DE7220093U

DE7220093U - Kupplungshülse zum Verbinden von elektrischen Leitern

Info

Publication number: DE7220093U
Application number: DE7220093U
Authority: DE
Original assignee: Thomas and Betts Corp
Current assignee: ABB Installation Products Inc
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1972-05-29
Publication date: 1972-09-07
Also published as: FR2141087A5; AR197189A1; AU4296872A; ZA721346B; IT957957B; GB1356496A; BE784273A; DE2226070A1; NL7204198A; CA977051A; JPS5310552B1; DE2226070B2; BR7203473D0; US3739460A; DE2226070C3; AU446988B2

Description

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BEÄKEHFELD, Patentanwälte, Köln H Anlage Aktenzeichen ^ (Z- <-^> ^ j J · <-

zur Eingabe vom ΐ'°> . JUHl 197^ VA . Nome d. Anrn. ThOITiaS i Bett

Kupplungshul.se zum Verbinden von elektrischen Leitern

Die Erfindung betrifft eine Kupplungshülse zum Verbinden von elektrischen Leitern und dergleichen bestehend aus einer verformbaren. vorzugsweise metallischen Ir.nenhüise und einer mit radialem Abstand konzentrisch um diese liegenden Au&ennülse, ν obei Innen- und Außenhülse an ihren Enxaen dichtend miteinander verbunden sind, und mit einer Öffnung in der Außenhülse zum Einführen von Druckmitteln.

Bei einem bekannten Verfahren zum Verbinden einer Aujoen- mit einer Innenhülse, die konzentrisch zueinander liegen, wird eine besondere Kappe oder ein Ring auf beide offenen Enden der Anordnung aufgesetzt in der Absicht, eine Abdichtung zu schaffen. Die Abdihtung ist erforderlich, um ein Druckmittel oder eine Sprengstoffladung in den Raum zwischen den beiden Hülsen einzuführen, um die Innenhülse um einen oder mehrere in sie eingeschobene elektrische Leiter ~u verformen. In der Praxis sind die bekannten Verfahren zum Verbinden der Außen- mit der Innenhülse im allgemeinen aufwendig, langwierig und oft wirkungslos. Sie verlangen eine enge Toleranz der miteinander zu verbindenden Teile, die überdies häufig zerstört werden und aus ihrer axialen Ausrichtung austreten. Versuche zum überwinden dieser Schvierigkeiten, wie ein Verschweißen oder ein auf eine andere V/eise durchgeführtes Verbinden der beiden Enden von Innen- und Außenhülse waren ebenso häufig ergebnislos, da die Verbindung nicht ausreichend dicht wurde gegenüber den verhältnismäßig hohen Drücken, die bei der Verformung der Innenhülse zwischen den beiden Hülsen auftreten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungshülse zu schaffen, bei der Innen- und Außenhülse an ihren Enden sicher und licht miteinander verbunden sind.

