DE3638211C2 - Endverschluß an einer schweren Kunststoffleitung für den Untertagebetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Endverschluß an einem Ende einer schweren, vorzugsweise geschirmten Kunststoffleitung, insbesondere für den bergbaulichen Betrieb Untertage, der abgedichtet mit einer Einführung verbindbar ist.

Bisher war es üblich, die Enden derartiger Leitungen für Spannungen bis zu 6 KV und Querschnitten zwischen 16 und 35 mm² in der Weise in die Anschlußkästen einzuführen, daß zunächst in üblicher Weise die einzelnen Leiter durch stu­ fenweises Absetzen der einzelnen Mantellagen freigelegt werden. Anschließend wird der von der Anschlußtrompete der Einführung überdeckte Teil wieder umwickelt, so daß eine ausreichende Anlagefläche für den in der Kabeldurchführung der Einführung angeordneten Dichtungsring vorhanden ist. Diese Konfektionierung ist nicht nur arbeitsaufwendig, son­ dern birgt auch das Risiko, daß keine zuverlässige Abdich­ tung bewirkt wird, so daß die geforderte explosionssichere Ausführung nicht gewährleistet ist. Hinzu kommt noch, daß derartige Montagearbeiten Untertage unter erschwerten Bedin­ gungen durchzuführen sind. Weitere Schwierigkeiten bestehen dann, wenn Leitungen mit unterschiedlichen Leiterquerschnit­ ten eingesetzt werden.

Aus DE-U-82 18 763.0 ist es für flexible Kunststoffkabel zur Verwendung an elektronischen Schaltungen von Meßumformern bekannt, auf das freie Kabelende eine konisch-zylindrische Tülle aufzuschieben und den zwischen dem Kabelende und der Tülle verbleibenden Raum mit einer entsprechenden Vergußmasse gas- und dampfdicht zu vergießen. Hierdurch soll ein Anschlußende geschaffen werden, das mit Hilfe einer Überwurfmutter fest und dicht mit der Anschlußdose eines Meßumformers verbunden werden kann. Ein derartiger Endverschluß ist jedoch nur für dünne flexible Endleitungen, jedoch nicht für schwere Kunststofflei­ tungen einsetzbar, über die hohe elektrische Leistungen über­ tragen werden müssen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Endver­ schluß der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, durch den eine zuverlässige Abdichtung der Einführung im Bereich der Leitungseinführung gewährleistet ist, auch bei Leitungen mit unterschiedlichem Leiterquerschnitt und dar­ über hinaus die Handhabung beim Anschließen derartiger Lei­ tungen erleichtert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Ein derartiger Endverschluß hat den Vorteil, daß über die zylindrische Außenfläche des Endteils eine definierte Anlagefläche für die Dichtung der Einführung zur Verfügung steht. Durch die Gießharzfüllung im Innenraum ist das Leitungsende, anders als bei einem Umwickeln mit Band, nicht mehr verformbar, so daß die Dichtung an der Einführung mit einer definierten und reproduzierbaren Verpressung die Leitungseinführung in der Einführung abdichtet und so die für den Unter­ tagebetrieb bedeutsame EX-Sicherung bietet. Der Abstand des Zwischenteils mit geringerem Durchmesser vom freien Ende ist hierbei so bemessen, daß er bei in die Einführung eingeschobenem Endverschluß im Bereich der üblichen fensterartigen Ausnehmung der Anschlußtrompete liegt, die von der Verdrehsicherung überdeckt wird. Da die Verdrehsi­ cherung brückenartig ausgebildet ist, in diese Ausnehmung eingreift und mit zwei Schrauben quer zur Achse der Anschluß­ trompete festgezogen wird, liegt die brückenartige Innenflä­ che der Verdrehsicherung auf der Außenfläche des Zwischen­ teils mit geringerem Durchmesser auf, so daß bei verspannter Verdrehsicherung eine in Axialrichtung wirkende formschlüs­ sige Festlegung des Endverschlusses in der Anschlußtrompete und damit eine Zugentlastung erreicht wird. Etwaige auf die Leitung wirkende Zugkräfte werden nun mechanisch von der Verdrehsicherung aufgenommen, so daß keine Axialkräfte mehr auf die Dichtung wirken können. Der am anderen Ende der Hülse angeordnete Anschlagring, der einen größeren Außen­ durchmesser aufweist als der zylindrische Endteil im Bereich der Dichtung, dient hierbei als Einschubbegrenzung, da mit seinem Außenumfang der Anschlagring dann an der Innenfläche der Anschlußtrompete zur Anlage kommt und damit das Leitungs­ ende mit einer definierten Länge in die Einführung ein­ geschoben und somit sichergestellt ist, daß das in den An­ schlußkasten hineinragende Ende der Hülse um ein definiertes Maß die Kante der Einschubbohrung nach innen überragt und damit auch der Kantenschutz gewährleistet ist.

In Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Innendurchmesser der Hülse vom freien Leitungsende her stufenweise sich vergrößert und zwar ausgehend von einer ersten Stufe, die sich bis in den Bereich des Zwischenteils erstreckt, einer anschließenden zweiten Stufe, die sich bis an den Bereich des Anschlagringes erstreckt und einer dritten Stufe, die den vom Anschlagring überdeckten Bereich umfaßt. Die Durchmesserabstufung ist hierbei so gewählt, daß der Durchmesser im Bereich der dritten Stufe nur gering­ fügig größer ist als der Außendurchmesser der Leitung selbst, während die zweite Stufe den Bereich des Leitungsendes über­ deckt, in dem der äußere Leitungsmantel abgesetzt ist, wobei der Innendurchmesser in dieser zweiten Stufe so gewählt ist, daß eine ausreichende Gießharzummantelung des abgesetz­ ten Bereichs in dieser Zone gewährleistet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Innenraum der Hülse im Bereich ihres größten Innen­ durchmessers wenigstens ein nach innen vorspringender An­ schlagzapfen angeordnet ist. Diese Ausgestaltung bietet eine erhebliche Vereinfachung für das Anbringen der Hülse, da feststehende Maße für das Freilegen durch stufenweises Absetzen bis zum Freilegen der einzelnen Leiter vorgegeben werden können, da die Anschlagzapfen so weit in den Innen­ raum der Hülse hineinragen, daß beim Aufschieben der Hülse die Stirnkante des Außenmantels der Leitung an diesem An­ schlagzapfen zur Anlage kommt und somit eine definierte Positionierung der Hülse auf dem Innenmantel gewährleistet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an der Innenwand der Hülse in dem vom Anschlagring über­ deckten Bereich mehrere axial ausgerichtete, radial nach innen vorspringende Stege angeordnet sind. Durch diese Stege wird eine Zentrierung der Hülse auf dem Leitungsmantel er­ reicht und zugleich ein Freiraum zwischen der Innenwandung der Hülse und der Außenfläche des Leitungsmantels freige­ halten, in den dann beim Vergießen das Gießharz eindringen kann und somit die aufgeschobene Hülse mit dem Außenmantel der eingeschobenen Leitung ähnlich einer Verklebung verbunden ist, so daß der Endverschluß auch in Längsrichtung dicht ist.

In Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Anschlagring an seinem freien Ende in eine gegen den Leitungsmantel gerichtete umlaufende Lippe ausläuft. Beim Aufschieben der Hülse legt sich die freie Kante der Lippe an der Außenfläche des Mantels an, so daß nur ein geringer Spalt verbleibt. Zum Ausgießen der Hülse vom freien Leitungs­ ende her kann der verbleibende freie Spalt in einfacher Weise mit einem Klebeband oder dgl. abgedichtet werden.

Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Lippe mit wenigstens einer Ausnehmung versehen ist, so daß einerseits keine Luft­ polster entstehen können und zum anderen das vollständige Auffüllen der Hülse dadurch kontrollierbar wird, daß man eine geringfügige Gießharzmenge durch die Ausnehmung austre­ ten läßt. Zweckmäßigerweise sind zwei einander gegenüberlie­ gende Ausnehmungen vorgesehen. In Ausgestaltung der Erfin­ dung ist hierbei ferner vorgesehen, daß der Innenraum des Endteils im Bereich seines freien Endes sich konisch erwei­ tert. Hierdurch wird der Gießvorgang erleichtert.

