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Title:
EARTHING DEVICE FOR THE ELECTRICALLY CONDUCTIVE JACKET OF A CABLE AND METHOD FOR APPLYING THE EARTHING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/072258
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an earthing device for an electrically conductive jacket of a cable, particularly for aluminium or lead jackets as are used for low voltage cables. An earthing device (100) for an electrically conductive jacket (120) of a cable (116) has a contact element (102) with a connecting line (104) for connection to an earthing point, the contact element (102) being constructed such that it surrounds a periphery of the cable, at least in part, in the mounted state. A retaining element (108, 110) for pressing the contact element (102) onto the electrically conductive jacket of the cable is also provided, the retaining element (108, 110) being constructed such that it surrounds the contact element (102) from the outside in the mounted state and generates a defined electrical contact between the contact element (102) and the electrically conductive jacket (120).

Inventors:
HELLIGE DENNY (DE)
BEHNEKE KLAUS-PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/072958
Publication Date:
May 15, 2014
Filing Date:
November 04, 2013
Export Citation:
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Assignee:
TYCO ELECTRONICS RAYCHEM GMBH (DE)
International Classes:
H01R4/64; H01R4/26; H02G15/068
Domestic Patent References:
WO2011069547A12011-06-16
WO1999029012A21999-06-10
Foreign References:
DE2204163A11972-08-24
US5616036A1997-04-01
US5850056A1998-12-15
EP0118627A11984-09-19
DE1665548A11971-03-25
US4080024A1978-03-21
DE2745832A11978-04-20
DE4407467C21996-07-11
CH674599A51990-06-15
Attorney, Agent or Firm:
KUHL, Dietmar (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Erdungsvorrichtung für einen elektrisch leitfähigen Mantel (120) eines Kabels (1 16), wobei die Erdungsvorrichtung (100) aufweist: ein Kontaktelement (102) mit einer Verbindungsleitung (104) zum Anschließen an einen Erdungspunkt, wobei das Kontaktelement (102) so ausgebildet ist, dass es im montierten Zustand einen Umfang des Kabels wenigstens teilweise umgreift, ein Halteelement (108, 1 10) zum Anpressen des Kontaktelements (102) auf den elektrisch leitfähigen Mantel (120) des Kabels, wobei das Halteelement (108, 1 10) so ausgebildet ist, dass es im montierten Zustand das Kontaktelement (102) von außen umschließt und einen definierten elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktelement (102) und dem elektrisch leitfähigen Mantel (120) erzeugt.

2. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Kontaktelement (102) ein gebogenes Kontaktblech, vorzugsweise aus verzinntem Kupfer, aufweist.

3. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das gebogene Kontaktblech (102) einen im wesentlichen C-förmigen, vorzugsweise kreisbogenförmigen Querschnitt hat.

4. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das gebogene Kontaktblech (102') einen Querschnitt hat, der eine Basis und zwei davon ausgehende Schenkel aufweist.

5. Erdungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsleitung (104) eine Metalllitze aufweist.

6. Erdungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsleitung (104) mit dem Kontaktelement (102) fest verbunden, vorzugsweise verlötet, verschweißt, verschraubt, vernietet oder verpresst ist.

7. Erdungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kontaktelement (102) mindestens einen in Richtung auf den elektrisch leitfähigen Mantel des Kabels herausragenden Kontaktvorsprung (103) aufweist.

8. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 7, die eine Vielzahl von gestanzten oder V- förmigen Kontaktvorsprüngen (103) oder eine Vielzahl von Kontaktschneiden (130) an der Innenseite des Kontaktelements (102) aufweist.

9. Erdungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Halteelement mindestens ein Federelement (108) aufweist, das im montierten Zustand einen federnden Anpressdruck auf das Kontaktelement (102) ausübt.

10. Erdungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Halteelement ein Schellenband mit einem Dehnungsbereich aufweist, das im montierten Zustand um den Umfang des Kabels herumgewickelt ist und das Kontaktelement (102) umschließt.

1 1 . Erdungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Halteelement eine Rollfeder (108) aufweist, die im montierten Zustand um den Umfang des Kabels herumgewickelt ist und das Kontaktelement (102) umschließt.

12. Erdungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine äu ßere Umhüllung (1 10), die vorzugsweise elektrisch isolierend ist.

13. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Umhüllung (1 10) mindestens eine aus einem Warmschrumpfmaterial gebildete Außenschicht (1 12) und mindestens eine aus einem elastischen Material gebildete Innenschicht (1 14) aufweist.

14. Erdungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Umhüllung (1 10) einen elastomerer Kaltschrumpfschlauch, vorzugsweise aus Silikon, aufweist.

15. Verfahren zum Anbringen einer Erdungsvorrichtung an einen elektrisch leitfähigen Mantel eines Kabels, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen eines Kontaktelements mit einer Verbindungsleitung zum Anschließen an einen Erdungspunkt,

Anbringen des Kontaktelements an dem Kabel, so dass es einen Umfang des Kabels wenigstens teilweise umgreift,

Anbringen eines Halteelements zum Anpressen des Kontaktelements auf den Mantel des Kabels, wobei das Halteelement so angebracht wird, dass es im montierten Zustand das Kontaktelement von außen umschließt und einen definierten elektri- sehen Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem elektrisch leitfähigen Mantel erzeugt.

Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassend den Schritt:

Umhüllen des Kontaktelements und des Halteelements mit einem elektrisch isolierenden Schrumpfschlauch.

Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Schritt des Bereitstellens eines Kontaktelements mit einer Verbindungsleitung zum Anschließen an einen Erdungspunkt umfasst:

Stanzen und Biegen eines Kontaktblechs zum Ausbilden eines im Wesentlichen C- förmigen Kontaktelements, wobei eine Vielzahl von Stanzpunkten Kontaktvorsprünge an der dem Kabel zugewandten Seite des Kontaktelements formen.

Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei der Schritt des Bereitstellens eines Kontaktelements mit einer Verbindungsleitung zum Anschließen an einen Erdungspunkt umfasst:

Stanzen und Biegen eines Kontaktblechs, wobei das gebogene Kontaktblech einen Querschnitt hat, der eine Basis und zwei davon ausgehende Schenkel aufweist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei der Schritt des Bereitstellens eines Kontaktelements mit einer Verbindungsleitung zum Anschließen an einen Erdungspunkt umfasst:

Fixieren der Verbindungsleitung an dem Kontaktblech, wobei sie vorzugsweise verlötet, verschweißt, verschraubt, vernietet oder verpresst wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei der Schritt des Anbringens des Kontaktelements an dem Kabel umfasst:

Anklippen des Kontaktelements, wobei das Kontaktelement federnd ausgebildet ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei das Anbringen des Halteelements umfasst:

Umwickeln des an dem Kabel montierten Kontaktelements mit einer Rollfeder.

Description:
ERDUNGSVORRICHTUNG FÜR DEN ELEKTRISCH LEITFÄHIGEN MANTEL EINES KABELS UND VERFAHREN ZUM ANBRINGEN DER ERDUNGSVORRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Erdungsvorrichtung für einen elektrisch leitfähigen Mantel eines Kabels, insbesondere für Aluminium- oder Bleimäntel, wie sie bei Niederspannungskabeln und Mittelspannungskabeln, bei letzteren insbesondere für den Potentialausgleich, Verwendung finden. Beispielsweise sind derartige Erdungsvorrichtungen bei der Verbindung von Vierleiter- oder Dreileitermassekabeln mit Vierleiter- Kunststoffkabeln von Bedeutung und speziell bei der Ausgestaltung entsprechender Übergangsmuffen für eine solche Verbindung. Aber auch für Endabschlüsse von aluminium- oder bleiummantelten Kabeln ist die vorliegende Erfindung einsetzbar.

Aus der DE 27 45 832 A1 ist ein Verbindungsstück zum Anschließen eines Erdleiters an den metallischen Mantel eines elektrischen Leiters bekannt, das eine C-förmige Hülse aus einem biegsamen leitenden Material mit einem ersten Bogenstück und einem zweiten Bo- genstück aufweist. Die C-förmige Hülse wird zur Montage verformt und komplett um den Kabelumfang gebogen und eine ausgestanzte Zunge teilt einen Innenraum dieses Verbindungsstücks in eine den Leiter und eine den Erdleiter aufnehmende Kammer auf.

