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Die Erfindung betrifft einen Erdungseinsatz einer Kabeldurchführung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine derartige Kabeldurchführung ist aus der
DE 10 2011 119 920 A1 bekannt. Hierbei ist eine Kabeldurchführung mit einem Durchgang zum Durchführen eines Kabels, sowie eine im eingesetzten Zustand einen Klemmraum bildenden Einsatz zum Klemmen eines Kabelabschirmungsendabschnittes. Dabei entsteht eine lediglich begrenzte elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Kabeldurchführung und dem Kabelabschirmungsendabschnitt.
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Eine weitere Kabeldurchführung, die einen elektrischen Abgriff der Kabelabschirmung ermöglichen ist unter anderem aus der
DE 3028800 A1 bekannt. Dabei wird ein Endabschnitt der Kabelabschirmung zwischen einer sich konisch ausgeweiteten und einer zylindrisch geformten Hülse positioniert und durch eine Verschraubung eingeklemmt. Weiterhin zeigt
DE 20 2010 004 425 U1 eine weitere Kabeldurchführung mit einem Klemmraum zum Kontaktieren eines Kabelmantelendabschnitts.
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Obwohl bei diesen bekannten Kabeldurchführungen Kabelmantelendabschnitte von unterschiedlich dick ausgeprägten Kabeln kontaktiert werden können, so müssen die hierzu verwendeten Hülsen eine bestimmte Mindestlänge aufweisen, um den elektrischen Anforderungen für eine Erdung gerecht zu werden.
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Darüber hinaus fällt der tatsächliche Klemmraum bei diesen Erdungseinsätzen in den meisten Ausführungen in Form einer schmalen Klemmlinie aus. Dieser Übergang kann bei geringsten Beanspruchungen seine niederohmigen Übergangseigenschaften verlieren. Daher ist eine dauerhafte Gewährleistung einer gewünschten Funktion der Erdung nicht möglich. Es wird ferner auf die Druckschriften
DE 20 2009 009 807 U1 ,
DE 94 00 217 U1 und
DE 197 26 005 A1 verwiesen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Erdungseinsatz für eine Kabeldurchführung zu schaffen, die eine kompakte Bauform ermöglicht und gute elektrische Übergangseigenschaften für eine Kabelabschirmung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch einen Erdungseinsatz für eine Kabeldurchführung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein erfindungsgemäßer Einsatz für eine Kabeldurchführung weist einen Durchgang zum Durchführen eines Kabels, und im in der Kabeldurchführung eingesetzten Zustand einen Klemmraum zum Klemmen von zumindest eines Kabelabschirmungsendabschnittes, der die Öffnung ringartig umgibt und im Wesentlichen radial von einer Außenumfangsfläche eines ersten Einsatzteils und von einer Innenumfangsfläche eines zweiten Einsatzteils begrenzt ist, auf.
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Erfindungsgemäß ist der Klemmraum im Wesentlichen axial von einer die Außenumfangsfläche umgreifenden Schulterfläche des ersten Einsatzteils mit zumindest einer Rundung und von einer die Innenumfangsfläche umgreifenden Stirnfläche des zweiten Einsatzteils mit zumindest einer Gegenrundung begrenzt.
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Da durch diese Maßnahme der Klemmraum mit seiner Kontaktfläche größer ist, weist der Erdungseinsatz bei kürzerer Bauweise eine zu den bereits genannten Lösungen vergleichbare Leistung auf und kann kompakter ausgeführt werden. Als Resultat der Rundung entsteht eine große potentielle Kontaktfläche. Da der elektrische Widerstand abhängig von der Fläche ist, wird durch die Vergrößerung der Fläche, durch die der Strom fließen kann, der elektrische Widerstand des Einsatzes gesenkt. Im eingesetzten Zustand wirken durch die Rundung des Klemmraums auf den in ihm eingebrachten Kabelabschirmungsendabschnitt sowohl axiale als auch radiale Kraftkomponenten über den Klemmraum verteilt. Dies macht diesen Erdungseinsatz unempfindlich gegenüber mechanischen und chemischen Beanspruchungen und gewährleistet unter Anderem gleichbleibende elektrische Eigenschaften mit einem niederohmigen elektrischen Übergang zu einer Kabelabschirmung.
