DE9203129U1 - Armatur zum Bilden eines Bördelflansches am Wellrohr eines koaxialen Wellrohrkabels - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE . ., „, ...»

DR. RUDOLF BAUER · DIPL.-ING. HELMUT HüBBUCH DIPL.-PHYS. ULRICH TWELMEIER

WESTLICHE 29-31 (AM LEOPOLDPLATZ)

7530 PFORZHEIM (WEST-germany)

TELEFON (0 72 31) 10 22 90/70 TELEFAX (0 72 31) 10 11 44 TELEX 783 929 patmad TELEGRAMME: PATMARK

09.03.1992 TW/Be

Wilhelm Sihn jr. KG., D-7532 Niefern-Öschelbronn

Armatur zum Bilden eines Bördelflansches am Wellrohr eines koaxialen WeHrohrkabeis

Beschreibung:

Die Erfindung geht aus von einer Armatur zum Bördeln von koaxialen Wellrohrkabeln mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Koaxiale Wellrohrkabel dienen der übertragung von elektrischen Hochfrequenzsignalen. Sie bestehen aus einem meist hohlzylindrischen metallischen Innenleiter, einem den Innenleiter mit Abstand koaxial umgebenden metallischen Wellrohr als Aussenleiter und einem zwischen Innenleiter und Aussenleiter angeordneten, elektrisch isolierenden Kunststoff, welcher als Dielektrikum dient und den Innenleiter und den Aussenleiter in ihrer koaxialen Relativlage hält. Das Dielektrikum hat normalerweise eine hohlzylindrische Gestalt und füllt die Wellen des Aussenleiters nicht aus, kann aber durch elastische Verformung geringfügig in den Bereich der Wellen hineingedrückt werden. Ein Wellrohr

im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu unterscheiden von einem schraubenförmig gewellten Rohr. Anders als bei einem schraubenförmig gewellten Rohr sind bei einem Wellrohr im Sinne der vorliegenden Erfindung alle rechtwinklig zur Längsachse gelegten Schnitte kreisförmig. Um einen koaxialen Stecker am Wellrohrkabel zu befestigen, ist es bekannt, das Kabel im Bereich eines Wellenberges des Aussenleiters abzuschneiden und den an der Trennstelle verbliebenen halben Wellenberg des Aussenleiters nach aussen zu bördeln. Nach der US-PS 4,046,451 geschieht dies mit Hilfe des Kabelsteckers selbst, indem zunächst ein hülsenförmiges, längsgeschlitztes Abfangteil auf das Wellrohr geschoben wird. Die durch die axiale Schlitzung entstandenen Finger des Abfangteils haben verdickte Enden, die federnd in das vorderste Wellental des Aussenleiters eingreifen. Im hinteren, ungeschlitzten Abschnitt des Abfangteils ist ein Aussengewinde vorgesehen, auf welches das mit einem entsprechenden Innengewinde versehene Steckergehäuse aufgeschraubt wird. Im Steckergehäuse ist eine ringförmige Anschlagfläche vorgesehen, welche in der Weise mit den verdickten Enden der Finger des Abfangteils zusammenarbeitet, dass das Wellrohrende dazwischen eingeklemmt und entsprechend der Ausrichtung der klemmenden Flächen nach aussen gebogen (gebördelt) wird. Auf diese Weise ist das Steckergehäuse in einer Weise am Wellrohr festgelegt, dass Zugkräfte, Schubkräfte und Torsionskräfte des Kabels und/oder der Kabelarmatur in den flanschförmigen Bördelrand übertragen werden.

