DE69733780T2 - Zugentlastungsvorrichtung - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabelzugentlastung der im Oberbegriff von Anspruch 1 definierten Art (DE-C-195 23 795).
- Eine Zugentlastung ist ein Verbindungselement, das mit dem Umfang eines Kabels gekoppelt ist und ermöglicht, dass Kräfte, die in der Längsrichtung des Kabels wirken, d.h. axial wirkende Kräfte, auf eine externe Konstruktion übertragen werden (z.B. einen Kabelschrank). Solch ein Kabel enthält normalerweise ein Bündel einzelner isolierter Leiter, die mit einem gemeinsamen Abschirmgeflecht bedeckt sein können. Oben auf dem Geflecht ist eine Isolierhülse vorgesehen.
- Solche Zugentlastungen sind vorzugsweise elektromagnetisch undurchlässig, d.h. sie liefern eine elektromagnetische Isolierung (EMI), und müssen auch in der Lage sein, Kräfte wirkungsvoll zu übertragen, um so zu verhindern, dass einzelne Fasern in Verbindungskästen oder ähnlichem Zugkräften unterworfen werden.
- Eine bekannte Art einer Zugentlastung, die zu diesem Zweck vorgesehen ist, weist zwei rohrförmige Teile auf, die zusammenwirkende konische Oberflächen aufweisen. Ein Teil (der innere Teil) hat Schlitze, die sich axial von einem Ende davon erstrecken, um so axial sich erstreckende Zungen zu bilden. Wenn die zwei Teile axial zusammengebracht werden, werden die freien Enden der Zungen nach innen gegen die Außenseite des Kabels gebogen. Die äußere Isolierung wird am Ende des Kabels entfernt und das Geflecht wird um das Ende der verbleibenden Isolierhülse zurückgefaltet. Folglich werden, wenn die zwei rohrförmigen Teile zusammengefügt werden, Teile der Geflechtfasern zwischen benachbarten Zungen festgeklemmt. Dies führt oft zu einer nicht zufrieden stellenden Verankerung der Zugentlastung am Kabel.
- Andere bekannte Zugentlastungen schließen ein U-förmiges Element ein, dessen Beine zum Kabel hin gebogen sind, um so einander zu überlappen. Diese Lösung kann zu einer Beschädigung der einzelnen Leiter im Kabel führen und kann auch durch das Überlappen das Auftreten von EMI-Lecks bewirken.
- Früher bekannte Zugentlastungen sind teuer und erfordern die Verwendung von komplexen Vorrichtungen zur Befestigung der Entlastungen an Kabeln und führen auch zu Verbindungen mit wesentlich sich unterscheidenden Qualitäten.
- Folglich ist das Ziel der Erfindung, eine Zugentlastung zu liefern, die an Kabeln mit unterschiedlichen Standarddurchmessern mit Hilfe eines einfachen Werkzeugs befestigt werden kann, um so eine Übertragung von Axialkräften zwischen der gequetschten Hülse (crimped sleeve) und dem Kabel und ein einheitliches Ergebnis bei jeder Gelegenheit zu erhalten.
- Weitere Ziele der Erfindung werden aus dem folgenden Text entweder direkt oder indirekt ersichtlich.
- Dieses Ziel wird vollständig oder teilweise mit der Zugentlastung nach Anspruch 1 erreicht.
- Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den beiliegenden abhängigen Patentansprüchen definiert.
- Die Erfindung betrifft grundsätzlich die Einrichtung einer Zugentlastung für ein möglicherweise abgeschirmtes Kabel, das eine Vielzahl von Leitern enthält, durch Festquetschen (Crimpen) einer Crimphülse an dem Teil des Kabels, an welchem das Geflecht über das Kabel zurückgefaltet wurde, wobei die Crimphülse Mittel enthält, die so wirken, dass sie eine EMI-dichte Kopplung der Hülse mit der Wand eines Vorrichtungsgehäuses an der Kabeldurchführung oder -durchgang erzielen. Crimphülsen dieser Art sind in verschiedenen Durchmessern, Längen und Wandstärken, angepasst an verschiedene Kabeldurchmesser, erhältlich, um so sicherzustellen, dass die Crimphülse wirkungsvoll mit Hilfe eines Crimpwerkzeugs am Kabel verankert wird und damit eine EMI-undurchlässige Kabelverbindung liefert.
