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ui Enden von elektrischen ;-Mbein, die in Gehäuse von Steckern oder
anderen Geräten eingeführt sind, werden in einem Abstand vom Ende des Kabelmantels
eingespannt, um zu verhindern, daß sich auf das Kabel einwirkende Zug- und Drehungsbeanspruchungen
bis zum Ende des Kabelmantels fortpflanzen können. Es ist bekannt, die Kabel zwischen
halbkreisförmigen Aussparungen in Wandabschnitten und U-förmigen Bügeln einzuspannen,
die auf die Stirnseiten der Wandabschnitte geschraubt werden. Die Kabel, deren isolierende
Hüllen eine gewisse elatische Verformung zulassen, werden dabei an die Innenwald
der halbkreisförmigen Aussparung und die Innenwald des Bugels angedrückt. Bei Kabeln
mit kleinerem Durchmesser schützt diese Art der Einspannung im allgemein ausreichend
gegen eine axiale Verschiebung und eine Verdrehung unter dem Einfluß von Zug- und
Verdrehungsbeanspruchungen. Um bei Kabeln mit größeren Durchmessern einen ausreochenden
Schutz zu erreichen, müssen die Auflageflächen groß ausgebildet werden. Bei großen
Auflageflächen ergeben sich sperrige Einspannvorichtungen, die insbesondere bei
steckern unpraktisch sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrrichtung zur Zugentlastung
und Verdrehungssicherung der Enden von Kabeln zu entwickeln die bei geringen Abmessungen
auch für Kabel mit großen Querschnitten eine besonders feste Einspannung hervorruft.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 beschriebenen
Maßnahmen gelost. Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip besteht darin, längs
einer in sich geschlossenen kreisförmigen Strecke auf dem Kanten des Kabels in gleichmäßigen
Abständen an mindestens drei Steilen so hohe Kräfte auf den Kabelmantel zu übertragen,
daß sich dieser um ein gewisses Maß verformt. Diese Verformung führt dazu, daß der
Kabelquerschnitt an der Einspannstelle nicht mehr kreisförmig ist. Aufgrund dieser
Verformung ergibt sich eine feste Verbindung zwischen den Klötzen und dem Kabel.
Um diese Verbindung in
axialer Richtung des Kabels oder durch Verdrehung
zu lösen, müssen außerordentlich hohe Kräfte bzw. Drehmomente einwirken. Mit der
im Anspruch 1 beschriebenen Vorrichtung läßt sich einfach und schnell die Befestigung
des Kabels erreichen. Bedarfsweise kann die Verbindung zwischen dem Kabel und der
Vorrichtung auch schnell gelöst werden.
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Vorzugsweise sind die Klötze an ihren, dem Kabel zugewandten Innenseiten
und an ihren dem Band zugewandten Außenseiten abgerundet.
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Durch die Abrundung werden die Gleiteigenschaften zwischen dem Band
und den Klötzen verbessert. Zur überwindung der Reibung zwischen dem Band und den
Klötzen beim Reduzieren des Durchmessers des Bands sind daher nur geringe Kräfte
notwendig. Die durch das Spannen des Bands erzeugte Kraft wird daher nahezu vollständig
auf das Kabel übertragen.
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Durch die abgerundeten Seiten wird der Kabelmantel nur stetig verformt,
d. h. es treten keine Ecken oder Kanten in der Oberfläche des Kabels auf. Damit
läßt sich eine im wesentlichen elastische Verformung des Kabelmantels erzielen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Klötze als Zylinder
ausgebildet dere Längsachsen ungefähr parallel zur Kabel längsachse verlaufen. Beim
Zusammenziehen des Bands auf kleinere Durchmesser können die Zylinder eine Drehung
um ihre Achsen ausführen. Dies vermindert den beim Zusammenziehen des Bands erforderlichen
Kraftaufwand.