Bei einer Kabelarmatur für ein Wellrohrkabel, welches elektrische Hochfrequenzsignale übertragen soll, muss die Verbindung zwischen dem Wellrohrkabel und der Kabelarmatur aber nicht nur unter mechanischen Gesichtspunkten, sondern auch unter Hochfrequenzgesichtspunkten befriedigend sein. Untersucht man eins größere Anzahl von montierten Steckern gemäss US-PS 4,046,451, stellt man fest, dass hochfrequenzmässige Anpassung unbefriedigend ist, weil die Lage des Bördelflansches Schwankungen unterworfen ist. Offensichtlieh läßt sich die Lage des Bördelflansches nur sehr schwer reproduzierbar festlegen. Eine reproduzierbare Lage des Bördelflansches in Bezug auf das abgeschnittene Ende des Wellrohrkabels ist aber wichtig, um ein Hochfrequenzsignal, z.B. ein von einer Antenne kommendes Signal, unter gleichbleibenden, genau definierten Bedingungen phasenrichtig einspeisen zu können. Ist die Lage des Bördelflansches nicht reproduzierbar festzulegen, kann man eine korrekte hochfrequenzmässige Anpassung nur dadurch erreichen, dass man nach dem Formen des Bördelflansches einen zweiten Trennschnitt am Innenleiter durchführt, was mühsam ist und beim Beispiel der US-PS 4,046,451 erfordert, dass man das Steckergehäuse vom Kabel wieder entfernt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf

einfachere Weise für eine reproduzierbare Lage des Bördelflansches zu sorgen, so dass nachträgliche Trimmarbeiten am Innenleiter entbehrlich sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Armatur mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Anders als beim Stand der Technik wird das Wellrohrkabel zum Vorbereiten der Montage einer Kabelarmatur nicht im Bereich eines Wellenberges des Wellrohrs abgeschnitten, sondern in der Talsohle eines Tals des Wellrohrs. In einem Tal kann ein Schneidwerkzeug viel einfacher und genauer auf die Talsohle, also die tiefste Stelle des Tales zentriert werden als auf einem Wellenberg auf die Spitze des Wellenberges. Deshalb ist ein durch die Talsohle gelegter Trennschnitt viel leichter und besser reproduzierbar als ein durch den Gipfel eines Wellenberges gelegter Trennschnitt.

Als nächster Schritt wird dann in einem zweiten Tal, welches dem ersten Tal, in welchem das Kabel abgeschnitten wurde, benachbar ist, ein Widerlager festgeklemmt. Durch das Festklemmen des Widerlagers hat dieses eine genauer definierte Lage als im Falle der US-PS 4,046,451, wo zwar die verdickten Enden der Finger des Abfangteils in ein Wellental (dort ist es das erste Wellental) eingreifen, darin aber begrenzt ver-

schieblich sind.

Schließlich wird das Wellrohr durch Drücken gegen sein Ende in seiner Längsrichtung gestaucht, bis es an das fixierte Widerlager anschlägt. Hierdurch wird der vor dem Widerlager befindliche Wellenberg des Wellrohrs aufgefaltet und zusammengeschoben, so dass ein zweilagiger Bördelflansch entsteht. Die Lage dieses Bördelflansches in Bezug auf die benachbarte Schnittfläche des Wellrohrkabels ist so gut reproduzierbar, dass nachträgliche Trimmarbeiten am Innenleiter entbehrlich sind. Bereits ohne solche Trimmarbeiten erhält man gut reproduzierbare Bedingungen für eine phasenrichtige Einspeisung von Hochfrequenzsignalen. Hinzu kommt, dass der zweilagige Bördelflansch stabiler ist als ein einlagiger Börderflansch, so dass Zugkräfte, Schubkräfte und Torsionskräfte noch sicherer engeleitet und abgefangen werden können als im Falle eines einfachen Bördelflansches, insbesondere dann, wenn man es mit einem einfachen Bördelflansch vergleicht, der nicht rechtwinklig, sondern schräg zur Längsachse des Wellrohrkabels verläuft, wie es in der US-PS 4,046,451 dargestellt ist. Ein rechtwinklig zur Längsachse verlaufender Bördelflansch ist nach der in der US-PS 4,046,451 beschriebenen Methode nicht zuverlässig herstellbar, denn das würde eine rechtwinklig zur Längsachse verlaufende Anschlagfläche im Steckergehäuse erfordern, mit welcher auf das Ende des Wellrohrs eingewirkt wird. Wirkt man aber mit einer rechtwinklig zur Längsachse orientierten Anschlagfläche auf ein im Bereich eines Wellen-