- Um zu ermöglichen, dass eine im allgemeinen einheitliche Quetschkraft bei Hülsen unterschiedlicher Durchmesser und unterschiedlicher Wandstärken angelegt wird, weisen die Crimphülsen eine Umfangsnut auf, die die Quetschkraft verringert, die benötigt wird, um die erforderliche Zugentlastungsverankerung der Crimphülse am Kabel zu erzielen.
- Ein Crimpwerkzeug (crimping tool) zum Quetschen solcher Zugentlastungshülsen kann eine Werkzeugrahmenstruktur aufweisen, die zwei im allgemeinen parallele und gegenseitig gegenüberliegende Rahmenelemente aufweist. Zwei gegenüber liegende Crimpeinsätze sind zwischen den Rahmenelementen angeordnet. Die Einsätze enthalten an ihren gegenseitig gegenüberliegenden Seiten Ausnehmungen zum Quetschen einer Hülse mit einem entsprechenden Durchmesser auf ein entsprechendes Kabel. Eine Schraube gelangt mit einem Gewindeloch durch ein Rahmenelement in Eingriff, so dass die Schraube in einer Richtung zum zweiten Rahmenelement hin geschraubt werden kann, um so die zwei Einsätze zusammen zu bringen. Die Einsätze enthalten Mittel zum Führen einer relativen Bewegung in der Richtung. Die zwei Einsätze enthalten auch Federmittel, welche danach streben, die Einsätze in der Richtung auseinder zu schieben.
- Die zwei Rahmenelemente haben flache Ausnehmungen zur Aufnahme und Anordnung der jeweiligen Einsätze. Das Werkzeug kann in Verbindung mit einem Satz von Einsatzpaaren verwendet werden, welche je Quetsch- bzw. Crimpausnehmungen aufweisen, die angepasst sind, um Hülsen mit entsprechend unterschiedlichen Größen zu quetschen. In anderer Hinsicht haben die Einsatzpaare im allgemeinen gleiche äußere Abmessungen, um zu ermöglichen, dass die Einsatzpaare leicht in der Rahmenstruktur ausgetauscht werden können. Aufgrund der relativen Führung der Einsätze und der Federmittel wird das Einsatzpaar automatisch in der Rahmenstruktur gehalten, unmittelbar wenn die Einsätze darin eingesetzt werden, und kann sofort manuell durch ein anderes Paar von Einsätzen ersetzt werden, indem zuerst das eingesetzte Paar von Einsätzen gegen die Wirkung der Federmittel zusammen gedrückt wird und dann die Einsätze aus einer der Ausnehmungen und aus der Rahmenstruktur gekippt werden. Die Ausnehmungen in den Rahmenelementen sind flache Ausnehmungen. Die Rahmenstruktur kann praktischerweise einen länglichen Trägerarm haben, und die Schraube kann einen Hebel aufweisen, um die Drehung der Schraube zu erleichtern.
