DE202004008950U1

DE202004008950U1 - Vorrichtung zum Klemmen und Zentrieren von Kabeln, elektrischen Leitern und sonstigen stabförmigen Materialien

Info

Publication number: DE202004008950U1
Application number: DE200420008950
Authority: DE
Original assignee: FEINTECHNIK R RITTMEYER GmbH
Current assignee: FEINTECHNIK R RITTMEYER GmbH
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2014-06-05

Abstract

Verrichtung, die zum Klemmen und Zentrieren von elektrischen Leitungen, Kabeln, Litzen und vergleichbaren stabförmigen Medien bestimmt ist, aufweisend:
– eine Kontaktklemmung der zu klemmenden Leitung ausschließlich durch ein flexibles, weiches, dehn- oder stauchbares Material (1-2; 2-2; 3-2a; 3-2b),
– ein Klemmsystem, in dem der Klemmdruck durch Ausdehnung oder durch Zusammendrücken eines flexiblen Materials aufgebaut wird
– ein Klemmsystem, das direkt und ohne mechanische Umlenkung durch einen Gas- oder Flüssigkeitsdruck betrieben wird

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zum Klemmen von elektrischen Leitern wie Kabeln und sonstigen abzuisolierenden stabförmigen Materialien bestimmt ist, und die mindestens zwei miteinander verbundene Werkstoffe aufweist, von denen einer dehnbar und der andere starr ist.
Elektrische Leiter sind bekannt, es gibt sie in vielfachen Ausführungen. Gemeinsam ist allen, dass sie in der Regel einen mehrschichtigen Aufbau haben im Gegensatz beispielsweise zu einem Draht. Unter stabförmigen Materialien oder Medien sind in diesem Schutzantrag solche Ausführungen zu verstehen, die wie elektrische Leiter einen mehrschichtigen Aufbau haben, und an denen Arbeiten vorgenommen werden, die eine sichere und beschädigungsfreie Klemmung sowohl in radialer als auch in linearer Richtung erfordern. Zur sprachlichen Vereinfachung ist in der Folge nur noch die Rede von Leitungen.
Klemmvorrichtungen an Abisoliermaschinen sind bekannt. Ihr Zweck ist, Leitungen derart zu klemmen, dass nach einem radialen Schnitt die abzuisolierenden Teile der Leitung mittels einer Abziehvorrichtung abgezogen werden können, und andere Teile, wie z. B. der Innenleiter, unbeschädigt stehen bleiben. Abzuisolierende Teile einer Leitung können Isolations-, Schutz- oder Funktionsschichten sein wie Außenmantel, Drahtgeflechte, Metallummantelungen etc.. In der Regel wird dabei die Leitung nahe am radialen Schnitt und an der nicht abzuisolierenden Seite geklemmt.
Die Abzieher der Abziehvorrichtung in Abisoliermaschinen sind in der Regel dieselben Messer, mit denen auch der radiale Einschnitt ausgeführt wurde. Diese Messer können linear verschoben werden und befördern somit die Isolationsreste, die nach dem Radialschnitt ebenfalls axial verschiebbar sind, durch eine lineare Abzugsbewegung hin zum freien Ende des Kabels.
Dieses bekannte und heute übliche Arbeitsprinzip bei mechanisch arbeitenden Abisoliermaschinen bedeutet, dass der Bereich, in dem die Leitung geklemmt wurde, weiterhin an der Leitung verbleibt. Deshalb darf die Leitung an dieser Stelle nicht bleibend verformt und schon gar nicht verletzt werden.
Damit sich eine Ummantelung oder Teile davon von der Leitung abziehen lassen, muss die Klemmkraft der Klemmvorrichtung größer sein als die Abzugskraft der Abzugsvorrichtung, die aufgebracht werden muss, um die Abisolierreste abzuziehen.
Üblich sind Klemmelemente in Klemmvorrichtungen, die lamellenartig aufgebaut sind. Die einzelnen Lamellen haben einen V-förmigen Querschnitt und bilden beim Zusammenfahren eine im Durchmesser veränderbare Düse. Dadurch lassen sich unterschiedlich dicke Kabel mit der selben Klemmvorrichtung klemmen.
