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Lösbare wasserdichte elektrische Verbindung eines elektrischen Kabels
mit einem anderen Kabel über ein Stromkreiselement Die Erfindung betrifft eine lösbare
wasserdichte elektrische Verbindung eines elektrischen Kabels mit einem anderen
Kabel über ein Stromkreiselement.
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Es sind wasserdichte Verbindungen für elektrische Kabel bekannt, zwischen
denen jedoch nicht ein besonderes Stromkreiselement, wie z. B. eine Schmelzsicherung,
eingeschaltet ist.
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Andererseits ist ein Stecker mit einer darin befindlichen Schmelzsicherung
bekannt, der jedoch in keiner Weise wasserdicht ausgebildet ist.
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Bei einer anderen zur Verbindung von Kabelenden verwendeten Muffe
wird die Kontaktfläche des aus Kupferlitzen bestehenden Leiters gegen eine Ausgleichsscheibe
oder eine Ausgleichsfüllung aus Metallwolle oder Metallpulver angedrückt. Zur Sicherung
der Kontaktverbindung sind Zwischenglieder vorgesehen, die Zapfen aufweisen, welche
zwischen die Litzen des Kabels eindringen. Die bekannte Muffe ist ebenfalls nicht
wasserdicht ausgebildet.
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Gegenstand der Erfindung ist eine lösbare wasserdichte elektrische
Verbindung eines elektrischen Kabels mit einem anderen Kabel über ein Stromkreiselement.
Das Stromkreiselement besteht aus einem Verbindungsteil, welches das eine Ende eines
Kabels lösbar mit dem Ende des Stromkreiselements verbindet und durch einen Überzug
aus Isoliermaterial gehalten wird, wobei das Stromkreiselement von einem weiteren
Überzug umschlossen ist, der mit dem ersteren Überzug in lösbarer Verbindung steht.
Das kennzeichnende Merkmal der erfindungsgemäßen Verbindung besteht darin, daß die
Überzüge die Verbindungsteile sowie wenigstens die Enden der Kabel und die Enden
des Stromkreiselements umschließen und daß das eine Ende der Überzüge mit dem Kabel
hermetisch verbunden ist, während das andere Ende,der Überzüge wasserdicht und lösbar
mit dem das Stromkreiselement umschließenden weiteren Überzug verbunden ist. Die
elektrische Verbindung der beiden Enden eines elektrischen Stromkreiselements mit
den Enden von Kabeln ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug des Stromkreiselements
mit beiden Überzügen der Kabelenden verbindbar ist.
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Durch die gekennzeichnete Ausbildung wird eine leicht herstellbare
und leicht lösbare Verbindung erhalten, die nach ihrer Herstellung auf der Oberfläche
des Bodens angeordnet, im Boden eingegraben oder in Wasser, gegebenenfalls sogar
in Salzwasser, eingetaucht werden kann.
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In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt einer mit einer Schmelzsicherung
versehenen elektrischen Verbindung, Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie2-2 der
Fig. 1.
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In Fig. 1 ist eine mit einer Schmelzsicherung versehene elektrische
Verbindung zwischen zwei Kabeln 4 und 6 dargestellt, die elektrische Leiter 8 und
10 aufweisen. Diese können fest sein oder aus Litzen bestehen und mit Überzügen
sowie mit Isoliermaterial versehen sein. Das Isoliermaterial kann den einzigen Überzug
der Leiter oder nur .einen Teil der Überzüge bilden, wobei dieser Teil entweder
außen oder innen liegen kann. Die Enden der Kabel 4 und 6 sind freigelegt, um die
Überzüge auf vorherbestimmten und gleichen Längen der Leiter 8 und 10 zu entfernen.
Die freigelegten Enden der Überzüge sind vorzugsweise in der dargestellten Art abgeschrägt.
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Es sei beispielsweise angenommen, daß jedes Kabel 4 und 6 einen inneren
Überzug aus Isoliermaterial und einen äußeren Mantel aus irgendeinem anderen Material
aufweist, wobei letzterer physikalischen Schutz bieten soll.
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Zwei gleiche Verbindungsteile 12 aus elektrisch leitendem Material,
wie z. B. Kupfer, weisen an einem Ende eine Bohrung 14 auf, in welche die Leiter
8 und 10 eingeführt sind. Die Teile 12 sind an den Leitern 8 und 10 beispielsweise
durch Löten befestigt. Jeder Teil 12 weist zu einem später zu beschreibenden Zweck
eine äußere Umfangsnut 16 auf.
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Das der Bohrung 14 abgekehrte Ende jedes Teiles 12 ist mit einer größeren
Bohrung 18 versehen.