Für einen Endverschluß der im Anspruch 8 angegebenen Bauweise wird im Rahmen der Erfin­ dung vorgeschlagen, daß die Knickschutzhülse aus einem ela­ stomeren Kunststoffmaterial, vorzugsweise PVC besteht und daß das dem freien Leiterende zugekehrte Ende der Knickschutzhülse ein nach innen gerichteten, umlaufenden, am Leitermantel unter Vorspannung anliegenden Kragen auf­ weist. Zum Schutz der Isolierummantelung der aus der Gieß­ harzfüllung herausgeführten einzelnen Leiterenden gegen Beschädigungen im Bereich der anliegenden, harten Gießharz­ kante, sind derartige Knickschutzhülsen erforderlich. Um jedoch die geforderte Längsabdichtung zu bewirken, muß eine innige Verbindung zwischen dem Gießharz und dem Material der Knickschutzhülse gegeben sein, so daß hier nur elastomere Kunststoffe eingesetzt werden können, da Gummiwerkstoffe mit dem Gießharz nicht die erforderliche Verbindung eingehen. Kunststoffe lassen sich zwar nachgiebig verformen, so daß die frei aus dem Endverschluß herausragenden Leiterenden in der üblichen Weise seitlich ausgebogen werden können. Aufgrund der im Vergleich zu Gummi nur beschränkten elasti­ schen Eigenschaften derartiger Kunststoffe ergibt sich hierbei jedoch der Nachteil, daß der Leiter zwar seitlich ausgebogen werden kann, hierbei aber das freiliegende Ende der Knick­ schutzhülse aufgeweitet wird und hierbei ein Spalt öffnet, in den dann Feuchtigkeit, Staub etc. eindringen kann und so Kriechströme fließen können, die letztlich zur Zerstörung der Leitung in diesem Bereich führen. Bildet man nun erfin­ dungsgemäß derartig aus einem elastomeren, mit dem Gießharz sich verbindenden Kunststoffmaterial hergestellten Knick­ schutzhülsen in der erfindungsgemäßen Weise aus, dann liegt die freie Kante der Knickschutzhülse unter einer derart hohen Vorspannung auf dem Isoliermantel des betreffenden Leiterendes auf, daß beim seitlichen Ausbiegen die - bezogen auf den Biegeradius - auf der Außenseite liegende Kante in den hier in Betracht kommenden Bereichen immer noch dich­ tend anliegt und so den Eintritt beispielsweise von Staub­ partikeln verhindert.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Endver­ schluß und die Leitungseinführung eines Anschlußkastens,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine leere Hülse gem. der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine leere Hülse gem. der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Knickschutzhülse im Längsschnitt.

In Fig. 1 ist die Einführungsöffnung für eine Leitung in eine EX-geschützte Einführung 1 für den Einsatz im Unter­ tagebergbau im Schnitt dargestellt. Die Einschuböffnung 2 weist einen nach außen hin gerichteten Ansatz 3 auf, an dem ein Dichtungsring 4 aus Gummi anliegt. Der nach außen hin erweiterte Teil 5 der Einschuböffnung ist mit einem Gewinde versehen, in das der zylindrische Teil einer sogenannten Trompete eingeschraubt werden kann.

Die Trompete 6 ist in ihrem mittleren Bereich mit einer querverlaufenden fensterartigen Ausnehmung 7 versehen, die durch einen brückenartigen Riegel 8 abgeschlossen wird, der mit Hilfe von zwei Schrauben 9 festgelegt wird. Am Quer­ riegel 8 ist eine Nase 10 angeordnet, die bei festgeschraub­ tem Querriegel 8 auf Anlageflächen 11 an der Außenseite der Einführung 1 anliegt und damit eine Verdrehsicherung für die Trompete 6 bildet. Aufbau und Funktionsweise der Trompete 6 sind bekannt und nicht Gegenstand der vorliegen­ den Erfindung.

Die anzuschließende Leitung 12, beispielsweise eine 6 KV-Leitung mit einem Leitungsquerschnitt von 35 mm², wird nun in üblicher Weise stufenweise abgeschält, so daß die im Schaltkasten anzuschließenden Leiter 13 freiliegen.

Auf das abgeschälte Leitungsende wird nun eine Hülse 14 aufgeschoben, die nach dem Vergießen der verbleibenden Frei­ räume 15 zwischen Hülsenwandung und Leitungsende den Endver­ schluß bildet. Die rohrförmige Hülse 14, die vorzugsweise aus PVC hergestellt ist, weist einen zylindrischen, dem freien Leitungsende zugekehrten Endteil 16 auf, dessen Außen­ fläche 17 als Anlagefläche für die Dichtung 4 dient. Mit Abstand vom freien Ende ist dieser zylindrische Endteil 16 mit einem Zwischenteil 18 versehen, der einen geringeren Außendurchmesser aufweist als die benachbarten Bereiche. Der Abstand zum freien Ende der Hülse ist hierbei so gewählt, daß dieser Zwischenteil im Bereich der fensterartigen Ausneh­ mung 7 der Trompete 6 liegt. An ihrem, dem freien Leitungs­ ende abgekehrten Ende ist die Hülse mit einem Anschlagring 19 versehen, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Endteil 16. Der vom Anschlagring 19 überdeckte Bereich liegt hierbei auf dem Außenmantel 20 der Leitung 12 auf.