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Es ist günstig, wenn die Klötze an ihren, deM Band zugewandten Seiten
jeweils beiderseits der Auflagefläche des Spannbands mit Führungsvorsprüngen versehen
sind. Durch die Führungsvorsprünge werden die Klötze gegen eine seitliche Verschiebung
gegenüber dem Band geschützt. Die Klötze nehmen daher gegenüber dem Band immer eine,eine
optimale Krafteinleitung gewährleistende Lage ein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Hülle und die Klötze
aus einem festen Isolierstoff, während das Band aus Metall besteht. Mit dem Metallspannband
können bei relativ geringem Querschnitt und in Verbindung damit kleinem Raumbedarf
große Kräfte erzeugt und auf die Klötze übertragen werden, die im wesentlichen auf
Druck beansprucht werden. Die Klötze, von denen z. B. nur drei benötigt werden,
werden zweckmäßigerweise mit größeren Querschnitten ausgebildet; so daß eine großflächige
Kraftübertragung bzw. eine geringere Flächenpressung zwischen den verschiedenen
Teilen der Einspannvorrichtung auftritt.
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Vorzugsweise enthält die Hülle einen kegelstumpfförmigen ersten Abschnitt,
in dessen Wänden Aussparungen für die Klötze vorgesehen sind, und einen an den ersten
Abschnitt angrenzenden, zylindrischen zweiten Abschnitt, in dessen Zylindermantel
eine Nut mit einem Dichtring vorgesehen ist.
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Mit dem zylindrischen Abschnitt wird die Hülle in eine hohlzylindrische
Öffnung am Stecker bzw. am Gehäuse eingesetzt. Der Dichtring dient zur Abdichtung
des Ringspalts zwischen der öffnung und dem zweiten Abschnitt.
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Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist das Ende eines
Anschlußkabels für die zentrale Bordnetzversorgung von Flugzeugen in der Hülle an
den Klötzen befestigt, wobei der zylindrische Abschnitt in eine öffnung eines Steckers
eingefügt und mittels Schrauben befestigt ist. Am Boden abgestellte Flugzeuge werden
während der Zwischenlandungen häufig von zentralen Bordnetzversorgungsanlagen mit
400 Hz Drehstrom versorgt. Je nach Flugzeugtyp wird eine Leistung von 70 bis 100
KVA benötigt. Die Anschlußkabel für die Flugzeuge haben daher große Durchmesser
von etwa 50 mm. In den Anschlußkabeln befinden sich neben den 400 Hz Stromleitungen
noch mehrere Steuerleitungen. Zum Verstauen des Anschlußkabels werden Vorrichtungen
verwendet, wie sie in dem DE - GM 84 16 520 beschrieben sind. Auf die vorstehend
beschriebene Art lassen sich die relativ schweren, flexiblen Anschlußkabel zugentlastet
und verdrehungssicher an den Steckern befestigen. In den Steckern werden die abisolierten
Enden der verschiedenen Leiter des Anschlußkabels jeweils an die Steckbuchsen angeschlossen.