Die Bohrungen 18 können abnehmbar die elektrisch
leitenden Endkappen 20 und 22 einer gewöhnlichen patronenartigen Schmelzsicherung
24 aufnehmen, die außerdem ein zylindrisches Gehäuse 26 aus Isoliermaterial und
in demselben ein Sicherungselement 28 aufweist, das mit den Kappen 20 und 22 verbunden
ist.
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Die Wände der Bohrungen 18 der Teile 12 sind in der Längsrichtung
geschlitzt, um dieselben federnd zu machen. Außerdem sind Sprengringe 30 aus Federmetall
vorgesehen, welche die Muffen 18 umgreifen. Der innere Durchmesser der Bohrungen
18 ist gewöhnlich etwas größer als der Außendurchmesser der Kappen 20, 22, und die
Ringe 30 verringern den Durchmesser der Bohrungen 18 auf eine Größe, die gewöhnlich
etwas geringer ist als der Durchmesser der Kappen 20 und 22. Wenn diese daher in
die Bohrungen 18 eingeführt werden, um die gewünschte elektrische Verbindung zwischen
den Kabeln 4 und 6 herzustellen, werden die Bohrungen aufgeweitet, um gegen .die
Kappen 20 und 22 Gegenkräfte zu erzeugen, die eine feste Verbindung gewährleisten.
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Wie bereits erwähnt, besteht der Hauptzweck der Erfindung darin, eine
elektrische Verbindung der Kabelleiter mit einem elektrischen Stromkreiselement,
wie z. B. einer Schmelzsicherung, derart herzustellen, daß die Verbindung ohne Schaden
an den Witterungseinflüssen ausgesetzten Stellen, beispielsweise auf der Oberfläche
des Bodens angeordnet, im Boden eingegraben oder in Wasser, gegebenenfalls sogar
in Salzwasser, eingetaucht werden kann.
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Um dieses Ziel zu erreichen, muß die oben beschriebene Verbindung
mit einem zusätzlichen Schutz versehen werden. Nach bekannten Formverfahren wird
daher die aus dem freigelegten Ende des Kabels 4, dem zugehörigen Teil 12 und dem
Ring 30 bestehende Einheit mit einem Überzug 32 aus Isoliermaterial versehen, das
sowohl mit dem Isoliermaterial des Kabels 4 als auch vorzugsweise mit dessen Mantel
verbunden ist und einen dauernden luftdichten Abschluß bildet. In ähnlicher Weise
ist die aus dem freigelegten Ende des Kabels 6, dem zugehörigen Teil 12 und dem
Ring 30 bestehende Einheit mit einem Überzug 34 versehen, der mit dein Isoliermaterial
des Kabels 6 und vorzugsweise auch mit dessen Mantel verbunden ist und einen luftdichten
Abschluß bildet. Die Überzüge 32 und 34 werden zweckmäßig aus dem gleichen Material
hergestellt. Die Verbindungen mit -dem Isoliermaterial werden dadurch erzielt, daß
die freigelegten Enden der Kabe14 und 6 in der dargestellten Weise abgeschrägt sind.
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Wie die Zeichnung zeigt, ist ein wesentlicher Teil des Mantels -des
Kabels 4 und die ganze axiale Länge des zugehörigen Teiles 12 und des Ringes 30
in den Überzug 32 .eingebettet und mit demselben verbunden. Der Überzug endet an
einer Schulter 35, ein kurzes Stück hinter dem offenen Ende der Bohrung 18. Der
Überzug 32 ist fest und weist eine verhältnismäßig lange zylindrische Außenfläche36
auf, die sich von ,dem dem Kabe14 abgekehrten Ende des Überzuges bis zu einer Schulter
38 .erstreckt. Die mit dem Überzug 32 versehene Einheit kann als .die »männliche«
Verbindungsklemme bezeichnet werden. Der Überzug 32 ist mit der Isolierung des Kabels
4 am freigelegten, abgeschrägten Ende desselben verbunden.
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Entsprechend ist ein wesentlicher Teil des Mantels des Kabels 6 und
die ganze axiale Länge des zugehörigen Teiles 12 und des Ringes 30 in den Überzug
34 eingebettet und mit demselben verbunden. Der Überzug 34 erstreckt sich jedoch
ein erhebliches Stück über das offene Ende der Bohrung 18 hinaus und weist eine
verhältnismäßig lange zylindrische Innenfläche 40 auf, deren Durchmesser gleich
ist dem größten Außendurchmesser des Teiles 12, eine Schulter 42 an dem dem Kabel
6 abgekehrten Ende der Fläche 40, eine verhältnismäßig kurze zylindrische Innenfläche
44, die sich von der Schulter 42 in vom Kabel 6 abgekehrter Richtung erstreckt und
einen größeren Durchmesser als die Fläche 40 aufweist, und eine Schulter 46 an dem
von der Schulter 42 abgekehrten Ende der Fläche 44. Die mit dem Überzug 34 versehene
Einheit kann als die »weibliche« Verbindungsklemme bezeichnet werden. Der Überzug
34 ist mit der Isolierung des Kabels 6 am freigelegten, abgeschrägten Ende desselben
verbunden. Während des Formens der Überzüge32 und 34 füllt das Überzugsmaterial
die Nuten 16 in den Teilen 12 aus und bildet dadurch eine zusätzliche Verankerung
der Teile 12 in den Überzügen.