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Die Erfindung sieht eine Kupplungshülse vor, bei der eine langgestreckte, rohrförmige, dauerhaft verformbare, vorzugsweise metallische Innenhülse in eine vorzugsweise metallische Außenhülse eingeschoben und mit dieser zentrisch ausgerichtet ist, v-obei die Innenseite der Außenhülse an jedem Ende einen konisch zulaufenden Abschnitt aufweist. Ein auf seiner Außenseite konisches, vorzugsweise zylinderisches Keilstück mit vorzugsweise einer Schulter und einem Abschnitt verringerten Durchmessers an seinem Ende größeren Durchmessers wird bei der Fertigung dieser Kupplungshülse in jedes Ende der Innenhülüe eingeschoben, um diese radial zu dehnen und mit den anliegenden konisch anlaufenden Abschnitten der Außenhülse in Berührung zu bringen. Am Ende dieses Dehnvorganges werden die Keilstücke entweder herausgezogen oder in den Enden der Innenhülse belassen. Die Außenhülse wird unmittelbar neben ihren Enden verformt oder auf andere Weise nach innen gebracht, zum Beispiel durch Rollen, Drücken, Rändeln oder auf eine andere geeignete weise, die einen hingriff zwischen den Enden von Außen- und Innenhülse und damit zwischen den Enden der Außenhülse und dem Abschnitt verminderten Durchmessers des Keilstückes bewirkt. Dies erfolgt dort, wo es erforderlich ist, das Keilstück noch stärker in den Enden der Innenhülse festzulegen. Dieses Verfahren läßt sich ohne weiteres zum sicheren Verbinden von zwei geeignet geformten und konzentrisch aufeinander ausgerichteten Hülsen verbinden. Es läßt sich ebenso vorteilhaft zum Herstellen eines verbesserten, aus zwei Hülsen bestehenden Kupplungsstückes verwenden, bei dem es erwünscht ist, eine wirkungsvolle mechanische Verbindung zwischen der Innen- und der Außenhülse wirtschaftlich zu fertigen. Dort, wo die Innenhülse eines solchen Kupplungsstückes insbesondere durch Anwendung eines Druckmittels, einer Explosionsladung oder dergleichen zusammengedrückt und verformt wird, sichert die erfinaungsgemäße Dichtung zwischen den beiden Hülsenenden einen wirkungsvollen Einschluß des Druckmittels auf das gewünschte Gebiet. Im allgemeinen enthält ein solches Kupplungsstück eine verhältnismäßig weiche Innenhülse, die aus einem elektrisch leitenden Material wie weichem Temperkupfer, Aluminium, Messing oder einer Legierung aus diesen Metallen besteht, und aus einer etwas härteren Außenhülse, die aus einem ähnlichen Werkstoff wie die Innenhülse besteht. Das heißt, daß sich die En-

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den der Innenhülse ,^einäß dem erfindungs^emäßen Verfahren leicht raaial dehnen und in enge Anlage mit den anliegenden konisch zulaufenden Abschnitten der Innenseite der Außenhülse drücken lassen Dei einschieben eine» geeignet geformten konisch anlaufender. Teilstückes.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun welter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungshülse,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, dieser Ausführungsform bei einer Stufe von deren Herstellung,

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, dieser Ausführung» form bei einer anderen Stufe von deren Herstellung,

Fig. ¹I eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, dieser Ausführungsform bei einer noch anderen Stufe von deren Herstellung,

Fig. 5 eine Teilseitenansicht, im Schnitt, einer anderen Ausführungsform der Kupplungshülse unter Darstellung eines bestimmten Fertigungsvorganges,

Fig. 6 eine Teilseitenansicht, im Schnitt, einer anderen Ausführungsform der erflndungsgemäßen Kupplungshülse,

Fig. 7 eine Teilseitenansicht, im Schnitt, einer noch anderen Ausführ ungs form der Kupplungshülse,

Fig. 8 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform der Kupplungshülse unter Darstellung eines anderen Fertigungsvorganges ,

Fig. 9 eine Vorderansicht auf eine Kupplungshülse unter Darstellung eines noch anderen Fertigungsvorganges,

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Fig.10 eine Ansicht auf die Stirnseite der mit dem Verfahren gemäß Fig. 9 hergestellten Ausführungsform der Kupplungshülse,

Fi£-Il eine Teilseitenansicht auf das Ende einer Ausführungsform der erffndungsgemäßen Kupplungshülae,

Fig.12 eine Teilseitenansicht auf das Ende einer Ausführungsform einer Kupplungshülse, die gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde, und

Fig.13 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungshülse.