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Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist die Schulterfläche des ersten Einsatzteils zumindest abschnittweise konkav und die Stirnfläche des zweiten Einsatzteils zumindest abschnittweise konvex ausgebildet. Hierdurch werden die Passform und die Einbaugröße optimiert, sodass sich eine möglichst große Klemmraumfläche ausbildet bei gleichzeitig minimalen Abmessungen des Einsatzes im eingesetzten Zustand.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Einsatzes für die Kabeldurchführung weisen die Rundung der Schulterfläche des ersten Einsatzteils, sowie die Gegenrundung der Stirnfläche des zweiten Einsatzteils zumindest abschnittweise jeweils einen konstanten Radius auf. Durch diese Maßnahme entsteht eine einfache Bauteilgeometrie, die schnell mit automatisierten Produktionsabläufen realisiert werden kann.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weißt der erfindungsgemäße Einsatz eine Schulterfläche mit einer Rundung auf, die einen außenumfangsflächennahen ersten Radius und einen außenumfangsflächenferne zweiten Radius hat. Mit dieser Maßnahme kann die Klemmfläche präzise eingestellt werden. Bevorzugterweise weist die Rundung der Schulterfläche einen außenumfangsflächennahen kleinen Radius und einen außenumfangsflächenfernen großen Radius auf. Der außenumfangsflächennahe kleine Radius verformt den in den Klemmraum eingebrachten Kabelabschirmungsendabschnitt im eingesetzten Zustand und unterstützt dadurch die Zugfestigkeit der Kabeldurchführung.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zwischen dem ersten Radius der Schulterfläche und dem zweiten Radius der Schulterfläche ein gerader Flächenabschnitt angeordnet. Durch den geraden Flächenabschnitt kann die Passform des in den Klemmraum eingebrachten Kabelabschirmungsendabschnitts eingestellt und verbessert werden. Bevorzugterweise geht der erste Radius unmittelbar über den geraden Flächenabschnitt in den zweiten Radius der Schulterfläche über, sodass eine durchgängige Fläche entsteht.
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In einem weiteren beispielhaften Ausführung weist die Gegenrundung der Stirnfläche des zweiten Einsatzteils einen innenumfangsflächennahen ersten Radius und einen innenumfangsflächenfernen zweiten Radius auf. Durch diese Maßnahme kann die Gegenrundung der Stirnfläche schmaler ausgeführt und an die Rundung der Schulterfläche eingestellt werden.
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Bevorzugterweise gehen die beiden Radien des zweiten Einsatzteils unmittelbar ineinander über. Die Bauteilgeometrie wird daher einfach gehalten, sodass der Herstellungsaufwand reduziert wird.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Rundung der Schulterfläche und/oder die Gegenrundung der Stirnfläche zumindest teilweise als eine Aneinanderreihung von linearen Flächenabschnitten ausgeführt. Dabei sind die linearen Flächenabschnitte zueinander gewinkelt. Hierdurch kann die Bauteilgeometrie und damit auch der Produktionsaufwand weiter vereinfacht werden.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführung sind die Außenumfangsfläche des ersten Einsatzteils und die Innenumfangsfläche des zweiten Einsatzteils zylindrisch ausgebildet. Zylindrisch geformte Bauteile sind leicht herzustellen, dies lässt sich auch auf die Herstellung des erfindungsgemäßen Einsatzes übertragen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Außenumfangsfläche des ersten Einsatzteils einen konischen Umfangsflächenabschnitt auf. Das Einführen des Kabelabschirmungsendabschnitts in den Klemmraum wird hierdurch vereinfacht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einsatz für die Kabeldurchführung zumindest teilweise elektrisch leitfähig ausgeführt und stellt im eingesetzten Zustand eine elektrisch leitfähige Verbindung zur Kabeldurchführung her. Es entsteht eine niederohmige elektrische Verbindung zwischen der Kabelabschirmung und der Kabeldurchführung. Dies gewährleistet die Ableitung parasitär induzierter Ströme und stellt eine effektive elektromagnetische Abschirmung des gesamten Kabels und der Kabeldurchführung dar.
