DE60206688T2

DE60206688T2 - Verbinder für bewehrtes Kabel

Info

Publication number: DE60206688T2
Application number: DE60206688T
Authority: DE
Inventors: Steven Zoltan Muszlay
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2022-04-13
Also published as: US6398586B1; ATE307400T1; EP1255326A1; EP1255326B1; DE60206688D1

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein bewehrtes Kabel wird allgemein in problematischen Umgebungen, wie z. B. im Abwassersystem verwendet, um der Beschädigung durch Ratten zu widerstehen. Das Panzerrohr, das allgemein elektrisch geerdet ist, ermöglicht das elastische Biegen nur mit einem sehr großen Krümmungsradius. In einigen Anwendungsgebieten ist ein Steckverbinder erforderlich, um ein Ende eines bewehrten Kabels mit einer Schaltschrankanordnung zu verbinden, wo das Kabel innerhalb einer Länge von weniger als einem Fuß bis zu 90° gebogen werden kann.
Derartige Kabel können bis zu 216 Drähte enthalten und es ist wichtig, eine Beschädigung der Drähte an der Außenseite einer derartigen Biegung zu vermeiden. Das bewehrte Kabel ist oftmals druckbeaufschlagt, beispielsweise mit trockener Luft oder Stickstoff bei 103,4 kPa (15 Psi) über dem atmosphärischen Druck, um Feuchtigkeit herauszuhalten und Korrosion zu verhindern. Der Steckverbinder sollte einfache Einrichtungen für die Druckbeaufschlagung eines derartigen bewehrten Kabels umfassen.
Die DE-B-10 34 732, die als Grundlage für den Oberbegriff von Anspruch 1 verwendet wurde, zeigt die Kombination eines Steckverbinders und eines Zweidrahtkabels, wobei ein Abschnitt der Kabelmantelanordnung entfernt ist und durch einen aus Kautschuk oder ein anderes elastisch verformbares Material gebildeten Schlauch ersetzt wird. Der Schlauch wird auf der einen Seite mit dem Steckverbinder und auf der anderen Seite mit dem Kabelmantel beispielsweise durch Vulkanisierung verbunden und abgedichtet.
Wenn ein Steckverbinder am Ende des Kabels mit einem entsprechenden Steckverbinder am Schaltschrank verbunden werden soll, werden diese Verbindungen im allgemeinen unter schwierigen Umgebungsbedingungen hergestellt und es ist wünschenswert, für den Techniker eine Anzeige zu schaffen, wann er die beiden Steckverbinder vollständig verbunden hat.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Kombination eines Steckverbinders und eines Kabels gemäß Anspruch 3 sowie ein Verfahren zum Verbinden derselben nach Anspruch 11 geschaffen, bei welchen das Kabel eine Mantelanordnung um eine Vielzahl von Drähten enthält und bei welchen die Kombination eine Biegung bis zu 90° innerhalb eines Raumes mit einer Länge von einem Fuß zulassen muss. Die Mantelanordnung wird abgezogen, sodass vordere Drahtabschnitte verbleiben, die von der Mantelanordnung nicht bedeckt sind und die bis zu Kontakten des Steckverbinders reichen. Ein flexibles Polymer-Overmold hat einen ersten Abschnitt, der um einen Großteil der Länge der unbedeckten Drahtvorderabschnitte gespritzt ist, um sie zu schützen und um die Biegung zu ermöglichen, wobei das Overmold einen hinteren Abschnitt hat, der mit dem ersten Abschnitt (100) des Overmold einstückig ist und der um einen Abschnitt der Mantelanordnung gespritzt ist. Die vorderen Drahtabschnitte sind um mindestens eine halbe Drehung und vorzugsweise mehr um die Kabelachse verdreht, bevor das Overmold gespritzt wird. Das Verdrehen der Drähte führt dazu, dass die Drähte nahe an der Außenseite des Bündels wesentlich weniger Spannung ausgesetzt sind, wenn das Overmold mit Drähten darin um 90° um einen gemäßigten Krümmungsradius gebogen wird, der weniger als einen Fuß beträgt.
Das Overmold hat vorzugsweise mehrere radial nach außen vorspringende Flansche, die über die Länge des Overmold beabstandet sind. Die Flansche sind so aufgebaut, dass sie an der Innenseite einer Biegung mit einem vorbestimmten Krümmungsradius, der geringer ist als die Länge der unbedeckten Drahtabschnitte und mindestens etwa das doppelte des Außendurchmessers des Overmold beträgt, aneinander anliegen.
Wenn ein elektrische Verbindung zwischen einem Metallbewehrungsrohr und dem Steckverbinder erforderlich ist, wird ein Drahtnetzgeflecht vorgesehen, dessen Enden mechanisch und elektrisch mit dem Steckverbinder und dem Bewehrungsrohr verbunden sind, das heißt das hintere Ende geklemmt und um das vordere Ende des Bewehrungsmantelabschnitts verlötet und das vordere Ende um einen Körper des Steckverbinders geklemmt. Vorzugsweise hat ein Großteil der Länge des Geflechts einen Durchmesser, der etwa gleich dem Außendurchmesser des Bewehrungsrohrs ist, aber das vordere Ende des Geflechts hat einen Durchmesser, der mindestens 150% dieser Größe hat. Ein vorderer Abschnitt des Geflechts wird vor dem Umspritzen eng zu einer Kegelform zusammengezogen.