Fig. 1 zeigt eine Kupplungshülse 20. Diese besteht aus einer vorzugsweise aus steifem Material bestehenden Außenhülse 22, die vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff besteht, und aus einer Innenhülse 24, die vorzugsweise eber'ulls aus Metall besteht, jedoch dauerhaft verformbar ist. Die xnnenseite 26 der Außenhülse weist einen konisch zulaufenden Abscnnitt 28 bzw. 30 an jedem Ende 32 bzw. 34 auf. Die Enden weisen weiter nach innen abgewinkelte Schultern 36 und 38 auf. Die beiden Enden 40 und 42 der Innenhülse 24 sind radial gedehnt und liegen in Berührung mit den konischen Abschnitten 28 und 30 der Außenhülse 22. Die gegenseitige Anlage der Enden von Innen- und Außenhülse wird bewirkt durch |j(eilstücke 44 und 46. Beide Keilstücke 44 und 46 weisen je eine Längsbohrung 48 bzw. 50 auf und eine geeignet anlaufende konische Außenseite bzw. 54, die komplementär zu den konischen Abschnitten 28 und 30 der Innenseite 26 der Außenhülse 22 ausgebildet sind, um die Enden 40 und 42 der Innenhülse 24 in dichten Eingriff mit den konischen Abschnitten 28 und 30 zu drücken. Die Gestalt der konischen Außenseiten 52 und 54 der Keilstücke 44 und 46 richtet sich in erster Linie nach der Gestalt der entgegengesetzt konisch zulaufenden Abschnitte 28 und 30 der Außenhülse 22. Obwohl eine konische Gestalt gezeigt wird, eignen sich auch andere Formen, um die gewünschte Dehnung der Enden 40 und 42 der Innenhülse 24 zu erreichen, damit sich diese Enden eng an die konisch zulaufenden Abschnitte 28 und

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30 der Außenhülse 22 anlegen. Falls die Innenseite 26 der Außenhülse 22 zum Beispiel im wesentlichen sechseckig, recnteckförmig, quadratisch oder eine andere üblicherweise gebräuchliche Geste It aufweisen sollte, wurden die konisch anlaufenden Außenseiten 52 und 5'1 der Keilstücke 44 und 4t> anniich ausgebiiuet werücn, Um die notwendige Dehnung der Enden 40 und 42 der Innenhülse 24 zu bewirken. Jedes Keilstück 44 bzw. 46 ist weiter mit einer Schulter 5ö bzw. 58 ausgestattet, die sich am Ende größeren Durchmessers des Keilstückes befindet und mit den Enden 32 und 34 der Außenhülse 22 in Eingriff gelangt. Damit werden die Keilstücke 44 und 46 sicher in der Innenhülse 24 gehalten, wo dies notwendig oder erwünscht ist. Dies bedeutet, daß sich die Innenhülse 24 schnell, zweckmäßig und sicher mit der Außenhülse 22 verbinden läßt, wobei gleichzeitig eine wirkungsvolle Abdichtung zwischen den Enden der beiden Hülsen geschaffen wird. Zwischen den beiden Hülsen 22 und 24 befindet sich ein Längsspalt 60. Dieser Längsspalt bO nimmt eine bestimmte Menge eines Druckmittels auf, das über eine Öffnung 62 und eine sich anschließende öffnung 61 In der Außenhülse 22 zugeführt wird. Die Kupplungshülse 20 insgesamt läßt sicn damit als wirkungsvoller Verbinder für elektrische Leiter verwenden, wobei sich die Innenhülse 24 bei Ausüben eines Druckes im Längsspalt oO schnell nach innen verformt und die in ihr gehaltenen Leiter sicher erfaßt. Hierbei wird der Zusammenhalt zwischen Innenhülse 24 unc Außenhülse 22 gewährleistet und der in dem Spalt 60 erzeugte Druck aufrechterhalten. Dies ist Voraussetzung für eine wirkungsvolle Verformung der Innenhülse 24. Die beiden Keilstücke 44 und 46 verformen die Enden 40 und 42 der Innenhülse 24 und stellen eine Stütze für diese dar. Trotzdem lassen sie sich nach dem Verforinungsvorgang entfernen. Fig. 13 zeigt das dabei entstehende Bild. Die Enden 32 und

31 der Außenhülse 22 sind um die Enden 40 und 42 der Innenhülse 24 nach einwärts gebogen und halten diese damit in enger Anlage an den konischen Abschnitten 28 und 30 der Innenseite 26 der Außenhülse 22. Damit entsteht ein sicherer Abschluß zwischen den beiden Hülsen 22 und 24.