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Eine erfindungsgemäße Kabeldurchführung zeichnet sich somit durch eine kompakte Bauweise und die verlustarme elektrische Verbindung zur Kabelabschirmung aus.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung durch eine Kabeldurchführung mit einem Erdungseinsatz,
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2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen ersten Einsatzteils,
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3 eine Draufsicht auf das erste Einsatzteil gemäß 1 und 2,
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4 einen Schnitt des ersten Einsatzteils entlang der Schnittlinie A der 3,
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5 eine vergrößerte Darstellung des Kreisbereichs B der 4,
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6 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines zweiten Einsatzteils,
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7 eine Draufsicht des zweiten Einsatzteils der 7,
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8 einen Schnitt des zweiten Einsatzteils entlang der Schnittlinie A der 7 und
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9 eine vergrößerte Darstellung des Kreisbereichs B aus 8.
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Die 1 zeigt einen Schnitt durch eine Kabeldurchführung 1 entlang der Längssachse L, in die ein Erdungseinsatz 20 für geschirmte Kabel eingesetzt ist und besteht aus einem ersten Einsatzteil 4 und einem korrespondieren Einsatzteil 5. Der Erdungseinsatz 20 ist mit seiner Axialachse a deckungsgleich mit der Längsachse L der Kabeldurchführung 1.
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Die Kabeldurchführung 1 hat einen Korpus 11 und eine Überwurfmutter 10. Die Kabeldurchführung 1 ist zumindest teilweise elektrisch leitfähig ausgeführt. Die Überwurfmutter 10 und der Korpus 11 bilden gemeinsam mit einem Dichtungselement 12 und dem Einsatz 20 einen Durchgang 2 zum Einführen des Kabels.
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Der Korpus 11 weist ein Außengewinde und eine Innenschulter 14 zur Anlage mit dem Erdungseinsatz 20 auf.
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Die Überwurfmutter 10 hat ein Innengewinde, welches mit dem Außengewinde des Korpus 11 zusammenwirkt.
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Um eine Kabelverdrehung beim Aufschrauben zu verhindern, hat die Kabeldurchführung 1 einen Torsionsschutz 13. Dieser ist in der Überwurfmutter 10 drehbar gelagert eingebracht. Zur Axialsicherung ist der Torsionsschutz 13 mit einer Bördelkante 15 versehen, die in eine nicht bezifferte Innenumfangsnut der Überwurfmutter 10 eingreift.
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Das Dichtungselement 12 wird zum Aufbringen von Kabelklemmkräften auf ein durchgeführtes Kabel verwendet. Darüber hinaus leitet das Dichtungselement 12 elastisch eine von der Überwurfmutter 10 eingebrachte Normalkraft weiter und dichtet die Kabeldurchführung 1 gegen Feuchtigkeitseintritt entlang des Kabelumfangs ab. Um diese Anforderungen zu erfüllen besteht das Dichtungselement 12 vorzugsweise aus einem elastischen Material wie beispielsweise aus Gummi.
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Das Dichtungselement 12 ist zwischen dem Torsionsschutz 13 und dem Erdungseinsatz 20 angeordnet. Hierzu hat es eine dem Torsionsschutz 13 zugewandte obere Ringfläche und eine zu dieser entgegengesetzte bzw. dem Einsatz zugewandte und eine in Richtung der Innenschulterfläche 14 weisende untere Ringfläche.
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Der Erdungseinsatz 20 aus dem ersten Einsatzteil 4 und dem zweiten Einsatzteil 5 ist zwischen dem Korpus 11 und dem Dichtelement 12 angeordnet. Das erste Einsatzteil 4 befindet sich mit seiner Schultergrundfläche 17 zumindest teilweise in Anlage mit der Innenschulterfläche 14 des Korpus 11. Das zweite Einsatzteil 5 ist mit einer Gegenfläche 18 ebenso zumindest teilweise in Anlage mit der unteren Ringfläche des Dichtungselements 12. Die Einsatzteile 4, 5 greifen ineinander und bilden einen Klemmraum 3 zur Aufnahme eines Kabelabschirmungsendabschnittes des aufgenommenen Kabels. Dabei besteht der Erdungseinsatz 4, 5 komplett aus einem leitfähigen Material oder ist mit einer leitfähigen Beschichtung versehen, um dadurch im in die Kabeldurchführung 1 eingesetzten Zustand eine elektrisch leitfähige Verbindung zu der Kabeldurchführung 1 herstellen.
