DE3741467C2 - Steuerkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerkabel gemäß dem Oberbegriff 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. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf solche Steuerkabekl, 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 eingesetzter 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 hydraulischer 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 Kontaktstifte, was die radiale Festlegung des Kontaktträgers in dem Gehäuse voraussetzt, um das Gegenstück richtig kuppeln zu können. Das wird unter Berücksichtigung der besonders schlechten Lichtverhältnisse unter Tage in der Regel mit einem Außenschlitz des Gehäuses 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 Schirms mit dem Gehäuse, wobei die Adern des Kabels in den Isolierstoffzylinder einbezogen sind, so daß ihre Verbindung mit den Stiften und Buchsen des Steckers zugentlastet ist. Die Verbindung des Gehäuses mit dem Isolierstoffzylinder geschieht durch dessen Verspannung mit einer Schulter, die an der Innenseite des hohlzylinderischen Gehäuses angeordnet ist, wobei die Verschraubung den dazu erforderlichen Druck auf eine gegenüberliegende Ringfläche des Isolierstoffzylinders ausübt, der der kabelseitig angeordneten Verschraubung zugeordnet ist. Die Metallhülse soll die beim Anziehen der Schraubverbindung im Isolierstoffzylinder auftretenden Radialspannungen und außerdem bei seiner Abstützung auf einer Schulter des Gehäuses 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 dem Gehäuse.

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

Ein wie zuvor beschriebenes mehradriges Schwachstromkabel ist aus der DE 87 18 055 U1 bekannt. Sie betrifft ein Steuerkabel, insbesondere für den Grubenausbau, welches mindestens ein mit einem Gegenstück kuppelbares Kupplungsstück aufweist, in dessen hohlzylinderischem Gehäuse ein Kontaktträger mit Kontaktelementen und ein um abisoliertes Ende eines geschirmten Plastikkabels gegossenen Isolierstoffzylinder lose eingelegt sind. Dabei umschließt formschlüssig der Isolierstoffzylinder das metallische Schirmgeflecht und einen Teil der mit den Kontaktelementen verbundenen Kabeladern. Der Kontaktträger und der Isolierstoffzylinder sind im Gehäuse mit einer Verschraubung gegen einen inneren Anschlag verspannt, wobei die Verschraubung auf eine den Isolierstoffzylinder umfassende Metallhülse drückt und das Gehäuse eine Drehsicherung, in Form eines bis in den Innenraum reichenden Radialstiftes, aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zugfestigkeit des Kabelverbindungssteckers der Zugfestigkeit des Kabels, insbesondere des Schirmgeflechts anzunähern.

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 der Metallhülse bei elastischer oder gar plastischer Verformung des vor dieser Abstützung liegenden Isolierharzes infolge entsprechender Zugbelastungen des Kabels erreicht, daß sich der Kontaktträger nicht von dem Isolierstoffzylinder trennen kann, sondern sich mit diesem zusammen entsprechend axial in dem Gehäuse verschiebt. Diese Verschiebung beeinträchtigt die Drehfestigkeit des Kontaktträgers nicht, weil es nicht zum Abscheren des Radialstiftes kommen kann. Denn dieser steht mit der Metallhülse im Eingriff, die sich praktisch nicht verformt. Nach Aufhören der Zugbelastung werden im Bereich der elastischen Verformungen des Isolierstoffzylinders 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 Isolierstoffzylinders sich auch radial auswirken und dadurch ein entsprechend erhöhter Formschluß des Isolierstoffzylindermantels mit der Innenfläche des Gehäuses eintritt und diese Wirkung mit der Erfindung voll nutzbar ist, weile keine Trennung des Kontaktträgers von dem Isolierstoffzylinder vorkommt.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Abriß der 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 Schirmgeflechts reißen, führt dies noch nicht zwangsläufig zur Abtrennung der Adern vom dem Kontaktträger. Denn dabei tritt auch eine Dehnung der Adern ein, die ihrerseits 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 der Metallhülse herbeigeführt, was während der Herstellung des Isolierstoffzylinders etwa aus isolierenden Harzen durch Gießen erfolgt.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach dem Patentanspruch 3 ergibt sich eine günstige einteilige Ausführung der Hülse trotz seiner verschiedenen Funktionen, nämlich der Abstützung des Isolierstoffzylinders, der Übertragung der Druckkräfte und der drehfesten Anordnung des Steckers in dem Gehäuse mit Hilfe des Radialstiftes.

Dieser Radialstift kann sich bei der Montage des Kupplungsstückes sein Widerlager in der Hülse 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 das Gehäuse um das vorgegebene Maß nach vorn schieben läßt.