berges abgeschnittenes Wellrohr ein, dann kann man nicht vorhersagen, ob es nach aussen oder nach innen gebördelt wird. Deshalb muss die Anschlagfläche des Steckergehäuses, mit welcher der Bördelflansch gebildet wird, bei der Arbeitsweise nach der US-PS 4,046,451 wie dargestellt konisch ausgebildet sein, so dass sie - im Gegensatz zu der Erfindung - nicht gegen die Schnittfläche des Wellrohrs drückt, sondern in das Wellrohr eintaucht und zur Bildung eines nach aussen gerichteten Bördelflansches gegen dessen Innenfläche drückt.

Eine optimal reproduzierbare Lage des Widerlagers erreicht man, wenn man als Widerlager ein Formteil verwendet, welches einen der Kontur eines Tales eng angepaßten Abschnitt hat. So könnte das Widerlager z.B. aus zwei Halbschalen bestehen, die auf ihrer Innenseite einen Oberflächenabschnitt haben, der der Wellrohroberfläche über den Bereich einer oder sogar mehrerer Wellenlängen nachgebildet ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es genügt, einen der Kontur eines Wellentales eng angepaßten Abschnitt lediglich in das zweite Tal eintauchen zu lassen; er sollte sich dort mindestens bis zur Talsohle, vorzugsweise geringfügig über die Talsohle hinaus erstrecken, wodurch jegliche Längsverschiebbarkeit ausgeschlossen wird. Das Widerlager endet vorzugsweise mit einer rechtwinklig zur Längsachse des Wellrohrkabels verlaufenden Anschlagfläche.

Um einen zweilagigen, rechtwinklig zur Längsachse verlaufenden Bördelflansch zu bilden, benötigt man kein besonderes Werkzeug, vielmehr kann das mit einer besonders ausgebildeten Armatur für das koaxiale Wellrohrkabel geschehen, die ohnehin benötigt wird, um das Wellrohrkabel bestimmungsgemäss anschließen zu können. Das Widerlager kann mit dem Gehäuse der Armatur durch Verschrauben verspannt werden, wobei eine im Gehäuse vorgesehene Anschlagfläche für den Bördelflansch dem Widerlager gegenüberliegt, so dass der zu bildende Bördelflansch zwischen diesen beiden eingespannt werden kann. Damit sich der Bördelflansch bildet, hat die ringförmige Anschlagfläche einen mit dem kleinsten Innendurchmesser des Wellrohrs übereinstimmenden Innendurchmesser, so dass gesichert ist, dass die ringförmige Anschlagfläche, wenn sie gegen das Widerlager verspannt wird, gegen den Rand des im Talboden abgeschnittenen Wellrohrs stößt und dieses zum Doppelflansch falten und stauchen kann. Der Innendurchmesser der ringförmigen Anschlagfläche ist damit um die doppelte Wandstärke des Wellrohrs kleiner als der kleinste Innendurchmesser des Widerlagers, im Gegensatz zur US-PS 4,046, 451, wo die beiden Innendurchmesser übereinstimmen. Wie schon erläutert, erstreckt sich der angepaßte Abschnitt des

Widerlagers im betreffenden Tal des Wellrohrs vorzugsweise bis knapp über die Talsohle hinaus und geht dann in die Anschlagfläche des Widerlagers über, welche vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse der Armatur des Wellrohrkabels verläuft.