Wenn ein druckbeaufschlagtes Kabel mit Bewehrung benötigt wird, wird ein Ventil an dem Steckverbinder montiert, um die Druckbeaufschlagung des Kabels zu ermöglichen. Das Ventil enthält ein Ventilelement, wie z. B. eine Kugel, die in einem Kanal des Körpers des Steckverbinders liegt und durch eine Feder nach vorne vorgespannt ist. Die zweite Steckverbindereinrichtung an einem Schaltschrank hat ein vorspringendes Rohr, welches das Ventilelement während des Verbindens nach hinten drückt, um den Druckraum in dem zweiten Steckverbinder mit dem Druckraum innerhalb des Kabels zu verbinden.
Um einem Techniker anzuzeigen, dass die beiden Steckverbinder vollständig miteinander verbunden sind, haben die zu verbindenden Steckverbinder vorzugsweise Gehäuse, die durch ein Gewinde verbunden werden und die einen Verriegelungsmechanismus bilden, der anzeigt, wenn die Gehäuse vollständig miteinander verschraubt wurden und der einen Widerstand gegen die Entriegelung bietet. Ein Gehäuse, das einen Kupplungsring bildet, hat einen vorderen Rand mit mehreren Zähnen, während das andere Gehäuse einen auf einem Träger liegenden nach hinten weisenden Vorsprung hat, der axial auslenkbar ist. Bei der Annäherung an die vollständige Gewindeverbindung schleifen die Zähne über den Vorsprung, während sie ihn zunehmend stärker zurückschnappen lassen.
Die neuen Merkmale der Erfindung sind insbesondere in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt. Die Erfindung ist aus der folgenden Beschreibung, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen, am besten verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine auseinandergezogene isometrische Ansicht einer Kombination eines Steckverbinders und eines Kabels sowie einer dazu passenden Steckverbindereinrichtung, die gemäß vorliegender Erfindung aufgebaut sind und die das Kabel sowohl gerade als auch gebogen zeigt.
2 ist eine Schnittansicht der Kombination des Steckverbinders und des Kabels, wobei ebenfalls eine 90°-Biegung dargestellt ist.
3 ist eine isometrische Darstellung des Kabels aus 2, die das freigelegte Drahtbündel nach dem Verdrehen zeigt.
4 ist eine isometrische Ansicht eines Drahtnetzgeflechts, das mit dem Bewehrungsrohr des Kabels und mit dem Steckverbinder verklemmt gezeigt ist.
5 ist eine auseinandergezogene Schnittansicht, die das vordere Verbindungsende des Steckverbinders und das Verbindungsende der Steckverbindereinrichtung aus 1 zeigt, während sie sich zur Verbindung aneinander annähern, um das Druckgasventil zu zeigen.
6 ist eine auseinandergezogene Seitenansicht der Gehäuse des Steckverbinders und der Steckverbindereinrichtung aus 1, wobei das Gehäuse des Steckverbinders im Schnitt gezeigt ist.
7 ist eine isometrische Ansicht des Steckverbindergehäuses aus 6.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine Kombination 10 eines Steckverbinders 12 und eines Kabels 14. Das Kabel 14 enthält eine Mantelanordnung 16, die ein Bewehrungsrohr 20 aus einem Metall, wie z. B. Stahl, und eine kautschukähnliche Abdeckung bzw. Polymerhülle 22 umfasst. Ein Bündel 24 aus zahlreichen Drähten 2S liegt innerhalb der Mantelanordnung. Der Steckverbinder 12 enthält einen Körper 28 mit einem isolierenden Körper 32, der zahlreiche Buchsenkontakte 32 enthält, wobei jeder Kontakt mit dem vorderen Ende eines der Drähte verbunden ist. Der Steckverbinder 12 ist so konstruiert, dass er mit einem zweiten Steckverbinder bzw. einer Steckverbindereinrichtung 34 zusammenpasst, die zahlreiche Stiftkontakte 36 hat. Die Steckverbindereinrichtung 34 hat einen Flansch 40 mit Löchern 42 zur Montage in einem Schaltschrank.
Das Stahlbewehrungsrohr 20 des Kabels hat in seinem Durchmesser Wellen, die seine Biegung erlauben. Das Bewehrungsrohr kann jedoch nur in einem großen Krümmungsradius elastisch gebogen werden, der etwa das 40fache seines Außendurchmessers beträgt, wenn die Beschädigungsfreiheit des Bewehrungsrohrs sichergestellt werden soll. Im Fall eines Bewehrungsrohrs mit 2,5 cm (einem Zoll) Durchmesser führt dies dazu, dass mindestens 50 cm (20 Zoll) in einem Schaltschrankaufbau für eine Biegung um 90° erforderlich sind. Viele Schaltschrankanordnungen erfordern, dass das Kabel innerhalb eines Raumes von weniger als 30 cm (ein Fuß) Länge um 90°gebogen wird.
