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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Schutzummantelung für
Kabel oder Leitungen, insbesondere Energieübertragungskabel, Fernmeldeverkehrskabel
oder Leitungen für
Flüssigkeiten,
wobei die Schutzummantelung aus mehreren, voneinander unabhängigen,
ineinandergesteckten, rohrförmigen Elementen
besteht, die jeweils winklig drehbar und im Verhältnis zueinander axial verschiebbar
sind, wobei jedes rohrförmige
Element einerseits eine Ringnut und andererseits einen ringförmigen Umfangswulst
aufweist, wobei die Breite der Ringnut größer ist als die Breite des
ringförmigen
Umfangswulstes, und wobei der ringförmige Umfangswulst eines rohrförmigen Elementes
unter Krafteinwirkung in der Ringnut eines angrenzenden rohrförmigen Elementes
in Eingriff gebracht wird und in der ringförmigen Nut so in Eingriff steht,
dass er in der Ringnut axial und winkelförmig verschiebbar ist.
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Es sind bereits Schutzummantelungen
wie die oben definierten bekannt. Diese Ummantelungen weisen eine
Winkelöffnung
zwischen ihren äußersten Enden,
und einen veränderbaren
und regulierbaren Biegeradius auf. Sie werden im Allgemeinen zum Verbinden
geradliniger, praktisch starrer Schutzummantelungen verwendet, um
untereinander Krümmungen
auszubilden, die eine Winkelöffnung
und einen veränderbaren
und regulierbaren Biegeradius aufweisen.
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Eine gegenwärtig verwendete Schutzummantelung
besteht aus rohrförmigen
Elementen, die jeweils zwei praktisch zylindrische Teilstücke mit
unterschiedlichen Durchmessern aufweisen. Die Ringnut ist im Inneren
des zylindrischen Teilstückes
mit großem
Durchmesser ausgespart, und der ringförmige Umfangswulst ist außerhalb,
und am äußersten Ende
des zylindrischen Teilstückes
mit kleinem Durchmesser angeordnet. Der Umfangswulst und die Innennut
sind zylindrisch ausgebildet. Der Innendurchmesser der Nut ist kleiner
als der Außendurchmesser
des Wulstes.
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Die Schutzummantelung weist mehrere Nachteile
auf. Die rohrförmigen
Elemente sind aus einem Werkstoff ausgeführt, der einen ausreichenden Widerstand
bietet, um deren Druckverformung zu verhindern und Stoßbeständigkeit
zu bieten. Wenn die Elemente winklig zueinander geneigt sind, legt sich
der zylindrische Wulst eines Elementes in der zylindrischen Nut
eines angrenzenden Elementes quer, und verformt die Wand des Bodens
der Nut. Einerseits ist es notwendig, eine wesentliche Kraft auszuüben, um
der Schutzummantelung eine gekrümmte
Form zu verleihen und sie in dieser Form zu halten, andererseits
ist die Verbindung zwischen zwei aneinander angrenzenden Elementen
nicht dicht. Um diesen Mangel an Dichtheit zu beseitigen, wird die
Umman telung im Allgemeinen in eine dichte Thermoschrumpfhülle eingefädelt, die
durch Erwärmen
nach der Positionierung der Schutzummantelung in der gewählten Konfiguration
schrumpft. Der Einsatz dieser technischen Lösung ist kostspielig und mühsam.
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Der Gegenstand der unter der Nummer DE-A-39
09839 veröffentlichten,
deutschen Patentanmeldung ist eine Wärmeschutzummantelung für Kabel
oder Leitungen, insbesondere zur Verwendung im Motorraum eines Kraftfahrzeuges.
Diese Ummantelung besteht aus mehreren ineinandergesteckten Verbindungsstücken. Jedes
Verbindungsstück
weist zwei Verbindungsteilstücke
mit halbkugelförmigen äußersten
Enden, mit unterschiedlichen Abmessungen und einander praktisch
ergänzenden
Formen auf. Der Außenradius
des kleinen Teilstückes
mit halbkugelförmigem äußerstem
Ende ist praktisch gleich dem Innenradius des großen Teilstückes mit halbkugelförmigem äußerstem
Ende. Das äußerste Ende
des kleinen Teilstückes
eines Verbindungsteilstückes
wird ein das große
Teilstück
mit ergänzendem, äußerstem
Ende eines angrenzenden Verbindungsstückes hineingesteckt. Sie bilden
zusammen ein Kugelgelenk.