Die DE 44 07 467 C2 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines abgeschirmten Kabels, beispielsweise an einer Erdungsschiene. Dabei wird auf die freigelegte Ab- schirmung des Kabels eine Quetschhülse aufgecrimpt, die eine hülseneinwärts gerichtete nicht isolierte Zunge zum Einlegen eines Anschlussteils zwischen Zunge und Mantel der Quetschhülse aufweist. Das Anschlussteil ist nach dem Einlegen an der Quetschhülse durch das Aufcrimpen festklemmbar.

Die schweizerische Patentschrift CH 674 599 A5 zeigt eine Kabeleinführung mit in der Durchführung radial wirksamen Federteilen. Die Federteile stellen eine galvanische elektrisch leitende Verbindung zwischen der Kabelabschirmung eines Kabels und dem Gehäuse der Kabeldurchführung her. Dieses Federteil kann aus einem im Wesentlichen V-förmig gebogenen Blech bestehen, das in eine im Inneren der Durchführung angebrachte Ringnut eingesetzt ist. Das heißt, das Federteil ist zwischen dem Kabel und der Durchführung auf- genommen. Für die Kontaktierung des Mantelmaterials werden heutzutage üblicherweise zwei Techniken angewendet, nämlich der sogenannte Rheydterschnitt im Falle von Aluminiumummantelungen und das Anbringen einer einfachen Rollfedererdung im Falle von Bleimänteln. Alternativ ist bekannt eine unmittelbare Lötverbindung anzubringen. Wie beispielsweise aus der Montageanleitung ESD-5920-DE-3/12 für eine Raychem- Übergangsmuffe zur Verbindung von N(A)KBA-Vierleiter oder NAKLEY-Dreileiter-Kabeln mit Vierleiter-Kunststoffkabeln hervorgeht, erfordert insbesondere die Anwendung des Rheydterschnitts großes handwerkliches Geschick und zusätzliches teures Werkzeug. Weiterhin besteht auch stets die Gefahr, dass es zu elektrischen Überschlägen in Folge einer unbeabsichtigten Verletzung der unter dem Aluminiummantel befindlichen Isolationsschichten kommt. Beim Rheydterschnitt wird die Aluminiummantelschicht von der äu ßeren isolierenden Umhüllung befreit und anschließend wird der Aluminiummantel in einem Winkel von 45° spiralförmig aufgeschnitten. Hierzu ist ein spezielles Schneidgerät erforderlich und es besteht, wie bereits erwähnt, die Gefahr, dass zu tief geschnitten wird. Der abgerollte Aluminiummantel wird anschließend geglättet und muss mit Hilfe einer Schere in schmalere Streifen geschnitten werden. Diese Aluminiumstreifen werden übereinander gelegt, mit einem Klebeband fixiert und anschließend von einem Schrumpfschlauch abgedeckt und können in dieser Form von au ßen kontaktiert werden.

Diese bekannte Lösung hat aber weiterhin den Nachteil, dass die Aluminiumstreifen, die der Kontaktierung mit einem Erdungsanschluss dienen, sehr starr sind und sich entsprechend schlecht an gegebenenfalls enge räumliche Beschränkungen anpassen lassen.

Will man dagegen einen Bleimantel erden (N(A)KBA-Kabel), so wird üblicherweise eine Rolle Kupfergewebeband auf den freigelegten Bleimantel aufgewickelt und eine Erdungslitze wird gleichlagig zu dem Erdleiter auf dieses Kupfergewebeband festgelegt. Hierzu werden zwei Lagen einer Rollfeder aufgebracht, die Erdungslitze wird anschließend zurückgefaltet und die Rollfeder vollständig aufgewickelt. Bei dieser bekannten Anordnung wird die Rollfeder mit Isolierband gesichert.

Diese Lösung ist zwar vergleichsweise einfach zu realisieren, hat aber die zusätzlichen Probleme, dass zum einen für das Anbringen der Litze und des Kupfergewebebands zwei separate arbeitsaufwändige Schritte erforderlich sind, und dass zum anderen der Über- gangswiderstand zwischen der Erdungslitze und dem Bleimantel über mehrere Materialgrenzen hindurch definiert wird. Im Fall, dass das Kupfergewebeband nicht ausreichend fest anliegt oder die Oberfläche des Bleimantels nicht ausreichend gereinigt wurde, kann dies zu einem erhöhten Übergangswiderstand führen. Weiterhin ist bei diesen bekannten Lösungen zusammengenommen problematisch, dass zwischen N(A)KBA- und N(A)KLEY-Kablen jeweils unterschieden werden muss und zwei unterschiedliche Erdungssysteme hergestellt und angeboten werden müssen.