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Es ist vorteilhaft, im Abstand vom Stecker ein Gehäuse mit Steuertastern
vorzusehen, wobei der zum Stecker verlaufende Kabelabschnitt des Anschlußkabels
und der zur Verstauvorrichtung verlaufende Abschnitt des Anschlußkabels jeweils
mit der oben beschriebenen Vorrichtung zugentlastet und verdrehungssicher in das
Gehäuse eingeführt sind. Durch die Trennung des Steckers vom Gehäuse für die Steuerung
beispielsweise des Antriebsmotors der Verstauvorrichtung oder des 400 Hz - Wechselrichters
wird die Handhabung des Anschlußkabels erleichtert. Der Stecker kann einfacher und
kleiner ausgebildet sein, so daß er mit weniger Aufwand in das Gegensteckelement
am Flugzeug eingefügt werden kann.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere
Merkmale
sowie Vorteile ergeben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur
Zugentlastung und Verdrehungssicherung der Enden von elektrischen Kabeln, Fig. 2
einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung längs der Linien
I - I Fig. 3 eine Seitenansicht einer mit einem Stecker eines Anschlußkabels für
die zentrale Bordnetzversorgung eines Flugzeugs verbundenen Vorrichtung zur Zugentlastung
und Verdrehungssicherung der Enden des Anschlußkabels, Fig. 4 eine Seitenansicht
einer anderen Ausführungsform einer mit einem Stecker eines Anschlußkabels für die
zentrale Bordnetz versorgung eines Flugzeugs verbundenen Vorrichtung zur Zugentlastung
und Verdrehungssicherung der Enden des Anschlußkabels in auseinandergezogenem Zustand,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Steckers für die zentrale Bordnetzversorgung von
Flugzeugen, der über ein zugentlastet und verdrehungssicher befestigtes Kabel stück
mit einem Steuergehäuse verbunden ist, das über ein zugentlastet und verdrehungssicher
am Steuergehäuse befestigtes Kabelstück mit einer Verstauvorrichtung verbunden ist,
Fig. 6 eine Ansicht eines zur Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 gehörigen Klotzes von
oben. Eine Vorrichtung 1 zur Zugentlastung und Verdrehungssicherung des Endes eines
elektrischen Kabels 2 enthält eine Hülle 3, die sich aus einem ersten Abschnitt
4 und einem zweiten Abschnitt 5 zusammensetzt. Die Hülle 3 besteht aus einem festen
Isolierstoff. Der Abschnitt 4 hat eine Kegelstumpfform. Im Innern weist der Abschnitt
4 eine kegelstumpfförmige Aussparung 6 auf. Die Kegelstumpfspitze des Abschnitts
4 geht in den zylindrischen Abschnitt 5 über, der einen äußeren Durchmesser hat,
der größer als der Durchmesser der nicht näher bezeichneten Kegelstumpfspitze des
Abschnitts 4 ist.
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Im Innern des Abschnitts 5 ist eine hohizylindrische, nicht näher
dargestellte Aussparung vorgesehen, deren Durchmesser demjenigen der Aussparung
6 an der Kegelstumpfspitze entspricht. Auf der Mantelseite enthält der Abschnitt
5 eine Nut 7, die sich ringförmig konzentrisch zur Mittelachse des Abschnitts 5
erstreckt. In die Nut 7 ist ein Dichtring 8, z. B. aus Gummi oder einem elastischen
Kunststoff, eingelegt. In der Wand des Abschnitts 4 befinden sich vier Durchlaßöffnungen
9, 10, 11 und 12, die den gleichen Querschnitt haben. Die Durchlaßöffnungen sind
längs einer kreisförmigen Strecke auf der Außenseite des Abschnitts 4 im gleichmäßigen
Abstand voneinander angeordnet. In den Durchlaßöffnungen 9 bis 12 sind jeweils gleich
ausgebildete Klötze 13, 14, 15 und 16 radial zur Mitte des Abschnitts 4 bewegbar
angeordnet. Die Klötze 13 bis 16 weisen jeweils abgerundete Außenseiten 17 und abgerundete
Innenseiten 18 auf. Einer der Klötze 13 bis 16, nämlich der Klotz 13, ist in Fig.
6 für sich dargestellt.
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Die abgerundete Außenseite 17 ist aus Fig. 6 zu ersehen. Neben der
abgerundeten Außenseite 17 und der Innenseite 18 enthalten die Klötze 13 bis 16
jeweils ebene Längsseiten 19 und ebene Stirnseiten 20. Die Stirnseiten 20 liegen
in Ebenen, die in etwa parallel zu der Basisfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts
4 verlaufen. An den an die Stirnseiten 20 angrenzenden Rändern der Außenseite 17
sind Führungsvorsprünge 21 vorhanden.