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Diese Schutzummantelung weist große Nachteile
auf. Die aneinander angrenzenden Verbindungsstücke können sich auf Grund der halbkugelförmigen Form
der äußersten
Enden der Teilstücke im
Verhältnis
zueinander nicht axial verlagern, wobei ausschließlich eine
winklige Drehbewegung zwischen den aneinander angrenzenden Verbindungsstücken möglich ist.
Der Biegeradius und die Win kelöffnung
der Schutzummantelung sind somit nicht unabhängig voneinander regulierbar,
und es ist nicht möglich,
die Schutzummantelung in irgendeiner beliebigen, ausgewählten Konfiguration
zu positionieren. Die Schutzummantelung stellt keine gute Dichtheit
sicher, da die Außenfläche eines
kleinen Teilstückes
mit halbkugelförmigem
Ende eines Verbindungsstückes
nur sehr leicht mit der Innenfläche
eines großen
Teilstückes
mit halbkugelförmigem
Ende eines angrenzenden Verbindungsstückes in Berührung steht. Außerdem ist
diese auf Wärmebeständigkeit
ausgelegte Schutzummantelung schlecht angepasst, um Stößen und
Druckverformung zu widerstehen.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht in der Beseitigung dieser Nachteile, indem eine stoß- und druckverformungsbeständige Schutzummantelung
bereitgestellt wird, die im Allgemeinen sehr flexibel ist, und die
eine Winkelöffnung
und einen Biegeradius mit veränderbarer
und regulierbarer Krümmung
aufweist, und deren Verbindungen zwischen den aneinander angrenzenden
rohrförmigen
Elementen eine gute Dichtheit sicherstellen.
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Dieses Ziel wird durch eine Schutzummantelung
erreicht, wie sie im Oberbegriff beschrieben ist, und die dadurch
gekennzeichnet ist, dass die Ringnut eine erste Auflagefläche aufweist,
die den Boden der Ringnut darstellt und deren Querschnitt auf einer
Axialebene einen ersten Kreisbogen definiert, wobei der ringförmige Umfangswulst
eine an seinem Umfang ange ordnete zweite Auflagefläche aufweist
und die erste Auflagefläche
eines rohrförmigen
Elementes mit der zweiten Auflagefläche eines angrenzenden rohrförmigen Elementes
in Berührung
steht und unabhängig
von den verhältnismäßigen Positionen
der angrenzenden rohrförmigen
Elemente eine dichte Verbindung definiert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist
die zweite Auflagefläche
einen Querschnitt auf einer Axialebene auf, der einen zweiten Kreisbogen definiert.
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Der zweite Kreisbogen der zweiten
Auflagefäche
und der erste Kreisbogen der ersten Auflagefläche können praktisch gleiche Biegeradien
aufweisen.
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Der erste und der zweite Kreisbogen
sind vorzugsweise auf der Achse des rohrförmigen Elementes zentriert.
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Gemäß einer Ausführungsvariante
kann jedes rohrförmige
Element mindestens einen in dem ringförmigen Umfangswulst ausgesparten
Ringschlitz aufweisen. Jedes rohrförmige Element kann ein in dem
Ringschlitz untergebrachtes Dichtungselement aufweisen.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausführungsvariante
weist jedes rohrförmige
Element ein erstes Teilstück
und ein zweites Teilstück
auf, die praktisch zylindrisch ausgebildet und koaxial zueinander
angeordnet sind, wobei der Außendurchmesser
des zweiten Teilstückes
kleiner als der Innendurchmesser des ersten Teilstückes ist,
und wobei die Ringnut im Inneren des ersten Teilstückes ausgespart
und der ringförmige
Umfangswulst außerhalb des
zweiten Teilstückes
angeordnet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind
die Breite der Ringnut und die Breite des ringförmigen Umfangswulstes so definiert,
dass der Winkel der winkligen Drehbewegung zwischen zwei aneinander
angrenzenden rohrförmigen
Elementen zwischen einschließlich
1 und 15 Grad, und vorzugsweise annähernd 3 Grad liegt.