Die Einzelheiten und weiteren 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 Kupplungsstücke im Schnitt wiedergegeben ist und

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

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

Der Kontaktträger 8 sitzt in einem hohlzylinderischen Gehäuse 9, das vorn eine Aussparung 10 für einen O-Dichtring aufweist. Außerdem hat das Gehäuse einen Längsschlitz 11 als Kodiervorrichtung für das nicht dargestellte Gegenstück.

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

Der Isolierstoffzylinder ist ein Zylinder, der in den Hohlzylinder 17 des Gehäuses paßt. Auf seiner Rückseite sitzt er in einer Hülse 18. Die Hülse vereinigt in einer Baueinheit einen Hülsenmantel 19 mit einer zentral gelochten Ringscheibe 20, durch deren Aussparung das Schirmgeflecht 3 und der Isolierstoffmantel 4 hindurchgeführt sind.

Mehrere kreisförmige Aussparungen 20a sind im Hülsenmantel 19 der Hülse angeordnet. Durch diese dringt flüssiges Gießharz ein, das radiale Vorsprünge 21 bildet, welche den Isolierstoffzylinder drehfest mit der Hülse 18 verbinden.

Ein Längsschlitz 22 im Hülsenmantel 19 ist in Richtung auf den Kontaktträger 8 offen. Eine Madenschraube 23, welche einen Radialstift bildet, steht nach innen aus der Zylinderwand des holzylindrischen Gehäuses 9 vor.

Eine mit Schlüsselflächen 24 versehene Verschraubung 25 läßt sich mit dem rückwärtigen Ende des Gehäuses 9 verschrauben. Ihre Stirnfläche drückt auf die Scheibe 20 der Hülse 18.

Zur Montage wird nach Erhärten des Gießharzes im Isolierstoffzylinder 12 nach Herstellung der Verbindungen der Adern 5 und 6 mit dem Kontaktträger 8 das Gehäuse 9 von vorn auf den Kontaktträger und den Isolierstoffzylinder aufgeschoben, nachdem zunächst die Verschraubung 25 auf das Plastkabel 1 aufgeschoben wurde. Das Gehäuse 9 ist drehfest mit dem Isolierstoffzylinder 12 verbunden, sobald der Radialstift 23 in den Schlitz 22 eingetreten ist. Das Einschrauben der Verschraubung 25 in das ihr zugeordnete Ende des hohlzylinderischen Gehäuses 9 führt zur Druckbelastung der Hülse 18 und der Stirnseite des Isolierstoffzylinders 12, welche sich auf der Innenseite der Scheibe 20 abstützt. Hierdurch wird der Isolierstoffzylinder 12 mit einer inneren Schulter 26, die in dem hohlzylindrischen Gehäuse 9 am inneren Ende des Kontaktträgers 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 Kontaktträger 8 und der Isolierstoffzylinder 12 im Hohlzylinder des Gehäuses 9 axial verschieblich angeordnet sind, tritt bei dieser Belastung keine Beanspruchung der Adern 5 bzw. 6 und ihrer Verbindungen mit den Kontaktstiften 6a 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 6a bzw. den Buchsen 7.

Claims (6)

1. Steuerkabel, insbesondere für den Grubenausbau, welches mindestens ein mit einem Gegenstück kuppelbaren Kupplungsstück (28) aufweist, in dessen hohlzylindrischem Gehäuse (9) ein Kontaktträger (8) mit Kontaktelementen (6a, 7) und ein um das abisolierte Ende eines geschirmten Plastkabels (1) gegossenen Isolierstoffzylinder (12), der das metallische Schirmgeflecht (3, 14) und einen Teil der mit den Kontaktelementen (6a, 7) verbundenen Kabeladern (5, 6) formschlüssig umschließt, lose eingelegt sind und mit einer Verschraubung (25) im Gehäuse (9) gegen einen inneren Anschlag verspannt sind, wobei die Verschraubung (25) auf eine den Isolierstoffzylinder (12) umfassende Metallhülse (18) drückt und das Gehäuse (9) einen bis in den Innenraum reichenden Radialstift (23) als Drehsicherung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Isolierstoffzylinder (12) in axialer Richtung an der Hülse (18) abstützt und mit dieser drehfest verbunden ist, wobei die Hülse (18) einen Längsschlitz (22) aufweist in den der Radialstift (23) eingreift.

2. Steuerkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur drehfesten Verbindung der Hülse (18) mit dem Isolierstoffzylinder (12) eine oder mehrere radiale Durchbrechungen (20, 21) des hohlzylindrischen Hülsenmantels (19) und in diese eingedrungene radiale Vorsprünge (20) des Isolierstoffes dienen.

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

4. Steuerkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (22) eine Öffnung an der dem Kontaktträger (8) zugewandten Hülsenmantelkante aufweist.

5. Steuerkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialstift (23) als Madenschraube ausgebildet ist.

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