- Die Erfindung wird nun detaillierter mit Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform davon und auch mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
-
1 zeigt eine erfinderische Zugentlastung, die am Ende eines Kabels befestigt ist und mit der Wand eines Vorrichtungsgehäuses verbunden ist. -
2 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A in1 und zeigt die Zugentlastung bevor sie auf das Ende des Kabels gequetscht wird. -
3 zeigt die Konfiguration der Zugentlastung nachdem sie auf das Ende des Kabels gequetscht wurde. -
4 zeigt ein Werkzeug zum Quetschen der Zugentlastungshülse. -
5 ist eine Schnittansicht eines Crimpwerkzeugeinsatzes. -
1 und2 zeigen ein Kabel1 , das einen Kern2 aufweist, welcher eine Vielzahl von isolierten Leitern24 enthält, wobei der Kern2 mit einem abschirmenden Geflecht3 versehen ist, welches wiederum von einer Kabelhülle4 umgeben ist. Eine Länge der Hülle4 wurde vom äußersten Ende des Kabels1 entfernt und das Geflecht über den verbleibenden Endteil der Hülle4 zurückgefaltet. Eine Zugentlastungshülse10 ist über dem nach hinten gefalteten Abschirmungsteil3' des Endbereichs befestigt dargestellt. Der vordere Teil der Hülse10 weist einen außen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt12 und auch eine nach außen offene Umfangsnut11 zwischen ihren Enden auf. Eine Öffnung13 durch die Hüllenwand, zum Beispiel in der Nut11 , ermöglicht es, sich zu vergewissern, ob die Abschirmung3' unmittelbar unterhalb der Hülse10 angeordnet ist oder nicht.1 zeigt auch die Wand20 eines Vorrichtungsgehäuses. Die Wand20 enthält eine Öffnung21 , welche ein Gewinde aufweist, das mit dem äußeren Gewinde12 an der Hülse in Eingriff gelangt. Die Hülse wird durch die Schraubverbindung12 ,22 an der Wand20 verankert. Die Hülse10 liegt um ihren ganzen Umfang in engem Kontakt mit der Abschirmung3 ,3' und ist über die Schraubverbindung eng mit der Wand20 in Eingriff, so dass die Hülse10 eine EMI-dichte Verbindung mit dem Vorrichtungsgehäuse liefert (vorausgesetzt, dass die Hülse10 und die Wand20 aus einem in dieser Hinsicht geeigneten Material hergestellt sind). - Die Hülse
10 wird auf das Kabel1 gequetscht, um so eine EMI-dichte Verbindung damit zu erhalten. Mit Quetschen ist gemeint, dass die Hülse10 einer plastischen Deformation von einem im wesentlichen kreisförmigen runden Zustand zu einer polygonalen Gestalt unterworfen wird, wie in3 -dargestellt. Solch ein Quetschen der Zugentlastungshülse10 liefert eine hoch dauerhafte Verankerung des Endes des Kabels1 an der Hülse10 mit Bezug auf Zugkräfte oder -belastung, die in er Längsrichtung des Kabels wirken, während gleichzeitig eine EMI-dichte Verbindung zwischen der Hülse10 und dem Kabel1 geschaffen wird, und die isolierten Leiter24 Belastungen unterworfen werden, die im allgemeinen mit Bezug auf die Integrität der Leiter24 sicher sind. - Die Quetsch- bzw. Crimptechnik erfordert eine größere Materialdicke der Hülse
10 im Falle von Kabeln1 mit großem Durchmesser (bei aufrechterhaltenem Quetschdeformationsmuster), was normalerweise bedeutet, dass das Crimpwerkzeug Quetschkräfte ausüben muss, die bei zunehmenden Durchmessern des Kabels1 und der Hülse10 bedeutend zunehmen, durch Versehen größerer Hülsen10 mit einer Umfangsnut11 zwischen ihren Enden kann die Erhöhung der erforderlichen Quetschkräfte, die durch das Crimpwerkzeug ausgeübt werden müssen, begrenzt werden. Dies ermöglicht die Verwendung eines einfachen und damit kostengünstigen Werkzeugs, das austauschbare Einsätze enthält, die eine ganze Reihe von verschieden bemessenen Hülsen10 abdecken, die an Kabel1 mit Standardgrößen angepasst sind. -