Daher besteht die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, darin, eine universell einsetzbare Erdungsvorrichtung für elektrisch leitfähige Kabelmäntel bereitzustel- len, die sicher und kostengünstig montierbar ist und eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen einem Erdungspunkt und dem Mantel sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Dabei basiert die vorliegende Erfindung auf der Idee, bei einer solchen Erdungsvorrichtung ein Kontaktelement vorzusehen, das eine Verbindungsleitung zum Anschließen an einen Erdungspunkt aufweist. Erfindungsgemäß ist das Kontaktelement so ausgebildet, dass es im montierten Zustand den Umfang des Kabels wenigstens teilweise umgreift. Weiterhin besitzt die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung ein Halteelement zum Anpressen des Kontaktelements auf den Mantel des Kabels. Dieses Halteelement ist so ausgebildet, dass es im montierten Zustand das Kontaktelement von au ßen umschließt und einen definierten elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem elektrisch leitfähigen Mantel erzeugt. Auf diese Weise wird das Kontaktelement auf den Mantel des Kabels in definierter Weise aufgepresst. Dadurch, dass das Kontaktelement bereits eine fest angebrachte Verbindungsleitung besitzt, muss im Gegensatz zu der bekannten Kontaktierung von Bleimänteln mit Hilfe der durch Rollfedern befestigten Erdungslitze kein zusätzliches Element bereitgestellt und vor Ort montiert werden. Die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung kann in vorteilhafter Weise sowohl zur Kontak- tierung von Bleimänteln wie auch zum Anschluss an Aluminiummäntel verwendet werden. Für einen Fachmann ist selbstverständlich, dass auch jede andere Art von elektrisch leitfähigen Kabelmänteln mit Hilfe der erfindungsgemäßen Erdungsvorrichtung an einen Er- dungspunkt angeschlossen werden können. Es sind keinerlei Modifikationen sowohl an der Erdungsvorrichtung selbst als auch an der Vorgehensweise bei der Montage erforderlich.

Weiterhin muss zum Anbringen der erfindungsgemäßen Erdungsvorrichtung die metallische Ummantelung lediglich von der Außenisolation freigelegt werden, aber es müssen keine aufwändigen Diagonalschnitte, welche die Gefahr bergen, dass die Isolation der da- runterliegenden Kabel verletzt wird, durchgeführt werden. Insbesondere, wenn derartige Erdungsvorrichtungen angebracht werden, während das Kabel unter Spannung steht, ist dies von essentieller Bedeutung.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Kontaktelement durch ein im Wesentlichen C-förmig gebogenes Kontaktblech, das vorzugsweise aus verzinntem Kupfer herge- stellt ist, gebildet. Diese Materialwahl hat den Vorteil, dass das Blech selbst bereits eine gewisse federende Elastizität und mechanische Stabilität aufweist und während der Montage auf den Mantel so aufgeklippt werden kann, dass es während der weiteren Montageschritte ausreichend fixiert ist. Alternativ kann aber auch jede andere, das Kabel teilweise umschließende Form verwendet werden. Beispielsweise kann das Kontaktelement einen Querschnitt haben, der eine Basis und zwei davon ausgehende Schenkel aufweist. Ein solcher im Wesentlichen U-förmiger Querschnitt hat den Vorteil, dass an den Schenkelinnenseiten auf einfache Weise beliebig geformte Kontaktvorsprünge wie z. B. eine oder mehrere Kontaktschneiden angebracht werden können.