Das Widerlager könnte eine mehrfach längsgeschlitzte Hülse sein, deren durch die Schlitzung gebildeten Finger radial einwärts vorspringende, der Kontur des Wellrohrs angepaßte Abschnitte haben; diese Finger könnten durch einen elastischen Ring, z.B. einen O-Ring, gegen das Wellrohr gedrückt werden. Günstiger ist es jedoch, als Widerlager eine Hülse aus zwei Halbschalen zu verwenden, welche um das Wellrohr herumgelegt und durch einen oder mehrere elastomere Ringe zusammengehalten werden. Mit einem solchen Aufbau erzielt man eine höhere Steifigkeit und eine bessere Fixierung des Widerlagers auf dem Wellrohr, insbesondere dann, wenn man darüberhinaus das Gehäuse der Armatur mit einem zylindrischen Innenwandabschnitt versieht, welcher das Widerlager zumindest auf einem Teil seiner Länge im Paßsitz umschließt. In diesem Fall muss der elastomere Ring die beiden Halbschalen nur so lange zusammenhalten, bis das Gehäuse das Widerlager im Paßsitz umschließt. Danach ist der elastomere Ring allerdings nicht wirkungslos, sondern kann immer noch als Dichtung gegen das Eindringen von Feuchtigkeit verwendet werden.

Um das Widerlager und das Gehäuse miteinander zu verspannen, könnte man sie unmittelbar miteinander verschrauben. Günstiger

ist es jedoch, das Gehäuse zweiteilig auszubilden, mit einem Vorderteil und einem Hinterteil, welche miteinander verschraubt sind, wobei am Vorderteil die Anschlagfläche für den Bördelflansch und am Hinterteil ein Bund zum Anschlagen an eine rückwärtige Bundfläche des Widerlagers vorgesehen ist. Bei diesem Aufbau kann man zunächst das Hinterteil über das Wellrohrkabel schieben, dann das Widerlager montieren, dann das Hinterteil über das Widerlager schieben, bis es an diesem anschlägt, dann das Vorderteil ansetzen, wobei es am vorderen Rand des Wellrohrs anschlägt, und es dann mit dem Hinterteil verschrauben, wodurch der vordere Wellrohrabschnitt gegen das Widerlager gestaucht wird. Um das Vorderteil und das Hinterteil miteinander verschrauben zu können, könnte das eine mit einem Aussengewinde und das andere mit einem dazu passenden Innengewinde versehen sein. Die Reibung, die dann beim Verschrauben entsteht, kann man vermeiden, wenn man statt dessen an einem der beiden Teile aussenseitlich Gewindebuchsen und am anderen Teil damit fluchtende Zylinderbuchsen vorsieht und dann die beiden Teile durch aussenseitliche Schrauben miteinander verschraubt,

In den beigefügten Zeichnungen zeigt

Figur 1 ein Wellrohrkabel mit einer teilweise montierten Kabelarmatur in einer teilweise geschnittenen

Seitenansicht, noch ohne das Vorderteil der Kabelarmatur,

Figur 2 die Anordnung aus Figur 1, ergänzt um das Vorderteil der Kabelarmatur, noch vor der Bildung des Bördelflansches,

Figur 3 die Anordnung aus Figur 2 nach Bildung des Bördelflansches ,

Figur 4 als Detail vergrößert das Wellrohrkabel mit auf

dem Wellrohr befestigtem Widerlager vor dem Formen des Bördelflansches, und

Figur 5 als Detail die Anordnung aus Figur 4 nach dem Formen des Bördelflansches.

Das Wellrohrkabel besteht aus einem rohrförmigen metallischen Innenleiter 1, welcher mit einem Kunststoff, insbesondere mit einem Schaumkunststoff, als Dielektrikum 2 ummantelt ist. Auf der zylindrischen Aussenfläche des Dielektrikums 2 liegt ein metallisches Wellrohr 3, welches seinerseits von einem Kabelmantel 4 aus Kunststoff umgeben ist.