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über die abgerundeten Außenseiten 17 ist ein Band 22 aus Metall, z.
B.
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Stahl, geführt, dessen eines Ende fest mit einem Metallblock 23 verbunden
ist. Im Metallblock 23 ist eine Schraube 24 drehbar gelagert. Das Band 22, im folgenden
auch Metallband genannt, hat auf seiner Außenseite zahnartige Vorsprünge 25, die
schräg zur Längsachse 26 der Abschnitte 4 und 5 verlaufen. Die Gewindegänge der
Schraube 24 greifen in die Vorsprünge 25 des durch den Metallblock 23 hindurchgeführten
Metallbands 22 ein, dessen anderes Ende 27, aus dem Metallblock 23 herausragt. Bei
der Drehung der beispielsweise mit einem Zylinderkopf versehenen Schraube 24 werden
die Vorsprünge 25 in axialer Richtung der Schraube 24 bewegt. Hierbei ändert sich
die radiale Ausdehnung bzw. die Schleifengröße des mittels des Metallblockes 23
zu einem Ring verbundenen Metallbands 22. Einrichtungen der vorstehend beschriebenen
Art werden beispielsweise als Schlauchbinder verwendet. Der Metallblock 23 bildet
mit der Schraube 24 eine Bandverschiebungseinrichtung.
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Das Metallband 22 befindet sich auf den Außenseiten 17 zwischen den
Führungsvorsprüngen 21. Beim Spannen des Metallbands 22 mittels Drehung der Schraube
24 kann das Metallband 22 daher nicht von den Klötzen 13 bis 16 in Richtung der
Stirnseiten über die Ränder hinwegrutschen. Die Klötze 13 bis 16 bestehen aus Isolierstoff.
Um die Klötze 13 bis 16 unverlierbar in den Durchlaßöffnungen 9 bis 12 zu halten,
ist
es zweckmäßig, die Klötze 13 bis 16 iirt reich der Innenseiten
18 so stark auszubilden, daß sie nicht durch die durchlaßöffnungen 9 bis 12 radial
nach außen verschoben werden können. Beispielsweise können die Klötze 13 bis 16
jeweils an den Stirnseiten 20 Vorsprünge 28 aufweisen, wobei der Abstand zwischen
den Stirnseiten der Vorsprünge 23 größer als die Länge der Durchlaßöffnungen 9 bis
12 ist.
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Das Kabel 2 wird wie folgt in der Vorrichtung 1 zugentlastet und verdrehungssicher
eingespannt: Das Kabel 2, z. B. ein Anschlußkabel für die zentrale Bordnetzversorgung
von abgestellten Flugzeugen, wird rit seinem End> durch die Aussparung 6 hindurchgeführt.
Die nicht dargestellten abisolierten Adern des Kabels 2 können anschließend beispielsweise
an Steckbuchsen eines Steckers befestigt werden. Danach wird der zylindrische Abschnitt
5 in eine entsprechende Öffnun3 im Steckergehäuse eingeführt und in dieser Stellung
befestigt. Mit dem Dichtring 8 wird dabei der Spalt zwischen dem Abschnitt 5 und
der Innenwand der Öffnun des Steckergehäuses verschlossen.