Die Wahl verzinnten Kupfers als Material hat außerdem den Vorteil, dass eine gute elektri- sehe Kontaktgabe sowohl zu einem Aluminium- wie auch zu einem Bleimantel gewährleistet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verbindungsleitung zum Anschließen an einen Erdungspunkt durch eine flexible Metalllitze gebildet. Dadurch ist die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung mechanisch wesentlich flexibler und kann leichter angeschlossen wer- den, als die bekannte Rheydterschnittanordnung bei Aluminiumkabeln, wie sie bisher verwendet wird. Die Verbindungsleitung kann beispielsweise mit dem Kontaktelement verlötet werden, was eine besonders feste und elektrisch zuverlässige Art der Kontaktierung darstellt. Selbstverständlich können aber auch alle anderen bekannten elektrischen Kontaktierungsmöglich- keiten, wie beispielsweise Crimpen oder Nieten, eingesetzt werden. Um den Übergangswiderstand zwischen dem Kontaktelement und dem metallischen Kabelmantel gering zu halten, ist gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Kontaktelement mindestens ein in Richtung auf den Mantel des Kabels herausragender Kontaktvorsprung vorgesehen. Dieser Vorsprung durchdringt eventuell vorhandene, den elektrischen Übergangswiderstand erhöhende Oxidschichten und verbindet daher das Kontaktelement be- sonders sicher sowohl in elektrischer wie auch mechanischer Hinsicht mit dem metallischen Mantel.

Vorzugsweise umfasst das Kontaktelement eine Vielzahl von Stanzpunkten, die als Kontaktvorsprünge an dem Kontaktelement angebracht sind. Solche Stanzpunkte können in besonders einfacher Weise hergestellt werden und bilden zahnartige spitze Vorsprünge, die sich vergleichsweise großflächig an der Oberfläche des Kabelmantels festkrallen können. Alternativ kann auch eine oder mehrere Kontaktschneiden, beispielsweise in Form einer Messerleiste, an der Innenseite des Kontaktelements angebracht werden.

Das Halteelement weist erfindungsgemäß eine Feder auf, die in montiertem Zustand einen federnden Anpressdruck auf das Kontaktelement ausübt. Auf diese Weise wird eine defi- nierte und sichere Fixierung des Kontaktelements auf dem Kabel sichergestellt. Auf besonders einfache Art und Weise kann ein solcher federnder Anpressdruck durch Anbringen einer Rollfeder erreicht werden. Diese ist um den Umfang des Kabels herum gewickelt und umschließt im montierten Zustand das Kontaktelement. Es kann aber auch ein Schellenband mit einem dehnbaren Bereich vorteilhaft verwendet werden, um den federnden An- pressdruck bereitzustellen.

Für eine elektrische Isolierung nach au ßen wie auch für einen Abschluss gegenüber Feuchtigkeit und korrosiven Medien ist an der erfindungsgemäßen Erdungsvorrichtung weiterhin eine elektrisch isolierende Umhüllung vorgesehen.

Diese Umhüllung kann mindestens eine aus einem Warmschrumpfmaterial gebildete Au- ßenschicht und mindestens eine aus einem elastischen Material gebildete Innenschicht aufweisen. Eine solche doppellagige elektrisch isolierende Umhüllung bietet den Vorteil, dass bei Ausdehnung des Kontaktelements und der Rollfeder durch thermische Beanspruchung eine Rückstell kraft erzeugt wird, die es erlaubt, die Rollfeder wieder in den ursprünglichen Zustand zurückzudrücken, wenn sie sich durch Wärmeeinwirkung ausge- dehnt hat. Neben der erwähnten zweilagigen Anordnung können natürlich auch drei- oder mehrlagige Schläuche Verwendung finden. Weiterhin können auch ein- oder mehrlagige Kaltschrumpfschläuche, beispielsweise aus Silikon, als Außenhülle verwendet werden. Die erfindungsgemäße Au ßenhülle muss im Übrigen nicht notwendigerweise elektrisch isolierend sein, sondern kann auch leitfähig oder halbleitend sein. Ein Verfahren zum Anbringen einer Erdungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst zunächst den Schritt des Bereitstellens eines Kontaktelements mit einer Verbindungsleitung zum Anschließen an einen Erdungspunkt. Durch solch eine einteilige Anordnung kann die Montage deutlich beschleunigt werden. In einem nächsten Schritt wird dieses mit der Verbindungsleitung versehene Kontaktelement so an dem Kabel angebracht, dass es den Umfang des Kabels wenigstens teilweise umgreift. Dadurch ist eine vergleichsweise feste mechanische Verbindung bereits ohne zusätzliche Sicherungselemente gewährleistet.

Erfindungsgemäß ist ein Halteelement zum Anpressen des Kontaktelements auf den Mantel des Kabels vorgesehen, wobei das Halteelement so angebracht wird, dass es im mon- tierten Zustand das Kontaktelement von au ßen umschließt. Dieser von au ßen auf das Kontaktelement einwirkende mechanische Druck erhöht die Zuverlässigkeit des elektrischen Kontakts und dient au ßerdem der Erfüllung entsprechender Normvorgaben bezüglich der mechanischen Sicherung einer derartigen Erdungsvorrichtung an einem Kabel.