An der Innenwandung der Hülse sind im Übergangsbereich zwi­ schen Anschlagring und anschließendem Endteil wenigstens zwei, vorzugsweise vier nach innen vorspringende Anschlag­ zapfen 21 vorgesehen, die so weit in den Innenraum herein­ ragen, daß die Stirnkante 22 des Außenmantels 20 beim Auf­ schieben der Hülse hieran zur Anlage kommt.

Der vom Anschlagring 19 überdeckte Bereich zwischen den Anschlagzapfen 21 und dem freien Hülsenende weist ferner mehrere axial ausgerichtete, radial nach innen vorspringende Stege 23 auf, durch die die aufgeschobene Hülse auf dem Außenmantel 20 zentriert wird.

Der Anschlagring 19 läuft an seinem freien Ende in eine gegen den Außenmantel 20 gerichtete umlaufende Lippe 24 aus, die im Randbereich zweckmäßigerweise mit wenigstens einer Ausnehmung 25 versehen ist.

Nach dem Aufschieben der Hülse 14 in der dargestellten Weise wird vom freien Leitungsende her der freie Raum 15 mit Gieß­ harz ausgegossen, so daß sich eine feste Verbindung zwischen der Leitung und der Hülse 14 ergibt. Durch die beim Gießvor­ gang untenliegende Ausnehmung 25 ist gewährleistet, daß kein Luftpolster entsteht. Nach dem Erstarren des Gießharzes ergibt sich ein kompakter, fester Endverschluß, der auch in radialer Richtung als starres Gebilde ausgebildet ist. Das so konfektionierte Leitungsende wird nun beim Anschluß von außen über die Trompete 6 in den Anschlußkasten einge­ führt und zwar so weit, bis der Anschlagring 19 an der Innen­ wandung der Trompete anliegt. Bei entsprechender Dimensionie­ rung ist auf diese Weise gewährleistet, daß im Innern des Anschlußkastens das freie Ende der Hülse 14 die Kante der Einschuböffnung 2 überragt. Anschließend wird nun die zu­ nächst lose eingeschraubte Trompete 6 fest mit der Einfüh­ rung verschraubt und hierbei die Dichtung 4 unter Verpres­ sung auf die Anlagefläche 17 des zylindrischen Endteils der Hülse 14 gedrückt, so daß die Einführungsöffnung 2 hermetisch abgedichtet ist. Anschließend wird dann der brückenförmige Querriegel 8 fest verschraubt, so daß die Nase 10 an der Anlagefläche 11 festgelegt wird und damit die Trompete 6 gegen weiteres Verdrehen gesichert ist. Der Querriegel 8 liegt hierbei auf dem Zwischenteil 18 auf und bewirkt so in Axialrichtung eine formschlüssige Verbindung, so daß sich hier eine definierte Zugentlastung für das ange­ schlossene Leitungsende ergibt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils im Querschnitt durch die dargestellte Hülse die Anordnung der Anschlagnasen 21 und der Stege 23.

Da die Leiterenden 13 zunächst axial und parallel aus der festen Gießharzmasse herausragen, müssen diese entsprechend der Lage der zugehörigen Anschlußklemmen seitlich ausgebogen werden. Zu diesem Zwecke sind auf die einzelnen Leiterenden Knickschutzhülsen 26 vor dem Ausgießen mit Gießharz so weit auf die Leitungsenden aufgeschoben, daß sie teilweise vom Gießharz überdeckt werden. Um eine gute Einbindung zu er­ reichen, sind auch diese Knickschutzhülsen 26 aus einem entsprechenden Kunststoff, beispielsweise PVC hergestellt.

Derartige Knickschutzhülsen sind zwar grundsätzlich bekannt. Da Knickschutzhülsen aus gummielastischen Werkstoffen mit dem Gießharz keine Bindung eingehen, andererseits Hülsen aus verformbaren Kunststoffen, beispielsweise PVC, zwar nachgiebig verformbar sind, jedoch nur eine geringe Elastizi­ tät aufweisen, ergibt sich beim seitlichen Ausbiegen der Leitungsenden bei einfachen rohrförmigen Knickschutzhülsen der Nachteil, daß das außenliegende freie Ende konisch auf­ geweitet wird, so daß in den Zwischenraum zwischen dem Iso­ liermantel des Leiters einerseits und der Knickschutzhülse andererseits Fremdstoffe, beispielsweise Staub oder auch Feuchtigkeit eindringen kann, so daß sich leitende Brücken bilden, die bei den oft hohen Kriechströmen zu Zerstörungen der Leitung führen.

