DE4002572A1

DE4002572A1 - Erdungsklemme fuer kabelabschirmung

Info

Publication number: DE4002572A1
Application number: DE4002572A
Authority: DE
Inventors: Ignazio E Leonardo
Original assignee: AK Stamping Co Inc
Current assignee: AK Stamping Co Inc
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1990-08-02
Anticipated expiration: 2010-01-31
Also published as: CA2005000A1; CA2005000C; DE4002572C2; US4895525A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erdungsklemme zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Abschir mung eines elektrischen Kabels, mit einem Kern aus gegen einander isolierten Leitern, mit einem äußeren isolieren den Mantel und mit einer zwischen dem Kern und dem Mantel angeordneten Abschirmung, welche eine metallische Hülle aufweist, die zumindest an ihrer inneren Oberfläche mit einer Beschichtung zur Verhinderung einer Korrosion versehen ist.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Erdungs klemme für ein als Freileitung oder Erdleitung verlegtes Telefonkabel.

Es steht bereits eine große Vielfalt von Erdungsklemmen für Kabelabschirmungen zur Verfügung, um die Abschirmung eines elektrischen Kabels derart anzuschließen, daß sich eine zuverlässige Verbindung mit Bezugs- bzw. Erdpotential ergibt. Bei den derzeit gebräuchlichen Telefonkabeln ist die Kabelabschirmung im allgemeinen in Form einer metallischen Hülle, üblicherweise aus Aluminium, ausgebildet, die mit einer Korrosionsschutzbeschichtung, üblicherweise in Form einer Polymerbeschichtung, versehen ist. Da die Polymerbeschichtung eine Isolationsschicht darstellt, ist es erforderlich, die Beschichtung zu durchdringen, um einen guten elektrischen Kontakt mit der Abschirmung zu erreichen.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Erdungs klemme, die speziell zur Verwendung in Verbindung mit einem Telefonkabel des vorstehend beschriebenen Typs gedacht ist, um verschiedene, bisher aufgetretene Probleme zu lösen bzw. um eine Anzahl von Vorteilen zu erreichen. Zu diesen Vorteilen gehört die Herstellung einer guten elektrischen Verbindung mit der Abschirmung des elek trischen Kabels durch Abschaben von Teilen der Beschich tung der Abschirmung zum Freilegen der betreffenden Teile der metallischen Hülle der Abschirmung für einen direkten elektrischen Kontakt zwischen der Erdungsklemme und der Abschirmung. Weiterhin wird der gewünschte elektrische Kontakt automatisch aufgrund eines einfachen Instal lationsvorganges erreicht, ohne daß dieser sich merklich von der derzeit üblichen Installation unterscheiden würde. Des weiteren ist die Installation der Erdungsklemme an Ort und Stelle vereinfacht, und Materialverlagerungen des Kabels aufgrund von Deformationen und Temperatur unterschieden werden kompensiert, so daß während des Betriebes eine wirksame Erdungsverbindung aufrechterhalten wird. Schließlich läßt sich die Erdungsklemme einfach und wirtschaftlich herstellen und einsetzen und umfaßt nur eine geringe Anzahl von relativ einfachen Teilen. Dennoch wird selbst während einer langen Betriebszeit eine ungewöhnlich hohe Zuverlässigkeit erreicht.

Mit anderen Worten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Erdungsklemme für die Abschirmung elektrischer Kabel, insbesondere Telefonkabel, anzugeben, die auf einfache und billige Weise die zuver lässige Herstellung einer guten elektrischen Verbindung zu der Kabelabschirmung und die Aufrechterhaltung dieser Verbindung während langer Betriebszeiten unter den verschiedensten Bedingungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Erdungsklemme durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patent anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Erdungsklemme gemäß der Erfindung in einem für die Montage vorbereiteten Zustand, angrenzend an das Ende eines mit der zu kontaktierenden Abschirmung versehenen Kabels;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung mit am Kabelende montierter Erdungsklemme;