4 und5 zeigen ein solches einfaches Werkzeug30 mit zugeordneten Einsätzen40 . - Der Crimpeinsatz
40 weist zwei gegenseitig zusammenwirkende Blöcke41 ,42 auf, die gegenseitig identisch sein können. Jeder der Blöcke41 ,42 hat eine orthogonal parallelepipedische Gestalt und jede der zwei gegenseitig gegenüberliegenden Seiten der Blöcke weist eine Ausnehmung43 auf, wobei die Ausnehmungen zusammen eine hexagonale Öffnung definieren, wenn die Blöcke in gegenseitiger Anlage sind. Die hexagonale Gestalt entspricht der äußeren Endgestalt10' (3 ) der gequetschten Hülse10 . Jeder Block41 ,42 hat einen Führungsstift44 an einer Seite der Ausnehmung43 und eine entsprechende Öffnung oder Loch45 an deren anderer Seite. Eine Schraubenfeder48 ist auf dem Boden jeder Öffnung45 angeordnet. Jeder Block41 ,42 ist damit so ausgelegt, dass der Stift44 eines Blocks41 in das Loch45 im anderen Block passt und umgekehrt. - Obwohl die Blöcke
41 ,42 gegenseitig identisch sind als Ergebnis der dargestellten Konstruktion des Einsatzes40 , ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass die Blöcke41 ,42 mit Bezug auf die Stifte44 , die Löcher45 und die Federn48 unterschiedlich konstruiert werden können, während die Funktion der Blöcke beibehalten wird.4 zeigt einen Werkzeuggriff31 , welcher an einem Ende eine Rahmenstruktur50 aufweist, die durch den Endteil32 des Griffs gebildet ist, ein sogenanntes Joch33 , welches durch zwei Bolzen34 getragen wird, die sich senkrecht durch das Joch33 und durch den Griffteil32 erstrecken und Kräfte aufnehmen, die danach streben, das Joch33 vom Griffteil32 wegzubewegen. Das Joch hat einen mit einer Ausnehmung versehenen Teil36 , der ein benachbartes Ende des Blocks42 aufnimmt. Eine Führungsplatte35 wird an der Innenseite der Rahmenstruktur50 getragen, parallel zum Joch33 . Die Führungsplatte hat ein Ausnehmungsteil36 mit einer Bodenplatte39 , welche längs den Bolzen34 beweglich ist und welche senkrecht zum Griffteil32 liegt. - Wenn die Blöcke
41 ,42 (5 ) zusammengedrückt werden, um so ihre benachbarten Oberflächen46 im wesentlichen in Kontakt miteinander zu bringen, kann der Einsatz40 seitlich in die Rahmenstruktur50 in Ausrichtung mit der Ausnehmung36 eingeführt werden, worauf man den Einsatz40 unter der Wirkung der Feder48 in den in4 dargestellten Zustand expandieren lässt, wo der Einsatz40 so durch die Expansionskräfte der Federn48 gehalten wird. Der Einsatz40 kann nichtsdestotrotz leicht aus der Rahmenstruktur entfernt werden, indem zuerst der Einsatz komprimiert und dann aus der Rahmenstruktur50 gekippt wird. - In
4 ist eine Schraube37 dargestellt, welche durch eine Durchgangsöffnung im Griffteil32 geschraubt ist und gegen die Bodenplatte39 in der Ausnehmung36 in der Platte35 wirkt, um so die Platte35 zum Joch33 hin zu schieben. Die Schraube37 ist mit einem langen seitlichen Hebel38 versehen, mittels welchem ein starkes Drehmoment manuell auf die Schraube versehen, mittels welchem ein starkes Drehmoment manuell auf die Schraube37 ausgeübt werden kann, während gleichzeitig Drehkräften entgegen gewirkt werden kann, indem gegen das Griffende31 gehalten wird. Die Schraube37 und ihr zusammenwirkendes Gewinde im Griff31 bilden einen Übertragungsmechanismus zur linearen Bewegung der Einsatzblöcke41 ,42 zueinander hin, wenn man eine Hülse10 auf den Endabschnitt eines Kabels1 quetscht. - Eine Reihe von Einsätzen