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Das erste Einsatzteil 4 ist in der 2 perspektivisch und in 3 als Draufsicht dargestellt. Es setzt sich aus einem Rohrabschnitt 21, der von einer Außenumfangsfläche 6 umgeben wird und einer Radialschulter 22 zusammen. Eine innere Radialfläche 23 des Rohrabschnitts 21 des ersten Einsatzteils 4 bildet einen axialen Abschnitt des Durchgangs 2. Die Radialschulter 22 ist ein in Radialrichtung erweiterter ringförmiger Körperabschnitt des Rohrabschnitts 21. Die Radialschulter 22 wird axial von der Schultergrundfläche 17 und zu dieser entgegengesetzten Schulterfläche 8 begrenzt.
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4 zeigt den Schnitt des ersten Einsatzteils 4 entlang der Schnittlinie A-A der 3.
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Gemäß der 5, die eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts B der 4 darstellt, ist die Außenumfangsfläche 6 des Rohrabschnitts 21 in Richtung der Radialschulter 22, angedeutet durch einen Pfeil, konisch erweitert. Die Schulterfläche 8 hat zumindest abschnittsweise eine konkav ausgebildete Rundung. Die Rundung hat einen außenumfangsflächennahen ersten Radius Ra1 und einen außenumfangsflächenfernen zweiten Radius Ra2. Es ist dabei der außenumfangsflächennahe Radius Ra1 kleiner ausgeführt als der außenumfangsflächenferne Radius Ra2. Der erste Radius Ra1 und der zweite Radius Ra2 sind über einen geraden Flächenabschnitt 16 miteinander verbunden und bilden gemeinsam die Schulterfläche 8 der Radialschulter 22 aus. Die Schulterfläche 8 geht unmittelbar stetig in die Außenumfangsfläche 6 über.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel des zweiten Einsatzteils 5 des Erdungseinsatzes 20 ist in 6 perspektivisch und in 7 als Draufsicht dargestellt und ist ein ringförmiger sich in Radialrichtung erstreckenden Körper.
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8 zeigt den Schnitt des zweiten Einsatzteils 5 entlang der Schnittlinie A-A der 8.
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Gemäß der vergrößerten Ansicht entsprechend der 9, die einer vergrößerten Ansicht des Ausschnitts B aus 8 entspricht, ist die Innenumfangsfläche 7 des zweiten Einsatzteils 5 dem ersten Einsatzteil 4 korrespondierend konisch ausgeprägt.
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Der zweite Einsatzteil 5 wird axial von einer Stirnfläche 9 und von einer Gegenfläche 18 begrenzt. Radial wird das zweite Einsatzteil 5 von der Innenumfangsfläche 7 begrenzt. Die Innenumfangsfläche 7 stellt dabei gleichzeitig mit der Außenumfangsfläche 6 und der Schulterfläche 8 des ersten Einsatzteils 4 die Begrenzung für den Klemmraum 3 dar.
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Die Stirnfläche 9 hat zumindest abschnittsweise eine konvex ausgeprägte Rundung. Dabei hat die Rundung einen innenumfangsflächennahen ersten Radius Ri1 und einen innenumfangsflächenfernen zweiten Radius Ri2. Vorzugsweise ist dabei der innenumfangsflächennahe Radius Ri1 kleiner ausgeführt als der innenumfangsflächenferne Radius Ri2. Der erste Radius Ri1 und der zweite Radius Ri2 gehen nahtlos ineinander über und bilden gemeinsam die Stirnfläche 9. Die Stirnfläche 9 geht bevorzugt unmittelbar in die Innenumfangsfläche 7 über.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kabeldurchführung
- 2
- Durchgang
- 3
- Klemmraum
- 4
- Erstes Einsatzteil
- 5
- Zweites Einsatzteil
- 6
- Außenumfangsfläche
- 7
- Innenumfangsfläche
- 8
- Schulterfläche
- 9
- Stirnfläche
- 10
- Überwurfmutter
- 11
- Korpus
- 12
- Dichtungselement
- 13
- Torsionsschutz
- 15
- Innenumfangsnut/Bördelkante
- 16
- Gerader Flächenabschnitt
- 17
- Schultergegenfläche
- 18
- Gegenfläche
- 20
- Erdungseinsatz
- 21
- Rohrabschnitt
- 22
- Radialschulter
- 23
- innere Radialfläche
- Ra1
- Außenumfangsflächennaher erster Radius
- Ra2
- Außenumfangsflächenferner zweiter Radius
- Ri1
- Innenumfangsflächennaher erster Radius
- Ri2
- Innenumfangsflächenferner zweiter Radius
- L
- Längsachse der Kabeldurchführung
- a
- Axialachse des Erdungseinsatzes 20