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2; und

Fig. 4 eine der Darstellung gemäß Fig. 3 entsprechende Querschnittsdarstellung, jedoch bei endgültig festgelegter Erdungsklemme.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 der Zeichnung ein abgeschirmtes elektrisches Kabel in Form eines Telefonkabels 10, welches einen Kern 12 besitzt, der aus mehreren, einzeln isolier ten Leitern 14 besteht. Der Kern 12 ist von einem Mantel 16 umgeben. Zwischen dem Kern 12 und dem Mantel 16 befindet sich eine Abschirmung 20. Diese umfaßt eine metallische Hülle 22 (vgl. Fig. 3) in Form eines Aluminiumbandes. Um eine Korrosion der metallischen Hülle 22 zu verhindern, ist diese mit einem korrosionsfesten Material beschichtet und beim Ausführungsbeispiel mit einer Beschichtung 24 aus einem geeigneten Polymer, wie z. B. Polyethylen, versehen.

Eine Erdungsklemme 30 gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 angrenzend an das Kabelende bzw. das Ende 32 der Abschirmung 20 in montagebereitem Zustand gezeigt und umfaßt eine äußere Platte 34 und eine innere Platte 36. Die äußere Platte 34 erstreckt sich in Längsrichtung zwischen ihren beiden Enden 40 und 42 und ist quer zu ihrer Längsrichtung bzw. in Umfangsrichtung mit einem ersten Radius R ₁ derart gekrümmt, daß ihre Krümmung im wesentlichen dem Außendurchmesser des Mantels 16 entspricht. Die innere Platte 36 erstreckt sich in Längsrichtung zwischen ihren beiden Enden 44 und 46 und quer dazu zwischen zwei Längskanten 50 und 52, wobei ihr plattenförmiger Teil 54 zwischen diesen Begrenzungen in Querrrichtung mit einem zweiten Radius R ₂ gekrümmt ist. Längs jeder der Kanten 50 und 52 erstreckt sich eine einstückig angeformte, radial nach außen von dem mittleren Teil 54 abstehende Längsrippe 56, welche Schabeinrich tungen in Form mehrerer Zähne 58 trägt, die einstückig mit der zugehörigen Rippe 56 ausgebildet sind und sich bezüg lich des mittleren Teils 54 im wesentlichen radial nach außen erstrecken. Die Zähne 58 haben scharfe Kanten 59 und sind längs ihrer zugeordneten Rippe 56 zu einer in Längs richtung verlaufenden Reihe geordnet.

Die innere Platte 36 besitzt an ihrem Ende 44 eine abge rundete Vorderkante 60 und an ihrem hinteren Ende 46 einen nach außen abstehenden Ansatz 62. Ein Gewindebolzen 64 ist an dem mittleren Teil 54 der inneren Platte 36 in der Position 66 als Stollen eingesetzt bzw. angeschweißt und steht nach außen von der Platte 36 ab, derart, daß er eine zugeordnete Öffnung 68 in der äußeren Platte 34 durch greifen und mit einem Befestigungselement verbunden werden kann, welches als Mutter 70 mit einer einstückigen gezahn ten Unterlegscheibe 72 ausgebildet ist, wobei der Schraub bolzen 64 und die Mutter 70 Klemmeinrichtungen bilden, um die äußere Platte 34 und die innere Platte 36 nach der Installation der Erdungsklemme gegeneinander und gegen den Kabelmantel zu ziehen, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird.

