Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stossverbindungen bei Nabeln. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Stossverbindungen an Kabeln ohne Ver wendung von Muffen.
Das Verfahren be- teht darin, dass die Oberfläche der bloss- lrelegtten und durch stumpfe Schweissung oder Hartlötung ohne Q,uerschnittsverstär- kung des Leiters hergestellten Verbindungs stelle, naeli Ausgleich von Unregelmässig keiten der Leiteroberfläche, durch eine möglieht dünne Schicht eines schmiegsamen leitenden Stoffes, mit streifenförmigem Isoliermaterial, insbesondere getränktem Pa pier,
gleichförmig fest bewickelt wird, wo bei auch die stufenförmig abgeschnittenen Isolierschichten der Kabelenden dicht be wickelt werden, bis die Gesamtstärke der T:z#olation des isolierten Leiters erreicht ist.
Zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung mit elektizscher Beheizunm kann vorteilhaft eine Vorrichtung dienen, die aus zwei gegeneinander verschiebbaren, die zu verbindenden Kabelenden haltenden und zusammenpressenden Klemmkörpern be steht, welche den Heizstrom zuleiten.
Die Erfindung beruht auf der Erkennt nis, dass ein wesentlicher Grund für die man gelnde Betriebssicherheit der Muffenverbin- dungen in der üblichen. Anordnung einer Klemme zum Aneinanderschliessen zweier freien Leiterenden eines.Kabels zu sehen ist.
Diese Verbindungsklemme, zum Beispiel eine dauernd im Kabel verbleibende Löt- hülse oder) dergleichen, bedingt eine me tallische Verdickung des Leiters, welcher sonst ' überall gleichen Querschnitt hat, und bewirkt eine örtliche Verzerrung des elek trischen Feldes, so dass trotz der erheblichen Verstärkung der Isolation in der Muffe ge- gegenüber der des Kabels die elektrische Festigkeit an der Verbindungsstelle in der Regel geringer ist wie die des Kabels selbst.
Bei dem eingangs gekennzeichneten Ver fahren nach der Erfindung wird das Stö rungselement, die Verbindungsklemme, ver- mieden und durch eine Stumpfschweissung oder -lötung der Leiterenden ersetzt, so dass also keine Verdickungen an der Stossstelle auftreten. Etwaige Unregelmässigkeiten der Leiteroberflächen oder der Stossstelle selbst (Gratbildung, Verseilung oder dergleichen) werden durch Aufbringen der dünnen Schicht eines leitenden Stoffes ohne wesent liche Querschnittsvergrösserung ausgeglichen.
Durch die dann folgende gleichförmige feste Bewicklung der Verbindungsstelle mit strei- fenförmigem Isoliermaterial, insbesondere getränktem Papier, wird die Verbindungs stelle nicht stärker oder nicht wesentlich stärker als bis zur JD,#icke der Kabelisolation isoliert, so dass also die Isolation an der Verbindungsstelle von einem Innenzylinder vom Durchmesser des Leiters und einem Aussenzylinder von annähernd dem Durch messer der Isolierung des Kabels ein geschlossen ist.
Da der Schmelzpunkt des Einlagemetalles sehr nahe an dem Schmelzpunkt der zu ver bindenden Leiter liegt, tritt bei der Er hitzung der Stossstelle eine innige Legie- rung des Bindemetalles mit dem Metall der zu verbindenden Kabelleiter ein. Das Ver fahren nach der Erfindung, soweit es die Verbindung der Leiter betrifft, ist also ein kombiniertes Schweiss-Löt-Verfahren. Hierin liegt der Vorteil, dass' im Gegensatz zum reinen Schweissverfahren die erforderliche Temperatur nicht so hoch liegt, dass ein Brüchigwerden der Leiter in unmittelbarer Nähe der Stossstelle eintritt.
Handelt es sich um Kabel mit Kupfer leitern, so kann die Einlageplatte vorteil haft aus Silber bestehen.
Zur Beseitigung des die Zunderbildung befördernden Luftzutrittes und zum Halten des Einsatzplättchens wird zweckmässig über die Stossverbindung vor -Beginn der Lötung ein feuerbeständiges Rohr gescho ben. Dieses besteht vorteilhaft aus durch sichtigem Material, zum Beispiel Glimmer, wodurch eine Beobachtung der Schweissungs- stelle ermöglicht wird.
Zur Vermeidung einer Überleitung der entwickelten -Wärme auf die isolierten Kabelenden können be sonders grossdimensionierte Kontakt-Klemm- backen angebracht werden, die aus einem gut leitendem Material, zum Beispiel Kupfer, bestehen; eventuell kann diese Anordnung mit einer Kühlvorrichtung versehen sein.