1 zeigt, dass die Kombination 10 ein Overmold 50 enthält, das flexibel ist und das es erlaubt, dass die Drähte in eine Konfiguration wie etwa bei dem Overmold bei 50A gebogen werden, bei welchem das Kabel bei 14A 90° aus seiner geraden Position 14 verläuft. In den geraden Kabelpositionen ist die Achse 44 des Kabels gerade. Das heißt, dass das Kabel zwar ursprünglich in Richtung von vorne F nach hinten R verläuft, aber um 90° gebogen werden kann.
2 zeigt Details der Kombination 10 des Steckverbinders 12 und des Kabels 14. Ein flexibler Bereich 52, der zwischen dem vorderen Ende des Kabelmantels und dem Steckverbinder verläuft, umfasst freigelegte Drahtvorderabschnitte 54, die nicht von der Mantelanordnung 16 umgeben sind. Dies wird erreicht, indem die Polymerhülle 22 des Mantels abgeschnitten wird, sodass der vordere Rand bei 60 liegt, und indem das Metallbewehrungsrohr 20 abgeschnitten wird, sodass sein vorderer Rand bei 62 bleibt. Nachdem die Polymerhülle 22 und das Bewehrungsrohr 20 zugeschnitten wurden, werden die Vorderenden 64 der Drähte mit den Kontakten 32 des Steckverbinders verbunden. Anschließend wird das Drahtbündel über die freiliegenden Drahtvorderabschnitte 54 um die Kabelachse 44 um mindestens eine volle Umdrehung von 360° und vorzugsweise über drei Umdrehungen gedreht. 3 zeigt die über drei Umdrehungen verdrillten Drähte. Nachdem die freiliegenden Drähte bzw. das freiliegenden Drahtbündel über drei Umdrehungen gedreht wurde, wird es mit einer Kompressionsschicht 66 bedeckt. Diese Kompressionsschicht kann eine Bandschicht sein, die in mehreren Windungen um das gedrehte Drahtbündel gewickelt wird, um es zusammenzupressen und seine weitgehend zylindrische Form aufrechtzuerhalten. Eine alternative, die die Anmelderin bevorzugt, ist ein Schrumpfschlauch, bei dem es sich um einen großen Schlauch handelt, der über das verdrehte Drahtbündel geschoben wird und anschließend erwärmt wird, sodass der Schlauch schrumpft und der Abschnitt zwischen dem vorderen Ende 62 des Bewehrungsrohrs und den Drahtstellen bei 70 zusammengepresst wird, die etwa einen oder zwei Zoll nach hinten R von den vorderen Enden 64 der Drähte beabstandet sind, die an die Kontakte des Steckverbinder angeschlossen sind. Somit hat der Schrumpfschlauch ein vorderes Ende bei 72 in 2.
Der Grund für das Verdrehen des Drahtbündels ist das Vermeiden von Beschädigungen an den Drähten, wenn das Bündel etwa um 90° mit einem Krümmungsradius von etwa vier Zoll gebogen wird. Während einer derartigen Biegung unterliegen die Abschnitte der Drähte nahe an der Außenseite der Biegung einer Spannung, die sie tendenziell dehnt, während die Drahtabschnitte an der Innenseite der Biegung eher einer Kompression ausgesetzt sind. Die Spannung könnte den Bruch der Drähte an der Außenseite der Biegung verursachen. Mit der Drehung verlaufen jedoch die Abschnitte der Drähte an der Außenseite der Biegung nicht parallel zur Außenseite der Biegung, sondern verlaufen in einer Schraubenlinie. Als Resultat neigen die Drähte an der Außenseite der Biegung dazu, sich voneinander zu trennen, anstatt dass sie unter hohe Spannung gesetzt werden und möglicherweise brechen. Obgleich eine Drehung von mindestens 360° bevorzugt ist, bietet eine Verdrehung des Drahtbündels um mindestens eine halbe oder eine dreiviertel Umdrehung um die Kabelachse 44 einen gewissen Schutz gegen die Beschädigung durch Zugspannung.