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Sodann wird die Schraube 24 in diejenige Richtung gedreht, die der
Verminderung der radialen Ausdehnung des Metallbands 22 zugeordnet ist. Durch die
Verminderung der radialen Ausdehnung des Metallbands 22 werden die Kiötze 13 bis
16 radial nach innen verschoben. Dabei werden die Klötza 13 bis 16 gegen den Mantel
29 des Kabels 2 gedrückt. Über das Metallband 22 kann eine relativ große Kraft auf
die Klötze 13 bis 15 übertragen werden. Unter dem Einfluß der von den Klötzen 13
bis 15 auf das Kabel 2 ausgeübten Kräfte verforrnt sich die zylindrische Außenfläche
des Kabels 2. Es bilden sich Vertiefungen 30 an denjenigen Stellen, an denen die
Innenseiten 18 den Mantel 29 des Kabels 2 berühren. Zwischen den Klötzen 13 bis
16 wird das Kabel 2 fest eingespannt. Unter der; Eitffluß der von den Klötzen 13
bis 16 ausgehenden Kräfte wird das Kabel auch in einer Weise ausgerichtet, daß die
starken Adern 31 aus den Bereichen nahe an den Innenseiten 18 der Klötze 13 bis
15 ein Stück verdrängt werden. Dieser Fall ist in Fig. 2 dargestellt. Durch diesen
Effekt wird die Bildung der Vertiefungen 30 erleichtert. Aufgrund der gleichmäßig
längs einer geschlossenen Strecke auf dem Umfang des Kabels 2 verteilt-r Vertiefungen
30 wird eine aui3erordentlich feste Verbindung zwischen den Klötzen 13 bis 16, dem
Abschnitt 4 und ein Metallband 22 erreicht
Sowohl Drehmomentbeanspruchungen,
als auch Zug- oder Druckbeanspruchungen im Kabel 2 können daher diese feste Verbindung
nicht lösen.
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Das Ende des Kabels 2 ist somit zugentlastet und verdrehungssicher
in der Vorrichtung 1 eingespannt.
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In Fig. 3 ist eine Vorrichtung 1 in eine öffnung eines Gehäuses 32
eines Steckers 33 eingesetzt, der für die zentrale Bordnetzversorgung von abgestellten
Flugzeugen bestimmt ist. Das Kabel 2 gemäß Fig. 2 ist z. B. ein flexibles Versorgungskabel
mit einem Außendurchmesser von 46 mm. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung
1 eignet sich besonders gut für flexible Kabel, wie sie als Anschlußkabel für die
zentrale Bordnetzversorgung von Flugzeugen verwendet werden. In denjenigen Teil
des Gehäuses 32, der den Abschnitt 5 umgibt, sind Stifte 34 eingesetzt, die in die
Nut 7 ragen. Durch die Stifte 34 wird die axiale Lage des Abschnitts 5 im Gehäuse
32 fixiert. Zur Befestigung des Abschnitts 5 im Gehäuse 32 können nicht näher dargestellte
Schrauben verwendet werden.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform einer mit einem Stecker
eines Anschlußkabels für die zentrale Bordnetzversorgung eines Flugzeugs verbundenen
Vorrichtung ist der Abschnitt 4 nur schwach kegelstumpfförmig ausgebildet. Gleiche
Elemente der Fig. 1 bis 4 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zwischen
den Abschnitten 4 und 5 ist bei der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung 1 eine Nut
39 vorgesehen, in der die Durchlaßöffnungen 9 bis 12 angeordnet sind. In Fig. 4
ist eine der Durchlaßöffnungen, nämlich 9, dargestellt.
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In die Durchlaßöffnungen werden Zylinderkörper 40 mit abgeschrägten
Kanten an den Stirnseiten eingesetzt. Die Nut 39 hat an ihren Seitenwänden je einen
Absatz 41. Die Absätze 41 haben gleich große Durchmesser, die den kleinsten Durchmesser
festlegen, den das Band 22 annehmen kann. Die Breite der Nut 39 ist an die Breite
des Bands 22 angepaßt.
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Der Stecker 33 enthält das Gehäuse 32 aus Kunststoff. Im Gehäuse 32
befindet sich ein nach einer Stirnseite hin offener Hohlraum 42. An der Stirnseite
ist ein hohlzylindrischer Abschnitt vorgesehen, in den der Abschnitt 5 zum überwiegenden
Teil hineinragt, wenn die Vorrichtung 1 mit dem Stecker 33 verbunden ist. Das Gehäuse
32 enthält weiterhin einen vorderen Teil 44, in dem sich parallele Bohrungen 45
befinden. Die Bohrungen 4i erstrecken sich vom Hohlraum 42 bis zur Stirnseite des
Teils 44. In die Bohrungen werden Buchsen 47 eingesetzt,
die zur
Aufnahme der Steckerstifte am jeweiligen Flugzeug vorgesehen sind.