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Außerdem bilden die Überzüge32 und 34 verhältnismäßig steife elastische
Stützen für die Sprengringe 30, so daß sie diese Ringe versteifen, um den Griff
der Bohrungen 18 um die Kappen 20 und 22 zu verstärken.
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Wenn die Leiter der Kabel mit mehreren verschiedenen Materialien überzogen
sind, kann -das äußere Material durchbrochen wenden, so daß Wasser zwischen die
Materialien eindringen kann. Solches Wasser kann durch eine Art Kapillarwirkung
in Richtung zum Leiter hin vordringen, und es sind daher Vorkehrungen getroffen,
um den Zutritt zu den metallischen Teilen des Leiters zu verhindern. Eine solche
Wasserabdichtung wird dadurch gebildet, daß die Überzüge32 und 34 nicht nur mit
den Mänteln der Kabel, sondern an den abgeschrägten Teilen der freigelegten Kabelenden
auch mit den inneren Überzügen verbunden sind, wie oben ausgeführt worden ist.
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Zu einem nachstehend angegebenen Zweck ist ferner ein zylindrischer
Überzug 48 vorgesehen, der vorzugsweise etwas elastisch ist und der aus dem gleichen
Material geformt wird wie die Überzüge 32 und 34.
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Der Überzug 48 weist eine zylindrische Innenfläche 50 von der gleichen
Länge wie die Fläche 36 der »männlichen« Verbindungsklemme auf. Die Fläche 50 endet
an einem Ende an einer Schulter 52 und am anderen Ende an .einer Schulter 54. Die
Durchmesser der Flächen 36 und 50 sind so bemessen, .daß letztere mit der Hand im
Reibungssitz auf die erstere aufgebracht werden kann, so daß längs dieser Flächen
eine Wasserabdichtung gebildet wird. Wenn sich die Flächen 36 und 50 in vollständigem
Eingriff miteinander befinden, stoßen einerseits die Schultern 35, 54 und andererseits
die Schultern 38, 52 gegeneinander.
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Am offenen Ende weist der Überzug 48 eine Schulter 56 auf, die .das
eine Ende einer zylindrischen Außenfläche 58 begrenzt, an denen anderem Ende sich
eine Schulter 60 befindet. Die Fläche 58 hat im wesentlichen die gleiche Länge wie
die Fläche 44 der »weiblichen« Verbindungsklemme, und die Durchmesser dieser beiden
Flächen sind so bemessen, @daß die F1äche58 ebenfalls mit der Hand im Reibungssitz
auf die Fläche 44 aufgebracht werden kann, um eine weitere, aber wesentlich kürzere
Wasserabdichtung zu bilden. Wenn sich die Flächen 44 und 58 im vollständigen Eingriff
miteinander befinden, stoßen einerseits die Schultern 46; 60- und andererseits die
Schultern 42,
56 gegeneinander.
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Der Überzug 48 ist von der Schulter 54 bis zur @. Schulter 56 mit
einer axialen Bohrung versehen, durch
welche das Gehäuse 26 der
Schmelzsicherung 24 hindurchgeht, wobei die Kappe 20 innerhalb der Fläche 50 liegt,
deren abgesetztes Ende gegen die Schulter 54 anliegt. Die Kappe 22 und ein vorherbestimmter
Teil der Länge des Gehäuses 26 erstrecken sich über die Schulter 56 des Überzuges
48 nach außen.
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Die axiale Bohrung des Überzuges 48 weist bis zu einem vorherbestimmten
Abstand von der Schulter 56 gegen die Schulter 54 hin einen verhältnismäßig großen
Durchmesser 61 auf. Die Bohrung ist dann bei 62 abgeschrägt, und der Rest der Bohrung
weist einen kleineren Durchmesser 64 auf. Der Durchm:Isser 61 der Bohrung ist so
groß, daß die Kappe 20 frei hindurchgehen kann, während der Durchmesser 64 .der
Bohrung nur so groß ist, daß das Gehäuse26 von dem Überzug 48 dicht umschlossen
wird.
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Es ist wünschenswert, aber nicht unbedingt erforderlich, zusätzliche
Mittel vorzusehen, die gewährleisten, daß die Schmelzsicherung 24 relativ zum Cberzug
48 festgehalten wird. Diese zusätzlichen Mittel bestehen aus einer Hülse aus Isoliermaterial,
wie z. B. Nylon, die in zwei Hälften 66 geteilt ist, wie Fig. 2 deutlich zeigt.