Wie bereits erwähnt, wird die im Falle einer thermischen Ausdehnung erforderliche Rück- Stellkraft durch Umhüllen des Kontaktelements und des Halteelements mit einem vorzugsweise elektrisch isolierenden Schrumpfschlauch erzielt, der mindestens eine elastische Schicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird das Kontaktelement aus einem Kontaktblech hergestellt, in das eine Vielzahl von Kontaktvorsprüngen eingestanzt wird. Anschließend wird das Blech zum Ausbilden eines im Wesentlichen C-förmigen Querschnitts so gebogen, dass die Kontaktvorsprünge in Richtung auf die Innenseite zu dem Kabelmantel hin orientiert sind. Erfin- dungsgemäß wird an dem Kontaktblech eine Verbindungsleitung fixiert. Dies kann beispielsweise mittels einer Lötverbindung geschehen, selbstverständlich aber auch mit Hilfe einer Crimpverbindung oder über eine oder mehrere Nieten.

Dadurch, dass das Kontaktelement aus einem Metallblech mit einem im Wesentlichen C- förmigen Querschnitt besteht, besitzt es bis zu einem gewissen Grad Federeigenschaften und kann während der Montage an dem Kabel angeklippt werden. Für eine besonders einfache, aber dennoch sichere Fixierung des Kontaktelements an dem Kabel kann eine Rollfeder vorgesehen werden, die um das Kontaktelement herum gewickelt wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen und gleichen Bauteilbezeichnungen versehen. Weiterhin können auch einzelne Merkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen für sich genommen eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische schematische Darstellung eines Bausatzes zum Herstellen einer Erdungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Detail aus Figur 1 ;

Fig. 3 einen ersten Arbeitsschritt beim Anbringen der Erdungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 einen zweiten Arbeitsschritt beim Anbringen der Erdungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 einen dritten Arbeitsschritt beim Anbringen der Erdungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine vierten Arbeitsschritt beim Anbringen der Erdungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 zwei alternative Darstellungen eines fünften Arbeitsschritts beim Anbringen der

Erdungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Detail aus Figur 7; Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Kontaktelements gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform;

Fig. 10 ein Detail aus Figur 9.

Die für die Erdungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung benötigten Elemente werden zunächst anhand der Figur 1 beschrieben. Wie in Figur 1 gezeigt, umfasst die Erdungsvorrichtung 100 (hier in ihren Einzelteilen gezeigt) ein Kontaktelement 102, das fest mit einer Erdungslitze 104 verbunden ist. Diese Erdungslitze 104 stellt eine Verbindungsleitung dar, die in einem Endbereich mit einem definierten Erdungspunkt verbindbar ist (hier nicht dargestellt). Das Kontaktelement 102 besitzt eine im Wesentlichen C-förmige Querschnittsform, so dass es im montierten Zustand den Umfang eines Kabels (hier nicht dargestellt) umgreifen kann. Die Erdungslitze 104 ist durch eine Lötverbindung 106 fest mit dem Kontaktelement verbunden. Zum Fixieren des aufgeklebten Kontaktelements 102 auf dem Kabel wird erfindungsgemäß eine Rollfeder 108 als Halteelement vorgesehen.

Figur 2 zeigt als Detaildarstellung das Kontaktelement 102 aus Figur 1 . Um eine beson- ders gute elektrische Kontaktierung des leitfähigen Kabelmantels zu erreichen, sind an der Innenfläche des Kontaktelements 102 Kontaktvorsprünge in Form von Stanzpunkten 103 vorgesehen. Diese Stanzpunkte 103 sind von au ßen nach innen eingestanzt und bilde daher vergleichsweise scharfkantige Zähne aus, die in die äu ßerste Oberfläche des leitfähigen Kabelmantels eindringen können. Um im Falle einer Aufweitung durch thermische Beanspruchung die Rollfeder 108 und das Kontaktelement 102 mit der erforderlichen Rückstellkraft wieder in den ursprünglichen Zustand zurückzudrücken, ist erfindungsgemäß eine isolierende Hülle 1 10 vorgesehen, die gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen Warmschrumpfschlauch mit einer elastischen Innenschicht gebildet ist. Wie in Figur 1 dargestellt, ist eine äu ßere Schicht 1 12 durch einen Thermoplast gebildet, während eine Innenschicht 1 14 ein Elastomer umfasst. Die isolierende Umhüllung 1 10 kann aber selbstverständlich auch noch weitere Schichten umfassen, falls dies erforderlich ist.