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Die Buchsen 47 raden jeweils an einem Ende in den Hohlraum 42. An
diesen Enden sind die Enden der Leiter des Anschlußkabels befestigt. Wenn die Verbindung
zwischen den Enden der Leiter des Anschlußkabels und den Enden der Buchsen 47 hergestellt
ist, wird die Vorrichtung 1 in den Abschnitt 43 eingesetzt. Die Vorrichtung 1 wird
am Gehäuse 32 befestigt. Danach wird der Hohlraum 42 mit einem isolierenden Kunststoff
vergossen. Als Kunststoff wird z. B. Silikon verwendet. Durch den Kunststoff wird
das Innere des Steckers 33 wasserdicht. Am Teil 44 wird ein hülsenförmiges Führungselement
48 befestigt, das die Buchsen 47 überragt.
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In Fig. 5 ist ein Stecker 33 mit einer Vorrichtung 1 verbunden, mit
der ein Kabelabschnitt 35 zugentlastet und verdrehungssicher in den Stecker 33 eingeführt
ist. Bei dem Kabelabschnitt 35 handelt es sich um ein Stück eines Anschlußkabels
für die zentrale Bordnetzversorgung von Flugzeugen.
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Das zweite Ende des Kabelabschnitts 35 ist über eine weitere Vorrichtung
1 im Gehäuse 36 mit Steuertastern 37 eingeführt. Das Gehäuse 36 ist mit einer zusätzlichen
Vorrichtung 1 verbunden, mit der das Anschlußkabel 38, das von einem Wechselrichter
gespeist wird, zugentlastet und verdrehungssicher in das Gehäuse 36 eingeführt ist.
Über die Steuertaster 37 kann z. B. der Antriebsmotor für die Verstauvorrichtung
und/oder der Wechselrichter des Anschlußkabels 38 bedarfsweise ein- und ausgeschaltet
werden. Es ist nicht erforderlich die Steuermittel für den Antriebsmotor in den
Stecker 33 aufzunehmen. Durch die Zugentlastung und Verdrehungssicherung mit den
Vorrichtungen 1 ist es möglich, den Stecker 33 getrennt vom Gehäuse 36 mit den Betätigungselementen
für die Verstauvorrichtung und den Wechselrichter auszubilden. Hierdurch wird die
Handhabung sowohl des Steckers 33 als auch des Gehäuses 36 erleichtert.
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Bezugszeichenliste 1 = Vorrichtung 2 = Kabel 3 = Hülle 4 = Abschnitt
5 = Abschnitt 0 = Aussparung 7 = Nut 8 = Dichtring 9 = Durchlaßöffnug 10 = Durchlaßöffnug
11 = Durchlaßöffnug 12 = Durchlaßöffnug 13, 14, 15 und 16 = Klotz 17 = Außenseite
1 .t = Innenseite 19 = Langsseite 20 = Stirnseite 21 = Führungsvorsprung 22 = Band
23 = Metallblock 24 = Schraube 25 = Vorsprung 26 = Längsachse 27 = Ende 28 = Vorsprung
29 = Mantel
30 = Vertiefung 31 = Ader 32 = Gehäuse 33 = Stecker
34 = Stift 35 = Kabelschnitt 36 = Gehause 37 = Steuertister 38 = Anschlußkabel 39
= Nut 40 = Zylinderkörper 41 = Absatz 42 = Hohlraum 43 = Abschnitt 44 = Teil 45
= Bohrung 46 = Stirnseite 47 = Buchse 48 = Führungselement
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