Zur Vorbereitung der Montage einer Kabelarmatur wird das Wellrohrkabel auf einem Teil seiner Länge vom Kabelmantel 4 befreit und dann an der Talsohle eines ersten Tales 5 im rechten Winkel zur Längsachse 13 abgeschnitten.

Nun wird das Hinterteil 10 eines Gehäuses auf das Kabel aufgeschoben. Der hintere Abschnitt 14 des Hinterteils 10 hat einen

dem Aussendurchmesser des Kabelmantels 4 angepaßten Innendurchmesser.

Anschließend wird ein aus zwei Halbschalen bestehendes Widerlager 6 um das Wellrohr 3 herumgelegt, und zwar so, dass es mit einem vorderen, an die Kontur eines Tales des Wellrohrs angepaßten Abschnitt 8 in das zweite Tal 9 des Wellrohrs eingreift. Dann wird ein O-Ring 7 über das Widerlager 6 geschoben und in einer Ringnut 15 verankert. Der O-Ring 7 hält die beiden Halbschalen des Widerlagers 6 zusammen. Wie man anhand der Figuren 4 und 5 besonders deutlich sieht, erstreckt sich der angepaßte Abschnitt 8 vom zweiten Wellenberg herkommend bis knapp über die Talsohle des zweiten Wellentals 9 und endet dann in einer rechtwinklig zur Längsachse 13 verlaufenden Oberfläche 16. Daraus folgt, dass das Widerlager 6 in Richtung der Längsachse 13 nicht verschoben werden kann, solange sich das Widerlager 6 nicht dehnt. Dem wirkt einmal der O-Ring 7 entgegen, vor allem aber das Hinterteil 10 des Gehäuses, welches von hinten her über das Widerlager 6 geschoben wird, bis es mit seinem Bund 11 am Übergang vom engeren hinteren Abschnitt 14 zum vorderen weiteren Abschnitt 17 an einer rückwärtigen Bundfläche 12 des Widerlagers 6 anstößt. Der hintere Abschnitt 14 des Gehäusehinterteils 10 umschließt dann den hinteren Abschnitt des Widerlagers 6 im Paßsitz, während sich der vordere Abschnitt des Widerlagers 6 über den O-Ring 7 am vorderen Abschnitt 17 des Gehäusehinterteils 10 abstützt (siehe Figur 2). Der Kabelmantel 4 darf nur so weit entfernt werden, dass der hintere Abschnitt

des Gehäusehinterteils 10 ihn auch dann noch abdeckt, wenn es sich in seiner vorgeschobenen Stellung befindet (Figur 2).

Nun wird das Vorderteil 18 des Gehäuses montiert. Es enthält einen hinteren Abschnitt 19, dessen Innendurchmesser mit dem kleinsten Innendurchmesser des Wellrohrs 3 übereinstimmt und dessen Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des vorderen Abschnitts 17 des Gehäusehinterteils 10 eng angepaßt ist, so dass dieser hintere Abschnitt 19 unter Stauchung des WeIlrohrs 3 ein Stück weit in den vorderen Abschnitt 17 des Gehäusehinterteils 10 eingeschoben werden kann. Auf der Aussenseite des hinteren Abschnitts 19 liegt in einer Ringnut ein O-Ring 20 und anschließend an diese Ringnut hat das Gehäusevorderteil 18 radiale Fortsätze 21 und 22 mit achsparallelen Zylinderbohrungen 23, welche mit Gewindebohrungen 24 im vorderen Abschnitt 17 des Gehäusehinterteils fluchten. In diese Gewindebohrungen 24 werden Schrauben 25 und 26, welche sich durch die Zylinderbohrungen 23 hindurch erstrecken, eingedreht. Dadurch wirkt die Rückseite 27 des hinteren Ab-Schnitts 19 als Anschlagfläche auf das vordere Ende des Wellrohrs 3 ein und staucht es bis zum Anschlag an der Vorderseite 16 des Widerlagers 6 (siehe Figur 3). Wegen der reproduzierbaren Lage des Widerlagers 6 und des damit gebildeten Bördelflansches 28 kann die Eintauchtiefe des Gehäusevorderteils 18 in das Gehäusehinterteil 10 exakt so bemessen werden, dass die Bildung des Bördelflansches 28 beendet ist, wenn die radialen Fortsätze 21 und 22 des Gehäusevorderteils am Gehäusehinterteil 10 anschlagen. Der