Die Figuren 2 bis 5 einerseits und 8 bib 9 andererseits zeigen mehrere Stufen aus der Herstellung der Kupplungshülse. Zur Verein

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fachung der Beschreibung und aus Gründen der Übersicnt v/erden diese Fertigungsstufen am Beispiel der Herstellung der in Fig. 1 gezeigten Kupplungs^üise 20 erläutert. Natürlich können diese Fertigungsstufen auch bei der Fertigung anderer Ausfünrungsformen von konz-entriscn zueinander ausgerichteten nülsen verwendet v/erden. 3ei ier Darstellung gemä3 Fig. 2 liegt die Innenhülse 24 im allgemeinen mittig in der Au3ennülse 22 una wird durch einen menrere Durchmesserbereiche aufweisenden Dorn oo in dieser Lage gehalten. Der Dorn 6c weist einen zentrischen Fortsatz 88 auf, der mit enger Passung im Ende 40 der Innenhülse 24 liegt. Zwischen dem Hauptteil 70 und diesem Fortsatz c3 des Domes ου liegt ein Kragen 72 mit vergrößertem Durchmesser, der die Innennülse 24 gegenüber der Außenhülse 22 in ricntiger Lage hält und abstützt. Line Schürze 74 des Domes cd erstreckt sich in unfangsrichtung um dessen Fortsatz 68 und liegt an der Außenflache 76 der Außenhülse 22 an. Damit wird die Außenhülse 22 zusätzlich ausgerichtet und gehalten. An den beiaen anderen Enaen 34 und 42 der Außen- und Innenhülse 22 bzw. 24 ist ein zweiter Dorn 78 angeordnet. Auen dieser weist einen zentrischen Fortsatz 82 und ein Hauptteil 30 auf. Dieser Dorn nimmt ein Keilstück 3m auf, das im wesentlichen den Keilstücken 44 bzw. «z der Kupplungshülse 20 entspricht. Beim Einscnieben des Domes SJ in das offene Ende 42 der Innennülse 24, wie es durch den recn*3 in Fig. 2 gezeigten Pfeil 8b angedeutet wird, drückt die konisch anlaue-fenae Außenfläche 88 des Keilstückes 64 gegen die Innenseite 90 der Innenhülse 24 und dehnt deren Ende 42 radial bis zur Anlage an den konischen Abscnnitt 30 der Innenseite 2b der Außennülse auf. Rechts in Fig. 3 ist dies deutlich zu erkennen. Der Dorn oo wird nun entfernt und das andere Ende 40 der Innenhülse 24 wird durch Einschieben eines Keilstückes 42 in ähnlicher Weise radial gedehnt, wie dies oben in Verbindung mit dem Keilstück 34 erläutert wurde. Auf der linken Seite von Fig. 3 wird hierzu gezeigt, wie aas Keilstück 92 auf einem Dorn 94 aufsitzt, der im I wesentlichen dem Dorn 78 entspricht. Dieser Dorn 78 wird in das Ende 40 der Innenhülse 24 eingeschoben. Gemäß der vorstehenden Beschreibung erfolgen diese beiden Einschiebevorgänge nacheinander. Ebenso können die Keilstücke 84 und 92 jedoch auch gleichzeitig in die Enden 42 und 40 der Innenhülse 24 eingeschoben werden. Hierzu