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Die vorliegende Erfindung und ihre
Vorteile werden an Hand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verdeutlicht,
wobei:
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1 eine
Axialschnittansicht ist, die einen Teil der Schutzummantelung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt; und
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2 eine
Axialschnittansicht ist, die eine Ausführungsvariante der Schutzummantelung
von 1 darstellt.
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Die Schutzummantelung 10 der
Erfindung besteht aus mehreren, voneinander unabhängigen, ineinandergesteckten
rohrförmigen
Elementen, die dazu bestimmt sind, dass sie winklig drehbar sind und
sich innerhalb bestimmter Grenzen im Verhältnis zueinander axial verschieben
um zu ermöglichen, dass
die Schutzummantelung auf praktisch unabhängige Art und Weise einen verän derbaren
und regulierbaren Biegeradius und eine Winkelöffnung zwischen ihren äußersten
Enden annimmt.
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In 1 sind
zwei aneinander angrenzende rohrförmige Elemente 11, 11' der Schutzummantelung 10 veranschaulicht.
Jedes rohrförmige
Element 11 weist ein erstes Teilstück 12 und ein zweites
Teilstück 13 auf,
die praktisch zylindrisch ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet
sind. Der Außendurchmesser
des zweiten Teilstückes 13 ist
kleiner als der Innendurchmesser des ersten Teilstückes 12. Das
erste Teilstück
ist mit einer in seiner Innenwand ausgesparten Ringnut 14 versehen.
Das zweite Teilstück 13 weist
einen außerhalb,
und praktisch am äußersten
Ende des zweiten Teilstückes
angeordneten, ringförmigen
Umfangswulst 15 auf. Die Breite der Ringnut 14 ist
praktisch größer als
die Breite des ringförmigen
Umfangswulstes 15.
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Der Boden der Ringnut 14 bildet
eine erste Auflagefläche 16,
deren Querschnitt auf einer Axialebene einen ersten Kreisbogen definiert.
Der ringförmige
Umfangswulst 15 weist eine an seinem Umfang angeordnete
zweite Auflagefläche 17 auf,
deren Querschnitt auf einer Axialebene einen zweiten Kreisbogen
definiert.
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Der ringförmige Umfangswulst 15' des rohrförmigen Elementes 11' wird unter
Krafteinwirkung in der Ringnut 14 des angrenzenden rohrförmigen Elementes 11 in
Eingriff gebracht, um einen Eingriff der rohrförmigen Elemente untereinander
zu ermöglichen.
Um das Ineinanderstecken zu erleichtern, weist der ringförmige Um fangswulst 15' eine abgeschrägte bzw.
abgerundete Außenseite 18' auf, die in Richtung
des Äußeren des
rohrförmigen
Elementes 11' gerichtet
ist. Das erste Teilstück 12 weist
an seinem äußersten
freien Ende eine abgeschrägte
bzw. abgerundete Innenseite 19 auf, die in Richtung des Äußeren des
rohrförmigen
Elementes 11 gerichtet ist. Die Schutzummantelung 10 ist
aus einem synthetischen, z. B. wärmeformbaren
Werkstoff hergestellt. Das Ineinanderstecken der rohrförmigen Elemente 11, 11' unter Krafteinwirkung
wird z. B. in warmem Zustand ausgeführt.
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Jedes rohrförmige Element 11 weist
zwei kreisförmige
Verstärkungsrippen 20 auf,
die z. B. an dem Umfang des zweiten Teilstückes 13 zwischen dem
ringförmigen
Umfangswulst 15 und dem ersten Teilstück 12 angeordnet sind.
Diese Verstärkungsrippen 20 ermöglichen
die Steigerung der Starrheit der rohrförmigen Elemente bei gleichzeitiger
Begrenzung der Dicke ihrer Wände.