40 , die im wesentlichen identische äußere Abmessungen aber Ausnehmungen43 mit gegenseitig unterschiedlichen Größen haben, können in Verbindung mit dem Werkzeug30 verwendet werden. Diese Einsätze40 können leicht im Werkzeug30 ausgetauscht werden, welches eine extrem einfache Konstruktion aufweist, wie aus dem Vorstehenden offensichtlich wird. - Wenn die Crimphülse mit einer radialen Last, die im allgemeinen gleichförmig in der Längsrichtung der Hülse verteilt wird, fest auf das Kabel gequetscht wird, wird die Hülse an ihren Enden ausgeprägter radial deformiert (d.h. erhält einen kleineren Durchmesser) als in ihrem zentralen Bereich. Diese Wirkung beruht offensichtlich auf der Schwächung der Hülsenwand durch die zentrale Nut
11 . Dies führt dazu, dass der Abschnitt des Kabels, der in der Hülse zwischen ihren Enden liegt, nicht in einem gewissen Maß axial gestreckt wird, was für die Leiter im Kabel schädlich sein könnte. Stattdessen wird der Kabelabschnitt in der Crimphülse zusammengedrückt, wodurch eine schiefe Neigung der Endkanten der Hülse eine besonders wirkungsvolle Übertragung von Axialkräften zwischen der Crimphülse und dem Kabel liefert. - Es wird insbesondere festgestellt, dass die gequetschte Hülse und die Quetschkraft mit allen Leitern, der Leiterisolierung, den Abschirmungen und ähnlichem im Kabel in Eingriff ist, so dass alle Kabelteile eine axiale Kraftkopplung miteinander und mit der gequetschten Hülse erhalten, so dass die Kabelkomponenten keine relative axiale Bewegung erfahren, wenn Axialkräfte angelegt werden. Ferner bietet die Quetschung eine radiale Kompression des Kabels, so dass das Kabel gegen axialen Fluiddurchfluss zwischen den Kabelkomponenten abgedichtet ist. Es wird auch festgestellt, dass die Crimphülse ein einziges ringförmiges Element ist, was die Arbeit beim Befestigen der Hülse erleichtert.
- Obwohl die Crimphülse in
1 mit einer axialen rohrförmigen Erstreckung mit einem äußeren Gewinde dargestellt ist, versteht es sich, dass diese Erstreckung weggelassen werden kann und stattdessen eine separate Hülsenmutter oder ähnliches die Hülse axial mit einer Durchführungshülse mit Außengewinde an ein Vorrichtungsgehäuse oder ähnliches koppelt.
Claims (5)
- Zugentlastung für ein Kabel (
1 ), aufweisend eine Vielzahl von Leitern (24 ), die von einer gemeinsamen Kabelhülle (4 ) umgeben sind, wobei die Zugentlastung eine rohrförmige, ringförmige Crimphülse ist, die auf dem Kabel (1 ) auf die Kabelhülle gequetscht wird, wobei die Crimphülse gequetscht eine hexagonale äußere Form aufweist, und die Crimphülse (10 ) Mittel (12 ) zum Koppeln der Zugentlastungshülse (10 ) an eine Vorrichtungsgehäusewand (20 ) über eine Kabeldurchführung oder -durchgang (21 ) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimphülse (10 ) eine Umfangsnut (11 ) zwischen ihren axialen Enden aufweist, um ein nach außen konvexes axiales Profil für die Innenseite der Hülse, wenn gequetscht, zu liefern, und dass die Nut auf der Außenseite der Crimphülse angeordnet ist. - Zugentlastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimphülse (
10 ) und die Vorrichtungsgehäusewand (20 ) angepasst sind, zum Liefern einer EMI-dichten Verbindung des Kabels (1 ) mit dem Innern des Gehäuses, wobei das Kabel eine Abschirmung (3 ) aufweist, die die Vielzahl der Leiter (24 ) umgibt. - Zugentlastung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimphülse (
10 ) mit der Abschirmung (3 ) in Eingriff ist. - Zugentlastung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand der Crimphülse (
10 ) eine Inspektionsöffnung (13 ) zur Inspektion der Abschirmung (3 ) aufweist. - Zugentlastung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (
3' ) der Abschirmung (3 ) über die Kabelhülle (4 ) zurückgefaltet ist und dass die Crimphülse (10 ) auf den Endteil (3' ) der Abschirmung gequetscht ist.
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