Nachdem das Drahtbündel verdreht ist und eine Kompressionsschicht aufgebracht ist, wird ein elektrisch leitendes Drahtnetzgeflecht, in 4 bei 80 gezeigt, um den vorderen Abschnitt des Kabels einschließlich der freiliegenden Drahtvorderabschnitte 54 aufgebracht. Das Geflecht hat einen schlauchförmigen hinteren Abschnitt 82 mit etwa dem gleichen Durchmesser wie das Bewehrungsrohr 20 und hat eine Länge in Richtung nach vorne und hinten F, R, die ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt. Das Geflecht hat einen vorderen Abschnitt 84 mit einem Durchmesser, der wesentlich größer als derjenige des schlauchförmigen hinteren Abschnitts 82 ist, um den Steckverbinderkörper 28 zu umgeben. Das hintere Ende 90 des Geflechts ist mechanisch und elektrisch durch eine Schelle 92, die das Geflecht um das Bewehrungsrohr festklemmt, mit dem Bewehrungsrohr 20 verbunden. Zusätzlich ist die Schelle 92 mit dem hinteren Ende 90 des Geflechts und dem Bewehrungsrohr 20 durch die Löcher in dem Geflecht verlötet. Der vordere Teil des Geflechts ist mit einem äußeren Körperteil 94, der den inneren Körperteil 30 umgibt, mechanisch durch eine Schelle 96 verbunden. Es sei angemerkt, dass einer der Kontakte 32 ein Erdungskontakt ist, der an das vordere Ende des Geflechts angeschlossen wird. Das Drahtnetzgeflecht bietet einen Erdungsanschluss und einen EMI-Schutz (elektromagnetische Störungen), der ansonsten durch das Bewehrungsrohr 20 gegeben ist, mit der Ausnahme, dass das Geflecht 80 einer elastischen Biegung um einen kleineren Krümmungsradius unterzogen werden kann.
Nachdem das Geflecht in seiner Position festgeklemmt wurde, wird die Anordnung des Geflechts um eine Kompressionsschicht (beispielsweise Schrumpfschlauch 66), die das verdrehte Drahtbündel umgibt, mit dem Polymer-Overmold 50 umspritzt, wie 2 zeigt. Das Polymer-Overmold hat einen wellenförmigen mittleren bzw. biegsamen Bereich 100, der mehrere axial beabstandete Flansche 102 umfasst, die relativ zu der Kabelachse 44 radial nach außen vorspringen. Die Flansche sind so konstruiert, dass sie aneinander anliegen, wie bei 102A gezeigt, wenn der biegbare Bereich 100 um einen Krümmungsradius R um 90° gebogen wird. Wenn das Overmold um den Radius R gebogen wird, entspricht die Länge des gebogenen Bereichs des Over mold entlang der gebogenen Kabelachse 44A der Länge zwischen den Orten 104, 106. Wenn die lange zwischen den Orten 104, 106 10 Zoll ist, ist der Krümmungsradius R etwa 6 Zoll. Wenn die Flansche aneinander anliegen, wie bei 102A, trifft jede weitere Biegung des biegbaren Bereichs auf einen wesentlich höheren Widerstand, da die Dicke T des Overmold, das weiter gebogen werden soll, doppelt so groß wie die ursprüngliche Dicke U zwischen den Flanschen ist. Dies verhindert eine "scharfe" Biegung, wie z. B. 360°-Biegung um einen Krümmungsradius, der kleiner ist als der Overmold-Durchmesser, was zu einer "Knickstelle" oder permanenten Biegung in dem Kabel führen kann.
Das Overmold hat einen hinteren Abschnitt 110, der etwa das Doppelte der Dicke U des Overmold an den radial inneren Enden der Flansche aufweist, sodass der hintere Abschnitt 110 wesentlich steifer als der biegbare Bereich 100 ist. Der vordere Teil 112 des Overmold ist hat einen wesentlich größeren Durchmesser, sodass es über den Isolierkörper 30, den Körperteil 94 und die Schelle 96 passt.
Es sei angemerkt, dass dann, wenn das Geflecht 80 eingebaut ist und die Kombination an einem Formwerkzeug angeordnet wird, das Geflecht unter Spannung gesetzt wird, um einen konischen vorderen Geflechtabschnitt 120 zu bilden, der zwischen dem weitgehend zylindrischen hinteren Abschnitt mit kleinerem Durchmesser und dem vorderen Abschnitt mit größeren Durchmesser verläuft. Eine Schelle 122 verhindere die Ausdehnung des Drahtbündels an der Stückseite des konischen Bereichs. Die beiden Schellen 96, 122 halten die Spannung aufrecht. Die Spannung stellt sicher, dass das Geflecht in der Position ist, die es einzunehmen neigt, nachdem die Kombination vollendet ist und eine große nach hinten gerichtete Kraft an das Kabel angelegt wird, wobei der konische Bereich 120 in der besten Konfiguration ist, um eine derartige Zugkraft aufzunehmen.