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Da der Außendurchmesser des zweiten
Teilstückes 13' des Elementes 11' kleiner als
der Innendurchmesser des ersten Teilstückes 12 des angrenzenden
Elementes 11 ist, kann sich das zweite Teilstück 13' winkelförmig drehen
und im Verhältnis
zu dem ersten Teilstück 12 axial
verschieben. Da die Breite der Ringnut 14 des Elementes 11 größer ist
als die Breite des ringförmigen
Umfangswulstes 15' des angrenzenden
Elementes 11',
kann sich der Wulst 15' in
der Ringnut 14 ebenfalls axial verschieben und winkelförmig drehen.
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Die aneinander angrenzenden rohrförmigen Elemente 11, 11' sind so angeordnet,
dass die von dem Boden der Ringnut 14 definierte erste
Auflagefläche 16 des
rohrförmigen
Elementes 11 mit der auf dem ringförmigen Umfangswulst 15' ausgebildeten zweiten
Auflagefläche 17' des angrenzenden
rohrförmigen
Elementes 11' unabhängig von
ihren Positionen im Verhältnis
zueinander in Berührung
steht.
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Der erste und der zweite Kreisbogen
der Auflageflächen 16 und 17' der zwei aneinander
angrenzenden rohrförmigen
Elemente 11 und 11' begünstigen
jeweils die winklige Drehung und die relative axiale Verschiebung
der rohrförmigen
Elemente. Die Schutzummantelung 10 der Erfindung ist folglich
im Allgemeinen sehr flexibel. Darüber hinaus sind die Verbindungen
der aneinander angrenzenden rohrförmigen Elemente unabhängig von
den Positionen der rohrförmigen
Elemente zueinander dicht.
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Der erste Kreisbogen der ersten Auflagefläche 16 der
Ringnut 14 weist einen Biegeradius auf, der z. B. demjenigen
des zweiten Kreisbogens der zweiten Auflagefläche 17 des ringförmigen Umfangswulstes 15 praktisch
entspricht. Der erste und der zweite Kreisbogen können auf
der Achse des rohrförmigen
Elementes 11' zentriert
sein. Aus diesem Grund erhält
man annähernd
eine Kugelgelenkverbindung zwischen zwei aneinander angrenzenden rohrförmigen Elementen 11 und 11'. Die Schutzummantelung 10 ist
somit extrem flexibel, da sich zwei aneinander angrenzende Elemente
im Verhältnis
zueinander sehr leicht winklig drehen können. Es ist zu be merken, dass
sich zwei aneinander angrenzende Elemente unter leichter Krafteinwirkung
immer im Verhältnis
zueinander axial verschieben können.
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In 2 ist
eine Ausführungsvariante
der Schutzummantelung 10 der Erfindung veranschaulicht.
Die Verstärkungsrippen
auf den rohrförmigen Elementen
wurden weggelassen. Jedes rohrförmige Element 11 weist
zwei in dem ringförmigen
Umfangswulst 15 des zweiten Teilstückes 13 ausgesparte Ringschlitze 21 auf.
Die Tiefe der zwei Schlitze 21 entspricht praktisch der
Dicke des Wulstes 15, und die zwei Schlitze 21 teilen
den Wulst 15 axial z. B. in drei Teile mit annähernd gleicher
Breite. Das rohrförmige
Element 11 weist zwei Dichtungselemente 22 wie
z. B. wulstförmige
Dichtungen auf, die in den Ringschlitzen 21 aufgenommen
sind. Die Dichtungen 22, 22' stehen vor dem Ineinanderstecken
der rohrförmigen
Elemente 11, 11' jeweils über das Äußere der
Ringschlitze 21, 21' hervor.
Beim Zusammensetzen der Schutzummantelung 10 werden die
Dichtungen 22' eines
rohrförmigen
Elementes 11' in
ihrem jeweiligen Schlitz 21' durch
die erste Auflagefläche 16 der
Ringnut 14 des angrenzenden rohrförmigen Elementes 11 zusammengedrückt, wobei
sie aus diesem Grund die Dichtheit zwischen zwei aneinander angrenzenden
rohrförmigen
Elementen 11, 11' erhöhen. Es
ist zu bemerken, dass die zusätzliche
Verwendung von Dichtungselementen 22, 22' in den Schlitzen 21, 21' die Begrenzung
des Kontaktdruckes zwischen der ersten Auflagefläche 16, die von dem
Boden der Nut 14 eines rohrförmigen Elementes 11 definiert
wird, und dem auf dem angren zenden rohrförmigen Element 11' ausgebildeten
Wulst 15' ermöglicht.