Monteur weiß deshalb - ohne den Bördelflansch 28 zu sehen wann die Armatur exakt montiert ist.

Für die Kontaktgabe am Kabelinnenleiter 1 ist im Gehäuse-Vorderteil 18 ein stiftförmiges Innenleiterkontaktteil 29 vorgesehen, welches in einem Ring 30 aus Isolierstoff gehalten ist und sich an seinem hinteren Ende in eine angefaste, geschlitzte Federbuchse 31 fortsetzt, welche beim
Verschrauben des Gehäusevorderteils 18 mit dem Gehäusehinterteil 10 in den hohlen Kabelinnenleiter 1 hineingeschoben wird und dort federnd Kontakt macht.

Die Armatur ist als Stecker ausgebildet. Um sie mit einer dazu passenden Buchse verbinden zu können, trägt das Vorderteil des Gehäuses 18 eine Überwurfmutter 32.

Claims (7)

Ansprüche:

1. Armatur für ein koaxiales Wellrohrkabel mit einem das Wellrohr (3) hülsenförmig umgebenden Widerlager (6)

für einen Bördelflansch (28),

mit einem über das Widerlager (6) geschobenen Gehäuse (10, 18), in welchem eine ringförmige Anschlagfläche (27) für
den Bördelflansch (28) ausgebildet ist, welche dem Widerlager (6) gegenüberliegt, wobei das Gehäuse (10, 18) durch Verschraubung mit dem Widerlager (6) verspannbar ist, und mit einem Innenleiterkontaktteil (29), welches durch einen Isolator (30) im Gehäuse (10, 18) zentriert und gegen das Gehäuse (10, 18) isoliert ist,

dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (6) auf seiner Innenseite einen Abschnitt (8) hat, der der Kontur eines

Tales (9) des Wellrohrs (3) angepaßt ist, dass der Innendurchmesser der ringförmigen Anschlagfläche (27) mit dem kleinsten Innendurchmesser des Wellrohres (3) übereinstimmt und die
lichte Weite des Widerlagers (6) um die zweifache Wandstärke des Wellrohrs (3) größer ist als der Innendurchmesser der
ringförmigen Anschlagfläche (27).

2. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der angepaßte Abschnitt (8) sich im Tal (9) bis knapp über die Talsohle hinaus erstreckt.

3. Armatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Anschlagfläche (27) im Gehäuse (10, 18) rechtwinklig zur Längsachse (13) verläuft und mit einer parallelen Oberfläche (16) des Widerlagers (6) zusammenarbeitet. 5

4. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das Widerlager (6) aus zwei Halbschalen

besteht, die durch einen elastomeren Ring (7) zusammengehalten werden.
10

5. Armatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuse (10, 18) einen zylindrischen Innenwandabschnitt (14) hat, der das Widerlager (6) im Paßsitz umschließt.

6. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das Gehäuse (10, 18) aus einem Vorderteil (18) und einem Hinterteil (10) besteht, welche miteinander verschraubt sind, wobei am Vorderteil (18) die Anschlagfläche (27) für den Bördelflansch (28) und am Hinterteil (10) ein Bund (11) zum Anschlagen an eine rückwärtige Bundfläche (12) des Widerlagers (6) vorgesehen ist.

7. Armatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das

Vorderteil (18) und das Hinterteil (10) durch aussenseitlich angeordnete, achsparallele Schrauben (25, 26) miteinander verschraubt sind.