Die Installation der Erdungsklemme 30 wird in der Weise durchgeführt, daß zunächst der Mantel 16 und die Abschir mung 20 aufgeschlitzt werden, um einen Längsschlitz 74 zu erhalten, der durch den Mantel 16 und die Abschirmung 20 hindurchgeht. Anschließend wird die innere Platte 36 zwischen die Abschirmung 20 und den Kern 12 des Kabels 10 geschoben, wobei sich der Schraubbolzen 64 längs des Schlitzes 74 bewegt. Das Einführen der inneren Platte 36 zwischen die Abschirmung 20 und den Kern 12 und das Vorschieben der inneren Platte 36 in Längsrichtung des Kabels 10 werden dabei durch die abgerundete Form der vorderen Kante 60 und durch nach außen geneigte Schrägflächen 76 an den vorderen Enden der Rippen 56 er leichtert, wodurch auch das Auflaufen der Abschirmung 20 auf die Rippen 56 und deren Zähne 58 gefördert wird. Das Einschieben der inneren Platte 36 endet, wenn der Ansatz 62 an dem Ende 78 des Mantels 16 anliegt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, wo die innere Platte 36 vollständig unter den Mantel 16 und die Abschirmung 20 eingeschoben ist. Die kanalartige Querschnittskonfiguration der inneren Platte 36, die sich aufgrund des gewölbten mittleren Teils 54 und durch die radial nach außen abstehenden Rippen 56 ergibt, sorgt für eine gewisse Steifigkeit in Längs richtung, welche ein Einschieben der inneren Platte 36 ohne ein Verbiegen derselben ermöglicht. Außerdem erleichtert der Ansatz 62 das Ausüben des erforderlichen Druckes zum Einschieben der inneren Platte 36. Wenn die innere Platte 36 dann in der beschriebenen Weise voll ständig eingeschoben ist, wird die äußere Platte 34 von außen über der inneren Platte 36 angebracht, wobei der Schraubbolzen 64 die Öffnung 68 durchgreift. Nunmehr wird die Mutter 70 auf den Schraubbolzen 64 aufgeschraubt und gegen die äußere Platte 34 bewegt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Wie aus Fig. 3 und 4 deutlich wird, ist der Krümmungs radius R ₂ zunächst etwas größer als der Radius R ₁. Andererseits ist die innere Platte 36 im Vergleich zu der steiferen äußeren Platte 34 in radialer Richtung elastisch auslenkbar. Die äußere Platte 34 besitzt also in radialer Richtung eine größere Dicke als der stegförmige mittlere Teil 54 der inneren Platte 36, so daß sich die äußere Platte 34 einer radialen Auslenkung widersetzt, während die innere Platte 36 in radialer Richtung elastisch verformbar ist. Wenn nun die Mutter 70, ausgehend von der in Fig. 3 gezeigten Stellung, weiter angezogen wird, dann legt sich die äußere Platte 34 fest an dem Kabelmantel 16 an, während die innere Platte 36 in radialer Richtung gegen die äußere Platte 34 gezogen wird. Da die innere Platte 36 elastisch verformbar ist, paßt sich ihre zunächst geringere Krümmung der stärkeren Krümmung der äußeren Platte 34 an, wobei die Rippen 56 seitlich schwenken, während die Krümmung des mittleren Teils 54 der inneren Platte 36 an die Krümmung der äußeren Platte bzw. an die Krümmung der Innenfläche der Abschirmung 20 ange paßt wird. Die Rippen 56 sind in radialer Richtung relativ kurz und daher ziemlich steif, so daß die Zähne 58 der Schwenkbewegung der Rippen 56 folgen, wobei die Zähne 58 mit ihren scharfen Kanten 59 in die Beschichtung 24 der metallischen Hülle 22 der Abschirmung 20 eingreifen. Das Schwenken der Zähne 58 hat zur Folge, daß die scharfen Kanten 59 der Zähne 58 in Umfangsrichtung der Abschirmung 20 verlagert werden und diejenigen Teile der Beschichtung 24 abkratzen, die von den Zähnen 58 erfaßt werden. Dabei werden entsprechende Teile der metallischen Hülle 22 der Abschirmung 20 freigelegt, so daß sie in direktem elek trischen Kontakt mit den Zähnen 58 gelangen, wie dies an den Stellen 80 in Fig. 4 gezeigt ist. Man erkennt, daß durch das Abschaben der Beschichtung 24 aufgrund der Schwenkbewegung der Zähne und der Verlagerung derselben in Umfangsrichtung in Verbindung mit dem Abschaben eines Teils der Beschichtung 24 beim Einschieben der inneren