DE3741467A1 - Steuerkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerkabel gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

Steuerkabel gemäß der Erfindung sind elektrische Leitungen, durch die Stromimpulse für Steuerungszwecke übermittelt werden. Im allgemeinen sind diese Kabel an elektrisch gesteuerten Geräten frei verlegt. Insbeson­ dere bezieht sich die Erfindung auf solche Steuerkabel, die für den elektrisch gesteuerten hydraulischen Grubenausbau verwendet werden, z.B. um elektrisch ansteuerbare Hydraulikventile zu betätigen. Hierbei ergeben sich besondere Probleme, weil ein solcher Grubenausbau in der Regel ortsveränderlich ist und weil in den beengten Räumen unter Tage, z.B. im Streb ein­ gesetzter elektrohydraulischer Grubenausbau besondere Anforderungen an die mechanische Festigkeit u.a. der Kabelverbindungen stellt. Dem hat man zunächst durch die Unterbringung mehrerer elektrischer Leiter, die für sich isoliert sind, in für die Übermittlung hydrauli­ scher Hochdrücke vorgesehenen Schläuchen Rechnung zu tragen versucht, stellte jedoch bald fest, daß die üblichen elektrischen Schwachstromkabel billiger sind und jedenfalls den Anforderungen an die mechanische Festigkeit des Untertagebergbaus genügen können.

Ein besonderes Problem stellen allerdings die unter Tage unvermeidlichen hohen Zugbelastungen der Kabel dar. Das eingangs als bekannt vorausgesetzte Steuerkabel soll dafür sorgen, daß bei derartigen Zugbelastungen die blanken Enden der elektrischen Adern nicht aus dem Stecker herausgerissen werden können. Diese Stecker enthalten in der Regel mehrere Buchsen und Kontakt­ stifte, was die radiale Festlegung des Steckers in der Kappe voraussetzt, um das Gegenstück richtig kuppeln zu können. Das wird unter Berücksichtigung der besonders schlechten Lichtverhältnisse unter Tage in der Regel mit einem Außenschlitz der Kappe erleichtert, der als Kodiervorrichtung für das Gegenstück dient. Die Erfindung geht von einem derartigen Steuerkabel aus.

Bei dem bekannten Steuerkabel dient der im allgemeinen aus einem Gießharz hergestellte Isolierstoffzylinder als zugfeste Verbindung des metallischen Mantels mit der Kappe, wobei die Adern des Kabels in den Isolierstoff­ zylinder einbezogen sind, so daß ihre Verbindung mit den Stiften und Buchsen des Steckers zugentlastet ist. Die Verbindung der Kappe mit dem Isolierstoffzylinder geschieht durch dessen Verspannung mit einer Schulter, die an der Innenseite der hohlzylindrischen Kappe ange­ ordnet ist, wobei die Verschraubung den dazu erforder­ lichen Druck auf eine gegenüberliegende Ringfläche des Isolierstoffzylinders ausübt, der der kabelseitig ange­ ordneten Verschraubung zugeordnet ist. Der Metallring soll die beim Anziehen der Schraubverbindung im Isolier­ stoffzylinder auftretenden Radialspannungen und außerdem bei seiner Abstützung auf einer Schulter der Kappe am Ende des Spannweges ein Überdrehen der Schraubverbindung verhindern. Der Radialstift wird davon unabhängig und vor dem Verschrauben in eine radiale Aussparung des Steckers eingetrieben. Er sichert den Stecker gegen Drehungen um die Steckerachse in der Kappe.