Der innere Durchmesser der Hülsenhälften 66 ist gleich dem äußeren Durchmesser des
Gehäuses 26, und der äußere Durchmesser der Hülsenhälften 66 ist so bemessen, daß
sie von dem Überzug 48 bei 61 dicht umschlossen werden.
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Ein Ende jeder Hülsenhälfte 66 ist glatt ausgebildet, und das andere
Ende ist mit einem äußeren Flansch 68 vr-rsehen, der in eine Ausnehmung 70 in der
Bohrung des Überzuges 48 eingreift.
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Die Hülsenhälften 66 haben eine solche Länge, daß bei Eingriff der
Flansche 68 in die Ausnehmung 70 die glatten Enden von der Schulter 54 so weit entfernt
sind wie das frei liegende Ende des Gehäuses 26. Wenn daher die Kappe 20 mit der
Schulter 54 im Eingriff steht; liegen die Klappenenden der Hülsenhälften gegen das
abgesetzte Ende der Kappe 22 an, und die Schmelzsicherung 24 wird relativ zum Überzug
48 in genauer axialer Lage wirksam festgehalten. , Die Hülsenhälften 66 füllen ferner
den sonst leeren Raum zwischen dem Gehäuse 26 und dem Überzug 48 gegnüber der Fläche
58 aus, so daß diese verstärkt und am Durchbiegen nach innen gehindert wird, wodurch
gegebenenfalls eine Unterbrechung der Wasserabdichtung mit der Fläche 44 eintreten
könnte.
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Die aus der Schmelzsicherung 24, dem Überzug 48 und den Hülsenhälften
66 bestehende Einhit kann fabrikmäßig hergestellt werden, indem die Hülsenhälften
66 auf das Gehäuse 26 in den angegebenen relativen Stellungen aufgebracht werden,
die Kappe 20 in die axiale Bohrung des Überzuges 48 von rechts eingeführt und durch
den Teil 64 der axialen Bohrung hindurchgestoßen wird. Die Kappe 20 wird dabei den
Ü b-crzug 48 bei 64 ausdehnen, und die Hülsenhälften 66 werden den Überzug 48 bei
61 ausdehnen. Der Eintritt d---r Kappe 20 in den Teil 64 wird durch die Abschrägung
62 erleichtert. Der Eintritt der Hülsenhälften 66 in den Teil 61 kaizii dadurch
erleichtert werden, daß die Schulter 56 mit einer Abschrägung 72 versehen wird und/oder
die Eintrittsenden der Hülsenhälft°n 66 bei 74 abgerundet werden. Um zu gewährleisten,
daß die Flansche 68 richtig in die Ausnehmung 70 eindringen können, kann
das Eintrittsende der Ausnehmung bei 76 abgeschrägt werden.
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Das beschriebene Verfahren der Vereinigung der Schmelzsicherung 24
und des Überzuges 48 ist einem Verfahren vorzuziehen, bei welchem der Überzug rund
um die Schmelzsicherung geformt wird, da das Formen eine erhöhte Temperatur erfordert,
bei welcher das Sicherungselement 28 bereits schmelzen könnte.
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Beim Gebrauch wird die gewünschte Verbindung leicht dadurch hergestellt,
daß die Teile in die in Fig. 1 gezeigten relativen axialen Stellungen gebracht und
übereinandergeschoben werden. Das Ergebnis ist eine elektrische Verbindung, .die
bei Verwendung unter allen obengenannten Bedingungen keinen zusätzlichen Schutz
erfordert. Die Überzüge 32 und 34 sind gegenüber den Kabeln 4 und 6 luftdicht abgeschlossen,
die Flächen 36 und 50 bilden eine verhältnismäßig lange Wasserabdichtung zwischen
den Überzügen 32 und 48, und die Flächen 44 und 58 bilden eine verhältnismäßig kurze
Wasserabdichtung zwischen den Überzügen 34 und 48.
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Falls die Schmelzsicherung 24 ersetzt werden muß, braucht der obige
Vorgang nur umgekehrt zu werden. Es wird eine aus dem Überzug 48, der Schmelzsicherung
24 und den Hülsenhälften 66 bestehende neue Einheit eingesetzt.
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Beim Trennen der Verbindung wird der Monteur den Überzug 48 mit der
einen Hand und den Überzug 34 mit der anderen Hand erfassen und ziehen. Die erste
Unterbrechung der Verbindung wird daher an der Stoßstelle der Überzüge 48 und 34
erfolgen. Es ist infolgedessen wünschenswert, daß das Kabe16 die unter Spannung
stehende Leitung bildet, um eine zufällige Berührung zu vermeiden, weil der Teil
12 im Überzug 34 tiefer versenkt angeordnet ist.