Um bei Bedarf die Haftung zu erhöhen, werden Klemmelemente, die gewöhnlich aus Metall gefertigt sind, beispielsweise mit einer rauheren Oberfläche, einer Verzahnung oder mit rutschfesten Materialien versehen.
Üblich ist, dass der Anpressdruck von Klemmelementen geregelt werden kann. Es gibt jedoch auch Maschinen, die selbst regulierend arbeiten.
Die beschriebenen Klemmvorrichtungen spiegeln den aktuellen Stand der Technik wider. Einige Nachteile in den Detailausführungen fallen dabei auf: Die üblichen mechanischen Klemmvorrichtungen mit lammellenartigen und V-förmigen Klemmbacken sind aufwändig herzustellen, vielteilig und dementsprechend teuer. Dazu kommt, dass durch das Bauprinzip die eigentliche Klemm- oder Kontaktfläche von lamellenartigen Klemmbacken nur max. 50% der Leitungsoberfläche abdeckt.
Das Klemmprinzip dieser Art von Klemmbacken lässt gewöhnlich nur zwei Möglichkeiten zu, die Haftung zu erhöhen, die bei speziellen Leitungen aufgebracht werden muss, um sie sicher klemmen zu können: entweder durch eine Erhöhung des Anpressdrucks auf die Leitung oder durch eine Verbesserung des Haftungseigenschaften der Klemmbacken. Eine Vergrößerung der Kontaktfläche selbst ist eher unüblich, da damit in der Regel aufwändigere Umrüstarbeiten einhergehen.
Der mechanische und konstruktive Aufwand, Klemmbacken gegeneinander zuzustellen, ist hoch. Ein derartiges Arbeitsprinzip verlangt nach beweglicher Lagerung, nach Zustell-, Führungs- und Begrenzungselementen.
Ein weiterer Mangel der bekannten Systeme liegt darin, dass unrunde Leitungen, Leitungen mit leicht verformbaren metallischen Ummantelungen oder Leitungen mit eingegossenen spiralförmigen Drähten praktisch nicht ohne bleibende Verformung oder gar Beschädigungen geklemmt werden können. Leitungen mit sehr dünner Ummantelung oder mit einer Ummantelung, der extrem leicht gegen die darunter liegenden Schichten verschiebbar ist, sind ebenfalls kaum mit den bislang bekannten Klemmvorrichtungen sicher und ohne Beschädigung oder Verformung zu fixieren.
Es stellt sich demnach die Aufgabe, eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Nachteile einer begrenzten Zustellfläche der Klemmelemente, die Nachteile einer aufwändigen und teueren Mechanik, und insbesondere die Nachteile von lediglich auf die Bearbeitung von runden Leitungen ausgelegten Klemmvorrichtungen vermieden werden.
Es ist prinzipiell von Vorteil, die Kontaktfläche der Halteelemente zu vergrößern und von vorn herein Materialien einzusetzen, deren Haftungseigenschaften hoch sind. Die Anpresskraft von Klemmbacken errechnet sich gemäß der vereinfachten Formel F=Pe·A·η
Dabei steht „F" für die Haltekraft, „P_e" für den Überdruck, „A" für die mit Druckluft beaufschlagte Fläche und „η" für den Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad der vorgestellten Vorrichtung geht gegen 1 und wird im Folgenden nicht weiter betrachtet. Die Formel sagt demnach aus, dass bei einer Vergrößerung der Kontaktfläche A der Klemmelemente der Luftdruck Pe geringer werden kann, um gleiche Anpresskraft F zu erreichen. Die gewünschte Wirkung, Leitungen mit einem erheblich reduzierten Verletzungsrisiko zu klemmen. wird demnach dadurch erreicht, dass die Klemmfläche A vergrößert wird.
Wird die zu bearbeitenden Leitung darüber hinaus noch mit einem flexiblen Material wie beispielsweise Gummi geklemmt, sinkt das Risiko von Beschädigungen noch mal erheblich.
Die Vorrichtung soll sich insbesondere durch einfache Handhabung, wirtschaftliche Herstellmöglichkeiten sowie durch die Verwendung eines möglichst hohen Anteils an Standard-Bauteilen auszeichnen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung erreicht, in der u.a. folgende Funktionselemente und Energieträger enthalten sind:

1: Hohlzylinder aus nicht oder wenig verformbarem Material
2: Hohlzylinder oder Schlauch aus verformbarem Material
3: Energieträger wie Gas oder Liquide

Die gestellte Aufgabe wird zudem durch eine Vorrichtung erreicht, in der:

– das Material, das direkten Kontakt hat zur Leitung und mit dem die Leitung geklemmt wird, flexibel, weich, dehn- und stauchbar ist
– das Erzeugen der Klemmkraft durch das Ausdehnen eines flexiblen und dehnbaren Materials erfolgt
– die Klemmfläche größer als 50% ist, gemessen an der durch die Klemmvorrichtung beanspruchten und überdeckten Leitungsfläche
– die Anpresskraft der Klemmvorrichtung gleichmäßig über die gesamte Klemmfläche der zu klemmenden Leitung verteilt ist
– eine nur oder zu stark stellenweise wirksame Anpresskraft bei unrunden Leitungen vermieden wird
– jeder Kontakt von scharte Kanten zu den Leitungen vermieden wird
– wenige Bauteile eingesetzt werden müssen
– die eingesetzten Bauteile einfach zu fertigen sind
– die eingesetzten Rohmaterialien kostengünstig und einfach zu beschaffen sind
– Verschleißteile kostengünstig hergestellt und bereitgestellt werden
– der Wirkungsgrad hoch ist
– viele Leitungen mit unterschiedlichem Durchmesser ohne Umrüstarbeiten bearbeitet werden
– die Anpresskraft einfach regelbar ist
– als Energie für das Aufbringen des Anpressdruckes Gas oder Liquide zum Einsatz kommen

Die einzelnen Bauteile können je nach Einsatz und Funktion grundsätzlich aus allen geeigneten Materialien wie z.B. Metall oder Gummi gefertigt sein. Unter den Gesichtspunkten Beanspruchung, Haltbarkeit, Fertigung und Verschleiß ist es jedoch sinnvoll, den starren Teil der Klemmvorrichtung aus Aluminium und den flexiblen Teil aus einem Kautschukprodukt wie Gummi oder aus einem Elastomer zu fertigen.
In der beschriebenen Vorrichtung werden folgende Vorteile erreicht:

– durch die Vergrößerung der Anpressfläche bei gleicher Anpresskraft sinkt das Verletzungsrisiko der zu bearbeitenden Leitung
– unrunde Leitungen können ohne aufwändige Einstellarbeiten geklemmt werden
– das Arbeitsprinzip ist einfach
– es werden sehr wenige Bauteile benötigt
– die Klemmkraft ist direkt ohne mechanische Umlenkung wirksam
– der Wirkungsgrad ist hoch
– der Anteil der Verschleißteile ist auf lediglich ein Bauteil beschränkt
– das Arbeitsprinzip ist geräuscharm
– das Arbeitsprinzip verbraucht wenig Energie
– das Arbeitsprinzip ist umweltschonend
– das Arbeitsprinzip ist auf alle Leitungsdurchmesser anwendbar
– Leitungen mit einem Sandwichaufbau wie Semirigid- oder Koaxialleitungen können sicher geklemmt werden
– Leitungen mit extrem dünnen Isolationsschichten können sicher geklemmt werden
– Leitungen, die einen extrem hohen Klemmdruck benötigen, können sicher geklemmt werden