Platte 36 in Längsrichtung des Kabels 10 zwischen die Abschirmung 20 und den Kern 12 ein guter elektrischer Kontakt erreicht wird, ohne daß die Notwendigkeit bestünde, die metallische Hülle 22 tatsächlich zu durchstoßen, so daß keine übermäßigen Klemmkräfte erforderlich sind, um eine brauchbare Erdungsverbindung zu schaffen. Außerdem ist der Aufbau der inneren Platte 36 mit den einstückig angeformten, gezahnten Rippen 56 und dem einstückig damit verbundenen Schraubbolzen 54 relativ einfach und gestattet eine wirtschaftliche Fertigung. Durch die Schabwirkung werden nicht nur Teile der Beschichtung 24 entfernt, sondern auch ggf. vorhandene Qxydschichten und andere Ablagerungen, welche eine gute elektrische Verbindung zwischen der Abschirmung 20 und der inneren Platte 36 behindern könnten. Gleichzeitig werden der Mantel 16 und die Abschirmung 20 sicher zwischen den beiden Platten 34 und 36 festgeklemmt, so daß sich im Betrieb ein hoher Widerstand gegen eine Lockerung der Erdungsklemme 30 ergibt. Die elastische Durchbiegung der inneren Platte 36 kompensiert jede Verschiebung des Mantels 16 oder der Abschirmung 20, die im Betrieb infolge einer Expansion oder Kontraktion des Kabels in Abhängig keit von Temperaturänderungen auftreten kann. Auch infolge einer Deformation und einer entsprechenden Verschiebung des Materials des Mantels 16 oder der Abschirmung aufgrund der Klemmkräfte zwischen den beiden Platten 34 und 36 kann wegen der Elastizität der Platte 36 keine Lockerung oder Verschiebung der Erdungsklemme 30 eintreten, so daß die Zähne 58 stets unter Vorspannung in elektrischem Kontakt mit der metallischen Hülle 22 bleiben und demgemäß unter den im Betrieb auftretenden Bedingungen ständig eine gute Erdungsverbindung aufrechterhalten wird. Die innere Platte 36 und der Schraubbolzen 64 sind elektrisch leitfähig, so daß nach der vollständigen Installation der Erdungsklemme 30, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, ein Erdungsanschluß (nicht gezeigt) mit dem Schraubbolzen 64 verbunden werden kann, um die gewünschte Erd- bzw. Masseverbindung zu der Abschirmung 20 herzustellen. Die elektrische Leitfähigkeit ist dabei aufgrund der Tatsache, daß die Abschirmung nicht bis durch die metallische Hülle 22 hindurch durchstoßen werden muß, verbessert, wobei die elektrische Kontinuität sowie die mechanische Unversehrtheit längs der Abschirmung 20 aufrechterhalten wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß mit der erfindungsgemäßen Erdungsklemme 30 verschiedene Probleme gelöst werden und eine Anzahl von Vorteilen erreicht wird. Zu diesen Vorteilen gehört die Herstellung einer guten elektrischen Verbindung mit der Abschirmung des elektrischen Kabels durch Abschaben von Teilen der Beschichtung der Abschirmung zum Freilegen der betreffen den Teile der metallischen Hülle der Abschirmung für einen direkten elektrischen Kontakt zwischen der Erdungsklemme und der Abschirmung. Weiterhin wird der gewünschte elek trische Kontakt automatisch aufgrund eines einfachen Installationsvorganges erreicht, ohne daß dieser sich merklich von der derzeit üblichen Installation unter scheiden würde. Des weiteren ist die lnstallation der Erdungsklemme an Ort und Stelle vereinfacht, und Material verlagerungen des Kabels aufgrund von Deformationen und Temperaturunterschieden werden kompensiert, so daß während des Betriebes eine wirksame Erdungsverbindung aufrechter halten wird. Schließlich läßt sich die Erdungsklemme einfach und wirtschaftlich herstellen und einsetzen und umfaßt nur eine geringe Anzahl von relativ einfachen Teilen. Dennoch wird selbst während einer langen Betriebszeit eine ungewöhnlich hohe Zuverlässigkeit erreicht.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ferner deutlich, daß die Erfindung nicht auf das betrachtete Ausführungs beispiel beschränkt ist. Vielmehr stehen dem Fachmann ausgehend von diesem Ausführungsbeispiel zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.