Die elastomere Innenschicht 1 14 ist dabei in der Lage, Verformungen der Rollfeder 108 und des Kontaktelements 102 beispielsweise in Folge von Erwärmung aufzunehmen und bei erneuter Abkühlung die benötigte Rückstellkraft bereitzustellen. Die thermoplastische Warmschrumpfschicht 1 12 übt demgegenüber dauerhaften Druck von außen nach innen aus. Mit Bezug auf die Figuren 3 bis 8 wird nachfolgend die Montage der erfindungsgemäßen Erdungsvorrichtung 100 auf einem Vierleiter-Kabel 1 16 im Detail erläutert.

Wie in Figur 3 dargestellt, wird in einem ersten Montageschritt von dem Kabel 1 16 der isolierende Kabelmantel 1 18 ausreichend weit entfernt. Dadurch liegt der elektrische leitende Aluminium- oder Bleimantel 120 frei. In einem Endbereich des Kabels wird außerdem auch der metallische Mantel 120 entfernt, so dass die Gürtelisolierung 122 freiliegt.

In dem zweiten Arbeitsschritt (s. Figur 4) wird nun das Kontaktelement 102 auf dem elektrisch leitfähigen Mantel 120 aufgeklippt. Der Pfeil 124 symbolisiert die Montagerichtung des Kontaktelements 102. Gemäß der vorliegenden Erfindung und wie in Figur 2 gezeigt, besitzt das Kontaktelement nach innen auskragende Vorsprünge 103, die durch eine Stanzung hergestellt wurden. Diese Vielzahl von zahnähnlichen, scharfkantigen Vorsprüngen durchdringt eventuell vorhandene Oxid- oder Schmutzschichten und greift in den elektrisch leitfähigen Mantel 120 für eine verbesserte Kontaktgabe ein.

Die durch eine Erdungslitze 104 gebildete Verbindungsleitung ist bereits fest mit dem Kon- taktelement 102 (beispielsweise durch eine Lötverbindung) verbunden. Anstelle einer geflochtenen Litze können natürlich auch dickere Drähte verwendet werden. Die Ausführungsform einer Litze hat aber den Vorteil, dass die Verbindungsleitung 104 besonders flexibel und platzsparend ist.

Figur 5 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung nach einem weiteren Arbeitsschritt. Wie hier dargestellt, wurden zum einen die einzelnen Kabeladern 126 freigelegt und zum anderen die Rollfeder 108 angebracht. Wie in Figur 5 dargestellt, hat die Rollfeder 108 in dieser Anordnung zwei Funktionen: Zum einen presst sie das Kontaktelement 102 auf den elektrisch leitfähigen Mantel 120, und zum anderen drückt sie die Erdungslitze 104 auf das Kontaktelement 102, um so einerseits eine Zugentlastung für die Lötverbindung 106 zu schaffen und andererseits eine verbesserte elektrische Kontaktierung zwischen diesen beiden Komponenten über eine größere Fläche sicherzustellen.

Die in Figur 5 gezeigte Verbindung wäre für sich genommen bereits funktionsfähig, wenn man davon ausgehen würde, dass keine thermische Belastung auf die Rollfeder 108 wirkt. Sofern aber durch thermische Belastung das Kabel und der Kabelmantel sich so ausdeh- nen, dass die Rollfeder 108 aufgedrückt wird, besteht die Gefahr, dass die Rollfeder 108 nach dem Abkühlen nicht mehr für eine ausreichende Rückstellkraft sorgen kann. Daher ist als vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Halteelements dieses nicht nur durch die Rollfeder 108 gebildet, sondern umfasst weiterhin eine isolierende Hülle 1 10, die insbesondere in Warmschrumpftechnik über der Rollfeder und dem Kontaktelement 102 montiert wird.