Diesen Nachteil kann man vermeiden, wenn, wie in Fig. 4 in einem Längsschnitt dargestellt, die Knickschutzhülse einen nach innen gerichteten, umlaufenden Kragen 27 auf­ weist, der eine Durchtrittsöffnung 28 freiläßt, die erheblich geringer ist als der Außendurchmesser der Leitung, auf die die Knickschutzhülse aufzuschieben ist. Damit liegt die Knickschutzhülse mit ihrer Innenwandung im Bereich des Kra­ gens 27 vollflächig und unter erheblicher Vorspannung am Isoliermantel des betreffenden Leiters an. Wird nun für die Anschlußarbeiten der Leiter seitlich ausgebogen, bleibt die dichte Anlage des Randes der Knickschutzhülse trotz der auftretenden Verformung erhalten, so daß kein Fremdkör­ per, wie beispielsweise Kohlestaub aber auch Feuchtigkeit eindringen kann.

Claims (8)

1. Endverschluß an einem Ende einer schweren, vorzugsweise geschirmten Kunststoffleitung, insbesondere für den bergbau­ lichen Betrieb Untertage, der abgedichtet mit einer Einführung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Leitungsende eine aufgeschobene rohrförmige Hülse (14), vorzugsweise aus PVC, verbunden ist, die einen zylindrischen, dem freien Leitungs­ ende zugekehrten Endteil (16) aufweist, dessen Außenfläche als Gegenfläche zur Dichtung (4) an der Einführung (1) dient, und der mit Abstand vom freien Ende einen kurzen Zwischenteil (18) mit geringerem Durchmesser aufweist, die ferner an ihrem dem Leitungsende abgekehrten Ende mit einem Anschlagring (19) mit größerem Außendurchmesser als der Endteil (16) versehen ist, wobei der Bereich des Anschlagringes (19) auf dem Außenmantel der Leitung aufsitzt und daß der anschließende Freiraum (15) zwischen Hülsenwandung und dem stufenweise abgeschälten, von der Hülse (14) umschlossenen Teil des Leitungsendes mit Gießharz ausgegossen ist.

2. Endverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Hülse (14) vom freien Leitungs­ ende her stufenweise sich vergrößert und zwar ausgehend von einer ersten Stufe, die sich bis in den Bereich des Zwischenteils (18) erstreckt, einer anschließenden zweiten Stufe, die sich bis an den Bereich des Anschlagringes (19) erstreckt und einer dritten Stufe, die den vom Anschlagring (19) überdeckten Bereich umfaßt.

3. Endverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß im Innenraum der Hülse (14) im Bereich ihres größ­ ten Innendurchmessers wenigstens ein nach innen vorspringen­ der Anschlagzapfen (21) angeordnet ist.

4. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand der Hülse (14) in dem vom Anschlagring (19) überdeckten Bereich mehrere axial ausgerichtete, radial nach innen vorspringende Stege (23) angeordnet sind.

5. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (19) an seinem freien Ende in eine gegen den Außenmantel (20) der Leitung gerich­ tete umlaufende Lippe (24) ausläuft.

6. Endverschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (24) mit wenigstens einer Ausnehmung (25) versehen ist.

7. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Endteils (16) im Be­ reich seines freien Endes sich konisch erweitert.

8. Endverschluß an einem Ende einer schweren, vorzugsweise geschirmten Kunststoffleitung, insbesondere für den berg­ baulichen Betrieb Untertage, der abgedichtet mit einer Ein­ führung verbindbar ist und der eine auf das Leitungsende aufgeschobene, das Ende der Schirmung stegförmig überragende, einen Gießraum begrenzende Hülse aufweist, und bei dem auf die aus dem Endverschluß herausragenden Leitungsenden jeweils eine Knickschutzhülse aus einem nachgiebig verformbaren Werkstoff aufgeschoben ist, die mit einem Ende in der in den Gießraum eingefüllten Gießharzfüllung eingebettet ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Knick­ schutzhülse (26) aus einem elastomeren Kunststoffmaterial, vorzugsweise PVC besteht, und daß das dem freien Leiterende zugekehrte Ende der Knickschutzhülse (26) einen nach innengerich­ teten, umlaufenden, am Leitermantel unter Vorspannung anliegenden Kragen (27) aufweist.