Das Kabel ist so konstruiert, dass es druckbeaufschlagtes Gas, wie z. B. trockene Luft oder Stickstoff unter einem Druck von beispielsweise einer Atmosphäre enthält. Dies hilft dabei, Feuchtigkeit und korrosive Chemikalien außerhalb zu halten, die andernfalls durch einen beschädigten Abschnitt des Beweh rungsrohrs nach innen dringen könnten. 2 zeigt ein Ventil 130 an dem Vorderende des Steckverbinders und ein Rohr 132, das von dem Ventil zur Mitte des Kabeldurchmessers nach hinten verläuft, um ein derartiges komprimiertes Gas in das oder aus dem Drahtbündel zu transportieren, das innerhalb des Overmold bzw. der Mantelanordnung eines Kabels liegt. 5 zeigt Details des Ventils 130. Das Ventil umfasst ein Ventilelement 131 in Form einer Kugel, die innerhalb eines Kanals 134 liegt. Der Ventilkanal ist in dem Körper 30 des Steckverbinders geformt dargestellt, obgleich er durch eine separates Metallrohr innerhalb des übrigen Kunststoffkörpers gebildet sein könnte. Der Ventilkanal bildet einen Sitz 136 und eine Feder 140 spannt das Ventilelement nach vorne gegen den Sitz vor, um das Entweichen von druckbeaufschlagtem Gas aus dem Kabel zu verhindern. Ein in die Verbindungsfläche 144 bzw. Oberfläche des Steckverbinders 12 verlaufender Eingang 142 ist so konstruiert, dass er ein Rohr 150 an der passenden Steckverbindereinrichtung 34 aufnimmt. Es sei angemerkt, dass die Kontakte 32 des Steckverbinders 12 Buchsenkontakte sind und dass der Steckverbinderkörper Führungskanäle 152 zum Führen der Stifte in die Buchsenkontakte bildet. Der passende Steckverbinder 34 hat Stiftkontakte 160, die von einer Verbindungsfläche 162 bzw. Oberfläche der Steckverbindereinrichtung zum Einführen in die Buchsenkontakte vorspringen. Die Steckverbindereinrichtung hat eine Umfangswand 163, die die Stifte 160 und das Rohr 150 umgibt, um ihre hinteren Enden zu schützen.
Wenn die Steckverbinder aneinander angenähert werden, treten die Stiftkontakte 160 in die Buchsenkontakte 32 ein und das Rohr 150 tritt durch den Eingang 152 in den Ventilkanal 134. Das Rohr schiebt das Ventilelement in die Position 132B zurück. Nach dem vollständigen Einführen stehen Löcher 164 in dem Rohr in Verbindung mit dem Ventilkanal 134, sodass druckbeaufschlagtes Gas aus dem Rohr 150 in den Ventilkanal 134 und durch das Rohr 132 in das Innere des Bewahrungsrohrs des Kabels oder umgekehrt fließen kann. In einigen Fällen ist ein dem Steckverbinder 12 gegenüberliegendes Ende des Kabels mit einem anderen Schaltschrank mit einer Druckgasquelle verbunden. Das Ventil 130 bleibt geschlossen, um das druckbeaufschlagte Gas innen zu halten, bis die Steckverbinder zusammengesteckt werden, um den Gasverlust zu minimieren. Es sei angemerkt, dass es möglich ist, das Rohr 150 an dem Steckverbinder zu bilden und auf Wunsch einen separates Absperrventil vorzusehen, um den Gasverlust im Kabel zu verhindern, bis der Steckverbinder mit einem anderen Steckverbinder, wie etwa demjenigen in einem Schaltschrank, zusammengesteckt wird.
2 zeigt, dass der Steckverbinder 12 einen Kupplungsring in Form eines Gehäuses 170 mit einem Innengewinde 172 umfasst, das mit dem Außengewinde des Gehäuses der passenden Steckverbindereinrichtung in Gewindeeingriff treten kann. 6 und 7 zeigen das Kupplungsringgehäuse 170 und das passende Gehäuse 180 der Steckverbindereinrichtung 34. Das Kupplungsringgehäuse 170 bildet einen Ring 182 mit Zähnen 184. Die Zähne sind eng beabstandet, wobei der fragliche Ring 182 38 Zähne mit einem Teilungswinkel von etwa 9,5° hat. Das passende Gehäuse 180 enthält einen zweiten Zylinder 190, der einen Hauptteil 192 hat und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 194, der einen Träger 196 bildet. Der Träger hat einen Vorsprung 200, der vom übrigen Träger 196 nach hinten R vorspringt. Die gegenüberliegenden Enden des Trägers sind mit dem Hauptteil 192 verbunden.
Während das Kupplungsringsgehäuse 170 auf das Gehäuse 180 aufgeschraubt wird, nähern sich die Zähne 184 an den Vorsprung 200 an. Anfänglich streift der Zahnkopf oder das axial am weitesten vorne liegende Ende 210 eines Zahnes an dem Vorsprung 200 vorbei. Der Zahnkopf jedes Zahnes liegt axial vor den Zahntal oder Zahnzwischenraum 211. Der Zahnkopf jedes Zahnes kann dann in Umfangsrichtung über den Vorsprung 200 bewegt werden, jedoch gegen einen mäßigen Widerstand und mit einem dabei erzeugten "Klickgeräusch". Ein Techniker, der das Kupplungsringgehäuse 170 (oder den in 2 gezeigten äußeren Zylinder 220) dreht, kann den plötzlich erhöhten Widerstand, auf den ein plötzlich verringerter Widerstand gegen das Drehen folgt, fühlen, wenn ein Zahn über den Vorsprung streicht. In den meisten Fällen dreht der Techniker das Kupplungsringsgehäuse, bis vielleicht ein oder zwei zusätzliche Zähne an dem Vorsprung vorbeilaufen, wobei zu diesem Zeitpunkt ein hoher Widerstand gegen das weitere Drehen auftritt. Das "Klickgeräusch" und das zu spürende Klicken, das auf den Techniker übertragen wird, der den Kupplungsring dreht, informieren den Techniker, dass die Gehäuse der beiden Steckverbinder ordnungsgemäß zusammengesteckt wurden und dass der Steckverbinder für einen vollständigen Einbau ausreichend gedreht wurde. Es ist erwünscht, dass die Zähne 184 im Winkel um nicht mehr als etwa 15° beabstandet sind, sodass mehrere Zähne an dem Vorsprung vorbeistreichen können, wenn das Kupplungsringgehäuse sich an die vollständig verschraubte Verbindung annähert. Mit einer Teilung von fünfzehn Grad sind mindestens 24 Zähne pro voller Umdrehung vorhanden. Die Anzahl der Zähne, die vorbeistreicht, bevor ein hoher Widerstand gegen das weitere Drehen auftritt, ist auch von der Gewindesteigung und der Elastizität des Trägers 196 abhängig.