Wenn in einem derartigen Steuerkabel erhebliche Zug­ belastungen auftreten, werden diese außen von der metallischen Kappe auf die entsprechend ausgebildete metallische Kappe des Gegenstückes durch den Formschluß dieser Teile übertragen. Im Inneren der Kappe führt diese Belastung zu einer Kompression des Isolierstoff­ zylinders, welche zunächst die von der Verschraubung aufgebrachte Verspannung aufzehrt. Werden die Zugkräfte höher, so trennt sich zunächst der Isolierstoffzylinder von dem Stecker, wobei es zu einer anfangs elastischen, später bleibenden Verformung des erhärteten Gießharzes kommt. Weiter anwachsende Kräfte führen dann aber auch infolge der mechanischen Versperrung des Steckers mit der Kappe und dem Radialstift zur Trennung der Adern von den Kontaktstiften bzw. den Buchsen. Die volle Zug­ belastbarkeit des Metallmantels des Kabels wird hierbei jedoch nicht erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zug­ festigkeit des Kabelverbindungssteckers der Zugfestig­ keit des Kabels, insbesondere des Metallmantels anzu­ nähern.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird mit der Abstützung des Isolierstoffzylinders auf dem Ring bei elastischer oder gar plastischer Verformung des vor dieser Abstützung liegenden Isolierharzes infolge entsprechender Zug­ belastungen des Kabels erreicht, daß sich der Stecker nicht von dem Isolierstoffzylinder trennen kann, sondern sich mit diesem zusammen entsprechend axial in der Kappe verschiebt. Diese Verschiebung beeinträchtigt die Dreh­ festigkeit des Steckers nicht, weil es nicht zum Abscheren des Radialstiftes kommen kann. Denn dieser steht mit dem Ring im Eingriff, der sich praktisch nicht verformt. Nach Aufhören der Zugbelastung werden im Bereich der elastischen Verformungen des Isolierstoff­ zylinders die axialen Verformungen rückgängig gemacht, so daß die Teile von selbst ihre Ausgangslage wieder einnehmen. Wird die Grenze der elastischen Verformung des Gießharzes überschritten, tritt eine bleibende Verformung ein, ohne daß sich die Adern des Kabels von den Kontaktstiften bzw. -buchsen lösen. Dieses Ereignis tritt erst bei sehr hohen Kräften ein. Das beruht darauf, daß die elastischen Verformungen des Isolier­ stoffzylinders sich auch radial auswirken und dadurch ein entsprechend erhöhter Formschluß des Isolierstoff­ zylindermantels mit der Innenfläche der Kappe eintritt und diese Wirkung mit der Erfindung voll nutzbar ist, weil keine Trennung des Steckers von dem Isolierstoff­ zylinder vorkommt.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Kabelverbindungen auch bei relativ hohen Zugbelastungen der Steuerkabel nicht mehr vorzeitig eintritt. Selbst wenn die Zugkraft einen maximalen Wert überschreitet, bei dem die Teile des Metallmantels reißen, führt dies noch nicht zwangs­ läufig zur Abtrennung der Adern von dem Stecker. Denn dabei tritt auch eine Dehnung der Adern ein, die ihrer­ seits mit erheblichen Kräften belastet werden können, bevor sie abreißen.

Vorzugsweise bedient man sich bei der Verwirklichung der Erfindung der Merkmale des Patentanspruches 2. Hierbei wird auf besonders einfache Weise die erforderliche drehfeste Verbindung des Isolierstoffzylinders mit dem Ring herbeigeführt, was während der Herstellung des Isolierstoffzylinders etwa aus isolierenden Harzen durch Gießen erfolgt.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach dem Patent­ anspruch 3 ergibt sich eine günstige einteilige Aus­ führung des Ringes trotz seiner verschiedenen Funktionen, nämlich der Abstützung des Isolierstoff­ zylinders, der Übertragung der Druckkräfte von der Verschraubung auf den Isolierstoffzylinder und der drehfesten Anordnung des Steckers in der Kappe mit Hilfe des Radialstiftes.

Dieser Radialstift kann sich bei der Montage des Kupplungsstückes sein Widerlager im Ring von selbst suchen, wenn dieser mit den Merkmalen des Anspruches 4 ausgeführt wird. Dann ist es lediglich erforderlich, das fertige Isolierstück so lange zu drehen, bis sich die Kappe um das vorgegebene Maß nach vorn schieben läßt.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 in abgebrochener Darstellung ein Steuerkabel gemäß der Erfindung, wobei eines der Kupplungs­ stücke im Schnitt wiedergegeben ist und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-B der Fig. 1.

Das Steuerkabel nach Fig. 1 ist ein Plastkabel mit einer äußeren Isolierung aus Polyvinylchlorid bei (2). Unter dem Außenmantel (2) befindet sich ein aus Flachdrähten geflochtener Metallmantel (3). Dieser umgibt einen inneren Isolierschlauch (4). Im Inneren des Isolier­ schlauches liegen vier verseilte Adern, von denen die Adern (5, 6) in Fig. 1 sichtbar sind. Die metallischen Leiter der Adern sind mit Kontaktstiften (6 a) bzw. Buchsen (7) eines Steckers (8) leitend verbunden.

Der Stecker (8) sitzt in einer hohlzylindrischen Kappe (9), die vorn eine Aussparung (10) für einen O-Dichtring aufweist. Außerdem hat die Kappe einen Längsschlitz (11) als Kodiervorrichtung für das nicht dargestellte Gegen­ stück.

Im Inneren der Kappe befindet sich ein Isolierstoff­ zylinder (12), der aus Gießharz besteht. In ihm sind die Enden (14) der Drähte des Metallmantels (3) mit den Adern (5 und 6) vergossen, welche vorher mit einer Kabelklemme (15) zusammengefaßt wurden. Zur Ordnung der Drähte des Metallmantels ist eine weitere Kabelklemme (16) vorgesehen, welche vor dem Vergießen angebracht ist.

Der Isolierstoffzylinder ist ein Zylinder, der in den Hohlzylinder (17) der Kappe paßt. Auf seiner Rückseite sitzt er in einem Ring (18). Der Ring vereinigt in einer Baueinheit einen Hohlzylinder (19) mit einer zentral gelochten Ringscheibe (20), durch deren Aussparung der Metallmantel (3) und der Isolierstoffmantel (4) hindurch­ geführt sind.

Mehrere kreisförmige Aussparungen (20 a) sind im Hohl­ zylinder (19) des Rings angeordnet. Durch diese dringt flüssiges Gießharz ein, das radiale Vorsprünge (21) bildet, welche den Isolierstoffzylinder drehfest mit dem Ring (18) verbinden.