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Zeichnung näher hervor. Sie zeigt:
1 Übersicht Klemmvorrichtung 1
2 Übersicht Klemmvorrichtung 2
3 Übersicht Klemmvorrichtung 1 + 2 als Kammersystem
In 1 ist eine Übersicht der wichtigsten Bauteile der Schlauchklemmung 1 dargestellt. In einem Hohlzylinder 1-1 aus einem nicht dehnbaren Material wie Metall wird ein zweiter Hohlzylinder 1-2 aus einem dehnbaren Material wie Gummi mittels der Dichtungs- und Fixierungselemente 1-3 und 1-4 befestigt. Der Außendurchmesser des Hohlzylinders 1-2 aus Gummi ist kleiner als der Innendurchmesser des Hohlzylinders 1-1. Der Hohlzylinder 1-1 ist mit einer Öffnung 1-5 versehen, durch die ein Gas, vorzugsweise Druckluft, oder ein flüssiges Medium wie vorzugsweise Hydrauliköl zugeführt wird. Füllt sich der Raum zwischen dem Hohlzylinder 1-2 und der Innenwand des Hohlzylinders 1-1, wird der flexible Hohlzylinder 1-2 zusammengepresst. Dadurch wird auf eine Leitung, welche sich innerhalb der Öffnung des Hohlzylinders 1-2 befindet, ein gleichmäßiger, großflächiger Druck ausgeübt.
2 zeigt eine ähnliches Funktionsprinzip in einer anderen Ausführung. Hierbei wird ein flexibles Medium 2-2, vorzugsweise ein Schlauch aus Gummi, spiralförmig im starren Hohlkörper 2-1 verlegt und fixiert. In dieser Ausführung wird der Schlauch selbst mit einem sich ausdehnenden Medium wie Luft oder einem Liquid befällt. Dadurch, dass der Schlauch gegen die starre Wandung des Hohlzylinders 2-2 gepresst wird, kann er sich nur nach innen ausdehnen.
3 schließlich zeigt zwei weitere Ausführungen des gleichen Arbeitsprinzips. Hier ist der starre äußere Hohlzylinder 3-1 in verschiedene Kammern segmentiert. Jede einzelne Kammer ist mit einem zylindrischen 3-2a oder spiralförmig angeordneten Schlauch 3-2b bestückt, der einzeln mit Luftdruck oder einem Liquid beaufschlagt wird. Dadurch ist eine partielle Klemmung möglich und Zonen, die nicht geklemmt werden sollen oder dürfen, können ausgespart werden.

Claims

Verrichtung, die zum Klemmen und Zentrieren von elektrischen Leitungen, Kabeln, Litzen und vergleichbaren stabförmigen Medien bestimmt ist, aufweisend: – eine Kontaktklemmung der zu klemmenden Leitung ausschließlich durch ein flexibles, weiches, dehn- oder stauchbares Material (1-2; 2-2; 3-2a; 3-2b), – ein Klemmsystem, in dem der Klemmdruck durch Ausdehnung oder durch Zusammendrücken eines flexiblen Materials aufgebaut wird – ein Klemmsystem, das direkt und ohne mechanische Umlenkung durch einen Gas- oder Flüssigkeitsdruck betrieben wird
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Bauteil ein starrer Hohlzylinder (1-1), ein flexibler Hohlzylinder 1-2 und Halte- und Verbindungselemente 1-3; 1-4 angebracht sind
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlzylinder 1-1 eine Öffnung vorgesehen ist, durch die ein Gas oder eine Flüssigkeit zugeführt wird
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmdruck über einen spiralförmig verlegten Druckschlauch 2-2 erzeugt wird
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder in einzelne Kammern unterteilt ist
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Kammern jeweils einen einzelnen flexiblen Hohlzylinder 3-2a; 3-2b umschließen und dass diese unabhängig voneinander mit einem Gas oder einer Flüssigkeit beaufschlagt werden