Claims

1. Erdungsklemme zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Abschirmung eines elektrischen Kabels, mit einem Kern aus gegeneinander isolierten Leitern, mit einem äußeren isolierenden Mantel und mit einer zwischen dem Kern und dem Mantel angeordneten Abschirmung, welche eine metallische Hülle aufweist, die zumindest an ihrer inneren Qberfläche mit einer Beschichtung zur Verhinderung einer Korrosion versehen ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
es ist eine äußere Platte (30) vorgesehen, die sich in Längsrichtung zwischen ihren beiden Enden (40, 42) erstreckt und die in Querrichtung mit einem Krümmungs radius (R ₁) gekrümmt ist, welcher im wesentlichen dem Außendurchmesser des Kabelmantels (16) entspricht;
es ist eine innere Platte (36) vorgesehen, welche sich in Längsrichtung zwischen ihren beiden Enden (44, 46) und seitlich zwischen einander gegenüberliegenden Längskanten (50, 52) erstreckt und einen mittleren Teil (54) aufweist, der zwischen den Längskanten (50, 52) in Umfangsrichtung auf einem Bogen mit einem zweiten Radius (R ₂) gekrümmt ist;
es sind Klemmeinrichtungen (64, 70, 72) vorgesehen, um die äußere Platte (30) und die innere Platte (36) gegeneinander zu ziehen; und
es sind Schabeinrichtungen (56, 58, 59) vorgesehen, die längs der Längskanten (50, 52) radial in Richtung auf die äußere Platte (30) vorstehen, wenn die beiden Platten (30, 36) einander gegenüberliegend auf ent gegengesetzten Seiten des Kabelmantels (16) und der Abschirmung (20) angeordnet sind,
wobei der zweite Radius (R ₂) mit dem ersten Radius (R ₁) derart verknüpft ist, daß die innere Platte (36) beim Gegeneinanderziehen der inneren und der äußeren Platte (30 bzw. 36) im Sinne einer Anpassung an die Krümmung der äußeren Platte elastisch ausgelenkt wird, wobei die Schabeinrichtungen (56, 58, 29) gleichzeitig in Umfangsrichtung längs der Abschirmung (20) verla gert werden und dabei Teile der Beschichtung (24) abschaben und in elektrischen Kontakt mit entspre chenden Teilen der metallischen Hülle (22) gelangen, ohne diese zu durchstoßen und dann unter einer Vor spannung kontinuierlich an der metallischen Hülle (22) anliegen, um während des Betriebes des Kabels ständig einen elektrischen Kontakt mit der Hülle aufrechtzu erhalten.

2. Erdungsklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Radius (R ₂) größer ist als der erste Radius (R ₁).

3. Erdungsklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schabeinrichtungen Zähne (58) mit scharfen Kanten (59) umfassen, die als Zahnreihen längs der Seitenkanten (50, 52) der inneren Platte (36) verlaufen und im wesentlichen radial nach außen abstehen.

4. Erdungsklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß längs der einander gegenüberliegenden Längskanten (50, 52) der inneren Platte (36) Längsrippen (56) vorgesehen sind und daß der mittlere Teil (54) sich in Umfangsrichtung derart zwischen den Längsrippen (56) erstreckt, daß sich für die innere Platte (36) eine kanalartige Querschnittsform ergibt, wobei die Schab einrichtungen (58, 59) längs der Längsrippen (56) angeordnet sind.

5. Erdungsklemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schabeinrichtungen scharfkantige Zähne (58) umfassen, die in Form von Längsreihen längs der Längs rippen (56) angeordnet sind und im wesentlichen radial nach außen abstehen.

6. Erdungsklemme nach einem der Ansprüche 4 oder 5, da durch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil (54) der inneren Platte (36) bezüglich der äußeren Platte (30) elastisch auslenkbar ist.

7. Erdungsklemme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Platte (30) eine größere Dicke als die innere Platte (36) besitzt.

8. Erdungsklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtungen eine Öffnung (68) in der äußeren Platte (30) und einen an der inneren Platte (56) befestigten, radial nach außen abstehenden Zapfen (64) zum Durchgreifen der Öffnung (68) der äußeren Platte (30) umfassen.

9. Erdungsklemme nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen als Schraubbolzen (64) zum Zusammen wirken mit einer Mutter (70) ausgebildet ist.