Der Kontaktdruck steht mit den radialen Abmessungen der Nut und
des Wulstes in Zusammenhang. Dadurch wird eine Schutzummantelung 10 erhalten,
die flexibler ist, und die selbst unter extremen Gebrauchsbedingungen
eine bessere Dichtheit aufweist, z. B. dann, wenn die Ummantelung
in eine unter starkem Druck stehende Flüssigkeit eingetaucht ist.
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Bei den zuvor beschriebenen und veranschaulichten
Ausführungsformen
der Schutzummantelung 10 der Erfindung wird die maximale
winklige Drehung zwischen zwei aneinander angrenzenden rohrförmigen Elementen
durch ihre Formen und ihre Abmessungen, insbesondere durch die Breite
der Ringnut und des ringförmigen
Umfangswulstes begrenzt. Der maximale Winkel der Drehbewegung liegt
z. B. zwischen 1 und 15 Grad und entspricht vorzugsweise 3 Grad.
Im letzteren Fall ist es notwendig, dreißig rohrförmige Elemente ineinander zu
stecken, damit die Schutzummantelung 10 eine Biegung von z.
B. 90 Grad ausbilden kann.
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Die Schutzummantelung 10 kann
insbesondere zum Verbinden von zwei geradlinigen und starren Schutzummantelungen
verwendet werden. Die zwei rohrförmigen
Elemente an den äußersten
Enden der Schutzummantelung 10 werden dann so angeordnet,
dass sie mit den zwei starren, geradlinigen Schutzummantelungen
verbindbar sind.
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Die rohrförmigen Elemente müssen eine
gewisse Starrheit aufweisen, um einen guten Schutz gegen Druckver formung
und gegen Stöße sicherzustellen.
Die Dicke der Wände
der rohrförmigen
Elemente wird durch den verwendeten Werkstoff, durch die bei ihrem
Gebrauch auszuhaltenden Beanspruchungen und durch den gewünschten
Sicherheitskoeffizienten festgelegt. Diese Kriterien können entscheidend
sein, wenn die Ummantelung unterirdisch verlegt wird oder wenn sie
Kabel und/oder z. B. relativ zerbrechliche Leitungen schützt. Die
rohrförmigen Elemente
können
aus einem synthetischen Werkstoff oder einem anderen geeigneten
Werkstoff ausgebildet sein. Es ist offensichtlich, dass der Werkstoff auch
so ausgewählt
werden kann, dass die Ummantelung bestimmte Eigenschaften aufweist,
wie z. B. Beständigkeit
gegen Hitze, eine Strahlung oder eine ätzende Umgebung.
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Die Schutzummantelung der Erfindung
ist einfach herstellbar. Sie ist sehr beständig gegen Stöße und Druckverformung.
Sie ist im Allgemeinen biegsam bzw. flexibel, was ein unbestreitbarer
Vorteil ist, wenn sie an schwer zugänglichen Standorten, wie z.
B. bei der Entwässerung,
in Baugruben oder Ähnlichem
eingesetzt werden muss. Die Schutzummantelung ist modular. Sie kann
unterschiedliche Formen aufweisen, d. h. mit unterschiedlichen Durchmessern,
unterschiedlichen Längen,
indem die Anzahl rohrförmiger
Elemente verändert
wird. Sie passt sich also sehr gut an alle Verlegungskonfigurationen
an. Die winkelförmige Öffnung zwischen
ihren zwei äußersten
Enden kann mit einem für
eine festgelegte Winkelöffnung
ausgewählten
Biegeradius von 0 bis 90 Grad variieren, wenn notwendig, sogar mehr.
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Schließlich ist sie auch vollkommen
dicht. Folglich sind keine zusätzlichen
Einrichtungen oder Vorgänge,
wie z. B. das Verlegen einer bei der Schutzummantelung nach dem
Stand der Technik unabdingbaren dichten Wärmeschrumpfummantelung. Aus
diesem Grund ist sie schließlich
preiswert.