In einer Kombination mit dem in 2 gezeigten Aufbau, die die Anmelderin gestaltet hat, hat das Kabel 216 Drähte und der Steckverbinder hat 216 entsprechende Kontakte. Das Bewehrungsrohr hatten Außendurchmesser G von einem Zoll, die Kompressionsschicht 66 hat einen Außendurchmesser von etwa 2,54 cm (ein Zoll), das Drahtnetzgeflecht hat einen Außendurchmesser E von etwa 2,54 cm (ein Zoll) und das Overmold hat einen Außendurchmesser D von 5,08 cm (zwei Zoll). Das heißt, dass die radial äußeren Enden der Flansche auf einem imaginären Zylinder mit einem Durchmesser von 5,08 cm (zwei Zoll) liegen. Der biegbare Bereich 100 des Overmold hat einen Länge von etwa 25,4 cm (10 Zoll) zwischen seinen entgegengesetzten Enden 104, 106. Das Geflecht hat einen Durchmesser innerhalb der Schelle 96 von 8,255 cm (3,25 Zoll). Der Draht ist zwischen einem Ende des freiliegenden Drahtbereichs am Vorderende 62 des Bewehrungsrohrs und dem Vorderende der Kompressionsschicht bei 70 um drei volle Umdrehungen gedreht.
Die Erfindung schafft somit eine Kombination eines Steckverbinders und eines Kabels mit einem stabilen und flexiblen Übergang zwischen dem Kabel und dem Steckverbinder. Ein flexibles Polymer-Overmold ist um die freiliegenden vorderen Drahtabschnitte gespritzt, wobei das Overmold entlang der Achse des Kabels länglich und biegsam ist. Die freiliegenden Drahtvorderabschnitte sind um mindestens eine halbe Umdrehung und vorzugsweise mindestens eine volle Umdrehung um die Kabelachse gedreht, wobei das Overmold um die Drahtvorderabschnitte gespritzt wird, nachdem sie gedreht wurden. Das Overmold hat mehrere radial nach außen vorspringende Flansche, die so aufgebaut sind, dass sie an der Innenseite einer Biegung des Overmold aneinander anliegen, wobei die Biegung einen Krümmungsradius hat, der mindestens das Doppelte des Außendurchmessers des Overmold beträgt. Die freiliegenden Drahtabschnitte sind mit einem elektrisch leitenden Drahtnetzgeflecht umgeben, das über den Großteil seiner Länge etwa den gleichen Außendurchmesser wie das Bewehrungsrohr hat und das eine erweitertes vorderes Ende hat, dass mit einem metallischen Erdungszylinder verklemmt wird, der um den Körper liegt. Ein Übergang des Durchmessers von einem vorderen Abschnitt des Geflechts wird erreicht, indem das Geflecht vor dem Umspritzen in eine konische Form gezogen wird. Das vordere und das hintere Ende des Geflechts werden in ihrer Position festgeklemmt. Ein Ventil zum Leiten von druckbeaufschlagtem Gas in das oder aus dem Kabel hat ein Ventilelement, das durch ein Rohr an der anzuschließenden Steckverbindereinrichtung nach hinten gedrückt wird, um Luft zwischen den Steckverbindern durchtreten zu lassen. Ein Paar Gehäuse oder Zylinder an dem Steckverbinder und der Steckverbindereinrichtung, die während des Zusammensteckens der Steckverbinder zusammengeschraubt werden, sind so aufgebaut, dass eines einen Träger mit einem nach hinten weisenden Vorsprung hat und das andere ein Gehäuse mit einem Zahnring, der sich an den Vorsprung annähert, um eine hörbare und spürbare Rückmeldung zu erzeugen.