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werden die beiden Hülsen 24 und 22 zuerst mit der Hand oder auf andere Weise ausgerichtet und die beiden Dorne 78 und 94 werden dann gleichzeitig in die Enden 40 und 42 der Innenhülse 24 eingeschoben. Anschließend wird noch ein weiterer Vorgang ausgeführt. Eine Ausführungsform wird in Fig. 4 gezeigt. Hierbei werden die Enden 32 und 34 der Außenhülse 22 nach innen verformt und mit den Schultern 96 bzw. 98 der Keilstücke 92 bzw. 84 in Eingriff gebracht. Fig. 4 zeigt weiter Formwerkzeuge 100 und 200. Diese wirken von beiden Seiten auf die Enden 32 und 34 der Außenhülse 22 ein. Die Pfeile 104 und 106 geben die Bewegungsrichtung an. Die Formwerkzeuge 100 und 102 werden nach innen geschoben in Richtung auf die Schultern 96 und 98 der Keilstücke 92 und 84. Dabei werden die Enden der Außenhülse auf die Schultern 96 und 98 der Keilstücke 92 bezv/. 84 aufgedrückt. Die Formwerkzeuge 100 und 102 haben eine zweckentsprechende Form. Fig. 9 zeigt als Beispiel, daß Formwerkzeuge 108 und 110 auf ihrer Innenseite ausgea--spart sind, um die Außenhülse 22 angrenzend an ihre Enden 32 und 34 in die Form eines Sechskantes zusammenzudrücken, wie dies bei 112 in den Figuren 10 und 11 gezeigt wird. Selbstverständlich kann die Außenhülse auch in andere Gestalt gedrückt werden. Hierzu sei zum Beispiel auf Achtkantform, auf runde Form, auf ovale Form, auf elliptische Form, auf quadratische Form usw. verwiesen. Die Formwerkzeuge 100 und 102 können entweder als Stoß- oder auch als Drückeinrichtungen verwendet werden. Beide Möglichkeiten sind gleichermaßen wirksam. Die Formwerkzeuge 100 und 102 können den Enden 32 und 34 der Außenhülse 22 auch eine Rändelform verleihen, wie dies bei 114 in Fig. 12 gezeigt wird. Hierzu wird ein geeignet gestaltetes Formwerkzeug am Umfang der Außenhülse 22 abgerollt. Bei Bedarf kann auch einer der beiden in Fig· 3 gezeigten Dorne 78 oder 9¹* (oder auch beide) in die in Fig. 5 gezeigte abgewandelte Form eines Dornes 117 gebracht werden. Fig. 5 zeigt einen Ringabschnitt II6. Dieser Ringabschnitt 116 legt sich an die Enden 32 und 3¹* der Außenhülse 22 an. Fig. 5 zeigt als Beispiel j wie das Ende 3^ der Außenhülse 22 nach innen verforrnt und an die Schulter 58 des zugehörigen Keilstückes angedrückt wird. Andere Möglichkeiten zum Andrücken der Außenhülee an das Keilstück werden in den Figuren 6, 7 und 8 gezeigt. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform v/eist ein Keilstück II8 eine in Umfangsrich-