Der Vorgang des Montierens dieser isolierenden Hülle 1 10 ist in Figur 6 dargestellt. Der endgültig montierte Zustand ist in Figur 7 gezeigt. Hier sind die einzelnen Adern au ßerdem noch von aufgeschrumpften Isolierschläuchen abgedeckt. Die beiden Varianten „Schritt 5A" und„Schritt 5B" unterscheiden sich dabei, je nachdem ob eine der beiden Adern einen Erdleiter darstellt. Der Fall, dass eine der Adern der Erdleiter ist, ist in Schritt 5B gezeigt. In diesem Fall wird die Erdungslitze mit in den Isolierschlauch für den Erdleiter eingeführt. Andernfalls läuft die Erdungslitze 104 unabhängig von den vier Adern (s. Schritt 5A).

Die Detaildarstellung der Figur 8 verdeutlicht die Funktionsweise der isolierenden Hülle 1 10. Gemäß dieser Ausführungsform besitzt die isolierende Hülle 1 10 eine thermoplastische Außenschicht 1 12, die im endgültig ausgehärteten Zustand starr ist und Druck nach innen ausübt. Eine elastische Innenschicht 1 14 nimmt den Druck sowohl von außen durch die thermoplastische Außenschicht 1 12, wie auch von innen durch die Rollfeder 108 und das Kontaktelement 102 auf. So sorgt die isolierende Umhüllung 1 10 für eine ausreichende Rückstellkraft nach dem Abkühlen, wenn die gesamte Anordnung thermischer Belastung ausgesetzt war.

Mit Bezug auf die Figuren 9 und 10 wird nachfolgend eine weitere beispielhafte Ausfüh- rungsform des Kontaktelements 102' gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.

Das hier gezeigte Kontaktelement 102' hat im Gegensatz zu dem bisher gezeigten kreisbogenförmigen Querschnitt einen Querschnitt, der eine Basis und zwei davon ausgehende Schenkel aufweist. An der Basis ist die Verbindungsleitung 104, hier beispielhaft eine geflochtene Litze, z. B. mittels einer Lötverbindung fixiert. Selbstverständlich könnte die Ver- bindungsleitung 104 auch an einem der beiden Schenkelbereiche angebracht sein.

Weiterhin unterscheidet sich die in den Figuren 9 und 10 gezeigte Ausführungsform von den bisherigen dadurch, dass anstelle der gestanzten Kontaktvorsprünge 103 an jedem Schenkelbereich des Kontaktelements 102' eine Messerleiste 128 mit jeweils einer Vielzahl von Kontaktschneiden 130 angebracht ist. Diese Messerleisten 128 können bei- spielsweise angelötet, aber auch mit allen sonstigen geeigneten Verbindungsverfahren an dem Kontaktblech angebracht werden. Die Kontaktschneiden 130 funktionieren für die elektrische Kontaktgabe zu dem elektrisch leitenden Kabelmantel analog zu den Stanz- punkten, indem sie für einen erhöhten mechanischen Anpressdruck und ein Durchdringen eventueller die Kontaktierung erschwerender Schichten, wie Oxidschichten oder dergleichen, sorgen.

Die Position der Messerleisten 128 kann dabei willkürlich nach den jeweiligen Design- und Produktionserfordernissen gewählt werden. So kann selbstverständlich auch mindestens eine Messerleiste 128 unterhalb der Verbindungsleitung 104 angeordnet sein. Weiterhin können auch nur eine oder mehr als zwei Messerleisten 128 vorgesehen sein.

Wie bereits erwähnt, lässt sich die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung aufgrund ihrer universellen Anwendbarkeit für alle Varianten leitfähiger Kabelmäntel einsetzen, nicht nur für die gezeigten Kabelarten.

Bezugszeichenliste:

Bezugsziffer Beschreibung

100 Erdungsvorrichtung

102, 102' Kontaktelement

103 gestanzte Vorsprünge

104 Erdungslitze

106 Lötverbindung

108 Rollfeder

1 10 isolierende Hülle

1 12 thermoplastische Außenschicht

1 14 elastische Innenschicht

1 16 Kabel

1 18 isolierender Kabelmantel

120 elektrisch leitfähiger Mantel des Kabels (Aluminium oder

Blei)

122 Gürtelisolierung des Kabels

124 Montagerichtung des Kontaktelements

126 Kabeladern

128 Messerleiste

130 Kontaktschneide




 
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