Der Axialschlitz (22) im Hohlzylinder (19) ist in Richtung auf den Stecker (8) offen. Eine Madenschraube (23), welche einen Radialstift bildet, steht nach innen aus der Zylinderwand der hohlzylindrischen Kappe (9) vor.

Eine mit Schlüsselflächen (24) versehene Hülse (25) läßt sich mit dem rückwärtigen Ende der Kappe (9) verschrau­ ben. Ihre Stirnfläche drückt auf die Scheibe (20) des Rings (18).

Zur Montage wird nach Erhärten des Gießharzes im Isolierstoffzylinder (12) nach Herstellung der Ver­ bindungen der Adern (5 und 6) mit dem Stecker (8) die Kappe (9) von vorn auf den Stecker und den Isolierstoff­ zylinder aufgeschoben, nachdem zunächst die Schraubhülse (25) auf das Plastkabel (1) aufgeschoben wurde. Die Kappe (9) ist drehfest mit dem Isolierstoffzylinder (12) verbunden, sobald der Radialstift (23) in den Schlitz (22) eingetreten ist. Das Einschrauben der Hülse (25) in das ihr zugeordnete Ende der hohlzylindrischen Kappe (9) führt zur Druckbelastung des Ringes (18) und der Stirn­ seite des Isolierstoffzylinders (12), welche sich auf der Innenseite der Scheibe (20) abstützt. Hierdurch wird der Isolierstoffzylinder (12) mit einer inneren Schulter (26), die in der hohlzylindrischen Kappe (9) am inneren Ende des Steckers (8) angebracht ist, verspannt.

Wenn Zugkräfte im Plastkabel (1) auftreten, werden diese über eine Ausdrehung (27) des Kupplungsstückes (28) an jedem der beiden Kabelenden mechanisch, z.B. über eine Steckgabel auf das Gegenstück übertragen. Im Inneren des Kupplungsstückes führt die Zugbelastung zu einer der beschriebenen Verspannung des Isolierstoffzylinders (12) mit der Schulter (26) entgegengerichteten Belastung, unter der das erhärtete Gießharz elastisch nachgibt. Da der Stecker (8) und der Isolierstoffzylinder (12) im Hohlzylinder der Kappe (9) axial verschieblich angeordnet sind, tritt bei dieser Belastung keine Bean­ spruchung der Adern (5 bzw. 6) und ihrer Verbindungen mit den Kontaktstiften (6 a und 7) auf.

Da die Adern (5 und 6) auf einer Endlänge, wie sie beispielsweise bei (29) dargestellt ist, ihrerseits freiliegen, d.h. nicht in den Isolierstoffzylinder (12) eingebunden sind, können die Adern bei entsprechender Verformung des Isolierstoffzylinders (12) ihrerseits Zugkräfte übertragen. Erst wenn diese Belastbarkeit erschöpft ist, reißt die elektrische Verbindung der Adern (5 und 6) mit den Kontaktstiften (6 a) bzw. den Buchsen (7).

Claims (6)

1. Steuerkabel, insbesondere für den Gruben­ ausbau, welches mindestens ein mit einem Gegenstück zusammenwirkendes Kupplungsstück aufweist, dessen hohlzylindrische Kappe mit einem mit dem abisolierten Metallmantel eines Plastkabels und dessen Adern formschlüssigen Isolierstoffzylinder verschraubt ist, der zwischen dem Stecker und dem Isoliermantel des Kabels angeordnet ist, wobei die Ver­ schraubung mit einem den Isolierstoffzylinder umfassenden Metallring zusammenwirkt und die Kappe einen Radialstift als drehfeste Verbindung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffzylinder (12) an dem Ring (18) abgestützt und mit diesem drehfest ver­ bunden ist, wobei der Ring (18) eine Aussparung (22) für den Radialstift (23) der Kappe (9) aufweist und mit dem Stecker (8) axial beweglich in der Kappe (9) angeordnet ist.

2. Steuerkabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur drehfesten Verbindung des Ringes (18) mit dem Isolierstoffzylinder (12) eine oder mehrere radiale Durchbrechungen (20, 21) des hohlzylindrischen Ringmantels (19) und in diese eingedrungene radiale Vor­ sprünge (20) des Isolierstoffes dienen.

3. Steuerkabel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (18) eine mit seinem Hohlzylinder (19) einteilige Scheibe (20) aufweist, welche die Adern (5, 6) des Kabels (1) umschließt und als Drucklager für die Verschraubung (25) der Kappe (9), sowie als Stütze für den Isolier­ stoffzylinder (12) dient.

4. Steuerkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (22) des Ringes (18) für den Radialstift (23) der Kappe (9) als axialer Schlitz ausgebildet ist, dessen Öffnung an der dem Stecker (8) zugewandten Hohlzylinderkante des Ringes liegt.

5. Steuerkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialstift (22) als Madenschraube ausgebildet ist.

6. Steuerkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Isolier­ stoffzylinder (12) mit seiner kabelseitigen Stirnfläche auf dem Inneren der Scheibe (20) des Rings (18) abstützt.