Claims

Kombination eines Steckverbinders (12) und eines Kabels (14), bei welcher das Kabel eine Kabelachse (44) hat und das Kabel eine Mantelanordnung (16) und eine Vielzahl von Drähten (26) enthält, die innerhalb der Mantelanordnung liegen, wobei ein vorderer Abschnitt der Mantelanordnung entfernt ist, um die Vorderabschnitte (54) der Drähte unbedeckt zu lassen, wobei jeder Drahtvorderabschnitt ein vorderes Ende (64) hat und der Steckverbinder einen primär isolierenden Körper (28, 30) und eine Vielzahl von in dem Körper montierten Kontakten (32) enthält, wobei jeder unbedeckte Drahtvorderabschnitt zu einem der Kontakte verläuft und jeder Kontakt mit einem vorderen Ende eines der Drahtvorderabschnitte verbunden ist, wobei die Drahtvorderabschnitte (54) mindestens eine halbe Drehung um die Kabelachse gedreht sind, gekennzeichnet durch ein flexibles Polymer-Overmold (50), das einen ersten Abschnitt (100) hat, der um einen Großteil der Länge der Drahtvorderabschnitte (54) gespritzt ist, welches Overmold parallel zu der Kabelachse länglich ist und biegsam ist und welches Overmold einen hinteren Abschnitt (110) hat, der mit dem ersten Abschnitt (100) des Overmold einstückig ist und der um einen Abschnitt der Mantelanordnung gespritzt ist; wobei das Overmold um die Drahtvorderabschnitte (54) gespritzt wird, nachdem die Drahtvorderabschnitte gedreht wurden.
Kombination nach Anspruch 1, bei welcher: das Overmold (50) einen biegsamen Abschnitt (100) hat, der eine Vielzahl von radial nach außen vorspringenden Flanschen (102, 102A) mit radial äußeren Endes bildet, die an einem imaginären Zylinder mit einem vorbestimmten Zylinderdurchmesser (D) anliegen; wobei die Flansche (102, 102A) so konstruiert sind, dass sie an der Innenseite einer Biegung entlang dem biegsamen Abschnitt aneinander anliegen, wobei die Biegung einen Krümmungsradius (R) hat, der mindestens etwa das doppelte des Zylinderdurchmessers (D) beträgt, jedoch nicht mehr als das zehnfache des Zylinderdurchmessers (D).
Kombination nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Mantelanordnung (16) ein Metallbewehrungsrohr (20) enthält, enthaltend: ein elektrisch leitfähiges Drahtnetzgeflecht (80), das einen rohrförmigen hinteren Abschnitt mit einem ersten Durchmesser (E) hat, der etwa gleich dem Außendurchmesser des Bewehrungsrohres ist und eine Länge hat, die einen Vielfaches des ersten Durchmessers beträgt, welches Geflecht einen Vorderabschnitt (84) mit einem Durchmesser hat, der mindestens 150% des ersten Durchmessers beträgt, wobei ein hinteres Ende (90) des Geflechts mechanisch und elektrisch an dem Bewehrungsrohr (20) befestigt ist und wobei ein vorderes Ende des Geflechts an dem Steckverbinder befestigt ist.
Kombination nach Anspruch 3, bei welcher: das Geflecht einen Übergangsbereich (120) hat, der zwischen einem vorderen Ende (70) des hinteren Abschnitts des Geflechts und dem vorderen Abschnitt des Geflechts liegt und eine erste und eine zweite Klemme (96, 122) enthält, wobei die erste Klemme (96) den vorderen Abschnitt des Geflechts an dem Steckverbinder befestigt und wobei die zweite Klemme (122) an dem vorderen Ende des hinteren Abschnitts des Geflechts befestigt ist, wobei das Geflecht entlang dem Übergangsbereich in eine konische Form gezogen ist.
Kombination nach Anspruch 3 und 4, enthaltend: eine Komprimierungsschicht (66) aus Isoliermaterial, die die gedrehten Drahtvorderabschnitte eng umgibt, wobei das Geflecht (80) die Komprimierungsschicht umgibt.
Kombination nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher: die Vielzahl von Drähten um mindestens eine vollständige Umdrehung gedreht ist.
Kombination nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher: die Vielzahl von Drähten ein Bündel (24) aus mindestens einem Dutzend Drähten enthält, die entlang der Kabelachse verlaufen, und das Bündel um mindestens etwa zwei vollständige Umdrehungen um die Kabelachse gedreht ist, um dadurch eine Zuglastbeschädigung an Drahtabschnitten zu vermeiden, die nahe einem radial äußeren Abschnitt des Bündels Biegen, wenn das Bündel um eine Achse (101) gebogen wird, die senkrecht zu der Kabelachse ist.