tung verlaufende Nute 120 auf, in die ein Vorsprung 122 der Außenhülse 124 eingedrückt wird. Das Keilstuck kann mehrere unter gegenseitigem Abstand angeordnete Nuten 120 dieser Art. aufweisen. Fig. 7 zeigt als weitere Ausführungsform, wie das Ende 125 der Auiienhülse 128 in eine oder mehrere Einsparungen 130 eingerollt oder auf andere Weise in diese hineingedrückt wird. Diese Einsparungen 130 sind in Umfangsrichtung verlaufend im verlängerten Ende 132 des Keiles 13^ anget^'-.^ht. Fig. 3 zeigt eine v/eitere Möglichkeit, um die Enden 32 und 3^ der Außenhülse nach innen zu verformen in Eingriff mit den Schultern 56 und 58 der Keilstücke 44 und 46. Hierzu wird ein mit geeigneten Aussparungen versehenes Formwerkzeug 135, 136' mit einer mindestens teilweise schräg verlaufenden Innenseite 138, 138' an das benachbarte Ende 32, 34 der Außenhülse 22 angedrückt. Die Vorschubbewegung erfolgt in Richtung der in Fig. 8 links und rechts eingezeichneten Pfeile 140 und 140'. Gleicnzeitig können die Formwerkzeuge I36 und 136' in Richtung der Pfeile 142 und 142' gedreht wenden. Hierbei werden die Enden 32 und 3^ der Außenhülse weiter verformt. Die Drehbewegung erfolgt gleichzeitig oder im Anschluß an die Vorschubbewegung. Die Formwerkzeuge 136 und 136' werden selektiv mit solcher Geschwindigkeit gegen die Enden 32 und 34 der Außenhülse 22 vorgeschoben, damit dxese entweder durch verhältnismäßig niedrige Druckkräfte oder durch verhältnismäßig rasch vor sich gehende Stoßbewegungen verformt werden. Die Auswahl und die sich hieraus ergebenden Vorteile jeder Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind für Fachleute ersichtlich. Jede Ausführungsform ist ein einfaches, bequemes und unaufwendiges Mittel zum Erreichen der gewünschten Verformung. Man erkennt weiter, daß die hierfür im vorstehenden beschriebenen Vorrichtungen, mit denen die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte durchgeführt werden, nicht nur allein, sondern auch gemeinsam vor- ! teilhaft bei der Fertigung der Kupplungshülse verwendet werden kön-

j nen. Zum Beispiel können die Enden 32 und 3¹* der Außenhülse 22

gleichzeitig oder nacheinander in Längsrichtung und auch radial verformt werden. Hierzu dient zu .1 Beispiel der in Fig. 5 gezeigte Dorn 117 in Zusammenwirkung mit den in Fig. 4 gezeigten Formwerkzeugen 100 und 102. Die Beschreibung dieser zusammengefaßten Verwendung von Formwerkzeugen dient nur als beispielsweise Angabe für

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die vielfältigen Möglichkeiten zum Zusammenfassen bestimm .τ Verfahrensschritte .

Schutzanspri' ehe:

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Claims

Dr.-lng. E. BERKBNFFID · CIpI.-Ing. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln zur Eingabe vom l4.Juni 1972 vA. Name d. Anm. Thomas ti Betts Corporation SCHUTZANSPRÜCHE

1. Kupplungshülse zum Verbinden von elektrischen Leitern und dergleichen bestehend aus einer verformbaren, vorzugsweise metallischen Innenhülse und einer mit radialem Abstand konzentrisch um diese liegenden Außenhülse, die an ihren Enden aichtend miteinander verbunden sind, und mit einer Öffnung in der Außenhülse zum Einführen eines Druckmittels, dadurch gekennzeichnet, aaß die Außenhülse (22, 12-¹·!, 128) axial über die Innenhülse (24) überstent, die Außenhülse (22, 124, 128) an den Enden ihrer Längsbohrung sich konisch erweiternde Abschnitte (28, 30) aufweist, die Enden der Innenhüj-se (24) entsprechend aufgeweitet sind und an den konisch erweiterten Abschnitten (28, 30) der Außenhülse anliegt und je ein mit einer Längsbohrung versehenes Keilstück (44, 46) in die Enden der Innenhülse (24) eingeschoben ist.

2. Kupplungshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilstück (44, 46) konisch geformt ist.

3. Kupplungshülse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilstück (44, 46) an seinem den größeren Durchmesser aufweisenden Außenende eine Schulter (56, 58) zur Anlage in der Außenhülse aufweist.

4. Kupplungshülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (22, 124, 128) nach innen abgewinkelte und mit den Schultern (56, 58) des Keilstückes (44, 46) in Anlage liegende Enden aufweist.

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