Die elektrische Schweissung kann in der Art ausgeführt werden, da.ss nach Befreiung der zu verbindenden Teile von der Isolation die feuerbeständige Hülse auf das eine K'a: belende geschoben und die Stossstelle durch Einfügung des Metallblättchens ausgefüllt wird, worauf die Hülse über die Stossstelle geschoben und gegebenenfalls dort abgedich tet wird. Die Kontaktklötze erhalten ihre Stromzufuhr vorteilhaft jdurch einen ge- genügend dimensionierten Transformator.
Nach genügender. Durchwärmung, die je doch nur den Bruchteil einer Minute erfor dert, werden die beiden Kontaktklötze mit leichtem Druck von Hand oder mittelst Spindelführung zusammengebracht, und die elektrische Schweissstelle ist hergestellt. Nach Entfernen der Isolierhülle zeigt sich ein zunderfreies Verbindungsstück, das der Hauptleitung gegenüber keine besonderen Veränderungen aufweist und keiner wesent lichen Nachbearbeitung bedarf.
Besteht das Kabel aus mehreren Adern; so wird jede einzelne nacheinander oder alle gleichzeitig in derselben Weise behandelt.
\ach Fertigstellung der Verbindung der Leiter wird die Isolation vorteilhaft in der Weise ausgeführt, dass dem freigelegten Metallkern an den Verbindungsstellen eine gleichmässige glatte Oberfläche gegeben und die Verbindungsstelle darauf durch lagenweise feste Bewicklung - mit impräg niertem Papier auf die Gesamtstärke der Isolation des isolierten Leiters gebracht wird. Hierauf v>ird die Wickelstelle in eine Imprägniermasse \eingelegt und ;iu dieser ausgekocht.
Dies wird in der Weise aus geführt, dass die Verbindungsstelle in ein geeignet gestaltetes, mit Imprägniermasse, 0l oder anderem Isoliermittel angefüllte Gefäss von genügender Länge eingelegt wird, welches mit einer Beheizung, zum Beispiel elektrischer Widerstandsbeheizung, versehen ist.
Das Gefäss kann aus einem Längs bottich bestehen, der aus zwei Teilen be steht, einem untern und einem obern Teil, -zwischen denen in den gegenüber liegenden Wandungen Rinnen zur Durchführung der Kabel vorgesehen sind, so dass die Verbin dungsstellen der Kabeladern durch das Ge fäss hindurchgeführt werden können und dabei in die in dem Gefäss enthaltene ko- ehende Isolierflüssigkeit eintauchen. Diese Hassnahme hat den Zweck, die beim Wickeln, zum Beispiel durch den Handschweiss des Arbeiters, eingebrachte Feuchtigkeit zu ent fernen. Nach genügend langer Kochdauer wird die Masse aus dem Gefäss abgelassen und dasselbe entfernt.
Hierauf wird über die vorteilhaft noch warme Papierisolation eine Lage Blei- oder Stanniolband auf- ewickelt, und zwar bis zur Stärke des ur sprünglichen äussern Bleimantels des Kabels. Endlich wird über die Wickelstelle ein Blei rohr vom lichten Durchmesser in der Stärke des Aussendurchmessers des Kabels und von einer etwas grösseren Länge als die frei "elegtc Verbindungsstelle der Kabelenden aufgebracht und die Berührungsstellen die ses Bleirohres mit dem Bleimantel des Ka bels verlötet.
Die Verbindungsstelle ist als dann, nachdem die vorher in genügender Länge zurückgenommene Armatur des Ka bels wieder um die Verbindungsstelle herumgelegt wurde, betriebsfertig.
Diese für ein Einleiterkabel beschriebene Verbindungsart kann auch für Mehrleiter kabel angewandt werden, deren Einzeladern als Bleikabel ausgeführt sind. Es wird in diesem Falle jede einzelne Ader in der gleichen Weise behandelt, nur wird nach Fertigstellung der Verbindungen der Einzel adern das so hergestellte verseilte Mehrleiter kabel durch Ausfüllung der Zwischenräume mit einem Füllmaterial auf einen runden Querschnitt gebracht und gegebenenfalls mit einem gemeinsamen .Schutzmantel aus Textilband, Drahtgewebe oder Metallband umgeben, worauf die Armatur als Schutz herumgelegt wird.
Auch hier hat die Ver- bindungsstelle nahezu die gleichen Aussen masse. wie das Kabel, so dass die erhebliche Raumbeanspruchung der Muffenverbindung hier vermieden wird. Zum weiteren Schutz der Verbindungsstelle kann in besonderen Fällen noch ein zweiteiliges Rohr um diese herumgelegt werden, welches mit Ausguss masse ausgefüllt wird.