Kombination nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher das Kabel Gas unter einem über dem atmosphärischen Druck liegenden Druck enthält und der Steckverbinder eine Steckverbinderpassfläche (144) hat, an welcher die Kontakte liegen, und eine passende Steckverbindereinrichtung (34) mit einer Einrichtungspassfläche (162) und mit Kontakteinrichtungen (160) enthält, die an der Einrichtungspassfläche zugänglich sind und die mit dem Kontakten verbindbar sind, welche Kontakte und Kontakteinrichtungen Stifte (160) und Buchsen (32) umfassen, enthaltend: ein an dem Steckverbinder montiertes Ventil (130), welches Ventil ein Ventilelement hat und wobei der Körper einen Kanal (134) bildet, der das Ventilelement umgibt, und einen Sitz (136), der vor dem Ventilelement liegt, welches Ventilelement gegen den Sitz federbeaufschlagt ist, um das Ventil zu schließen, und eine Leitung (132) enthält, die von denn Kanal nach hinten mindestens zu den Drahtvorderenden verläuft; welcher Kanal einen Eingang (142) hat, der an der Steckverbinderpassfläche liegt und zu dem Kanal führt; welche Steckverbindereinrichtung ein Rohr (150) hat, das von der Einrichtungspassfläche nach hinten verläuft und das einen geringfügig kleineren Durchmesser als der Eingang hat, so dass es durch den Eingang in den Kanal vorspringt und das Ventilelement von dem Sitz weg nach hinten bewegt, welches Rohr Seitenwände mit einem Loch (164) hat, das Druckluft durchlässt, um Gas zwischen dem Rohr und dem Kanal durchzulassen; welche Stift- und Buchsenelemente so positioniert sind, dass sie sich miteinander verbinden, wenn das Rohr während des Zusammensteckens der Steckverbinder durch den Eingang tritt.
Kombination nach Anspruch 8, bei welcher: die Kontakte (32) des Steckverbinders Buchsenkontakte sind, die in der Steckverbinderpassfläche eingesenkt sind, und die Kontakteinrichtungen Stiftkontakte (160) sind, die von der Einrichtungspassfläche nach hinten vorspringen, welche Steckverbindereinrichtung eine Umfangswand (163) hat, die von der Einrichtungspassfläche nach hinten vorspringt und die hinteren Enden der Stiftkontakte und ein hinteres Ende des Rohres umgibt.
Kombination nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher der Steckverbinder ein Passende (144) hat und eine zweite Steckverbindereinrichtung (34) enthält, die einen Passende (162) hat, das mit dem Steckverbinder zusammensteckbar ist, indem die Steckverbindereinrichtung entlang einer Steckverbinderachse zu dem Steckverbinder hin bewegt wird, wobei der Steckverbinder und die Steckverbindereinrichtung jeweils ein Gehäuse (170, 180) haben, wobei eines der Gehäuse ein Kupplungsringgehäuse ist, das drehbar ist, und wobei ein Gehäuse (180) ein Außengewinde hat und das andere ein Innengewinde hat und das andere Gehäuse im Gewindeeingriff aufnimmt, enthaltend einen Verriegelungsmechanismus, der dem Auseinanderschrauben der Ge häuse entgegenwirkt und der anzeigt, wann die Gehäuse vollständig miteinander verbunden sind, bei welcher: ein erstes der Gehäuse einen ersten Zylinder mit einer Vorderkante enthält, die mehrere im Winkel um die Achse beabstandete Zähne (184) enthält, wobei die Zähne Zahntäler und Zahnköpfe (210) haben, die von den Zahntälern in Vorwärtsrichtung beabstandet sind; ein zweiter der Steckverbinder einen zweiten Zylinder enthält, der einen Hauptteil (192) hat und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz (194) hat, der einen in Umfangsrichtung verlaufenden, hinter dem Schlitz liegenden Träger (196) bildet, welcher Träger in Umfangsrichtung beabstandete entgegengesetzte Enden hat, die jeweils in den Hauptteil übergehen und welcher Träger einen Vorsprung (200) bildet, der nach hinten vorspringt und der so positioniert ist, dass er mit den Zähnen (184) in Eingriff kommt, wenn die Gehäuse zusammengeschraubt werden.
Verfahren zum Verbinden eines Kabels (14) mit einem Steckverbinder (12), wobei das Kabel eine Kabelachse (44) und eine Vielzahl von Drähten (26) hat, die innerhalb einer Mantelanordnung (16) liegen, die einen rohrförmigen Leiter aus Metall (20) enthält, und wobei der Steckverbinder einen Körper (28, 30) und eine Vielzahl von in dem Körper liegenden Kontakten (32) enthält, umfassend: Abziehen des Mantels, um vordere Drahtendabschnitte (54) unbedeckt zu lassen, und Verbinden der Vorderenden der unbedeckten Drahtendabschnitte mit den Kontakten (32) des Steckverbinders; Drehen der unbedeckten vorderen Drahtendabschnitte um mindestens eine halbe Umdrehung um die Kabelachse; Spritzen eines Overmold (50) um den Körper, um ein Vorderende des metallischen rohrförmigen Leiters (20) der Mantelanordnung und um einen Großteil der Länge der unbedeckten Drahtendabschnitte; wobei der metallische rohrförmige Leiter des Mantels ein Metallrohr (20) ist und der Steckverbinderkörper (28, 30) einen Durchmesser hat, der mehr als 150% des Durchmessers des Metallrohres beträgt; und enthaltend Aufbringen eines rohrförmigen Drahtnetzgeflechts (80) mit einem erweiterten Vorderende (84) um die vorderen Drahtendabschnitte, einschließlich des Festklemmens (92) eines hinteren Endes des Geflechts um das Metallrohr und des Festklemmens (96) eines vorderen Abschnitts des Geflechts um den Körper.