Diese Verbindung hat den Vorteil, da.ss die Einzeladern des Kabels eine gewisse Zugänglichkeit behalten, so dass sich Kon trollmessungen und sonstige Untersuchungen leichter vornehmen lassen, als wenn eine Muffe verwendet wird.
Aber auch bei Mehrleiterkabeln, bei de nen die Einzeladern keinen Bleimantel ha ben, kann das Verfahren nach der Erfin dung mit Vorteil benutzt werden. In die sem Falle kommt die Stanniolschicht und die Bleihülse in Wegfall und die Isolation wird bis zur Gesamtstärke der Ader fort geführt und aussen durch eine geeignete Schutzschicht gesichert. In diesem Falle wird bei Mehrleiterkabeln an der Verbin dungsstelle durch Ausfüllung der Zwi schenräume der Einzeladern, die gegebenen falls auch hier verseilt werden können.
durch Umwickeln mit Band oder Papier ein runder Querschnitt von der annähernden Grösse der Gürtelisolation hergestellt, hier auf durch Auskochen auch diese Isolation von Feuchtigkeit befreit und mit Metall band bewickelt, und endlich ein Bleirohr von etwas grösserer Länge als die Verbin dungsstelle aufgebracht und seine beiden Enden mit den Enden des ursprünglichen äussern Bleimantels dicht verlötet und die Armatur darumgelegt. Auch in diesem Falle hat die Verbindungsstelle annähernd den selben Umfang wie das ursprüngliche Kabel.
In der Zeichnung ist als Ausführungs beispiel in Abb. 1 und 2 eine zur Aus führung der Schweisstötung dienende Vor richtung dargestellt, und zwar zeigt: Abb. 1 die ganze Vorrichtung in sche matischer Anordnung bei der Ausführung einer Schweissverbindung zweier Kabelenden, Abb. 2 einen Querschnitt durch einen der Kontaktklemmkörper.
Die Vorrichtung besteht aus zwei Klemm körpern a und g, welche, wie Abb. 2 zeigt jede zwei Klemmbacken a, al besitzen, die durch Scharnier t gelenkig verbunden sind und durch einen durchgesteckten Bolzen -s mittelst einer Flügelmutter gegeneinander gedrückt werden können, so da.ss sie die vom Isolationsmaterial J befreiten Kabelenden K', K'' des Bleikabels<I>B</I> festhalten.
Die Klemmen<I>a,</I> und<I>g</I> besitazen eine gegenüber dem Leiterquerschnitt wesentlich grössere Masse und bestehen aus einem gut wärmeleitenden Material, zum Beispiel Kupfer. Bei dem ge zeichneten Ausführungsbeispiel dienen sie zugleich zur Stromleitung und sind zu die sem Zwecke mit Anschlussklemmen 2c ver sehen, an welche die Stromquelle, in diesem Falle die Niederspannungswicklung h1 eines Transformators h angeschlossen ist. Die Klemmvorrichtung a, g ist mit einer -Ein richtung versehen, durch welche die Klem men von Hand oder mechanisch gegenein ander verstellt werden können.
Diese Ein richtung kann zum Beispiel aus einer iso lierten Zange bestehen, an welcher die bei den Klemmkörper a und g befestigt werden, so dass man sie mit den dadurch festgehal tenen Kabelenden unter günstigem Druck einander nähern kann. In. der Zeichnung ist eine Einrichtung mit Parallelführung ziz ;fiesem Zwecke dargestellt.
Sie besteht- aus zwei mit den Klemmkörpern a bezw. g ver bundenen Böcken, Rahmen oder Stangen b bezw. e, von denen die letztere gegen -die erstere auf einer Spindel d verschoben wer den kann, zum Beispiel durch eine mit eventuell isoliertem Handgriff versehene Mutter <I>f ,</I> die in das Gewinde e der Stange<I>d</I> eingreift, so dass durch Drehung der Mutter eine Verstellung der Tragvorrichtung c mit dem Klemmklotz e gegen den Klemmklotz a erfolgt. Die Träger b und c sind gegen einander isoliert.
An der Stossstelle ist ein Silberplättchen n. eingesetzt, welches durch eine Hülse 7n aus feuerfestem Stoff, ins besondere Glimmer, die über die Stossstelle geschoben ist, festgehalten wird. Die Hülse -nz. wird zweckmässig an den beiden offenen Enden durch geeignetes feuerfestes Isolier material, zum Beispiel unschmelzbaren Kitt oder Asbest, abgedichtet.
Um die Schwei- ssung auszuführen, werden, die beiden Klemm körper<I>a</I> und<I>g,</I> welche die blanken, kup fernen Kabelenden K' und K'' mit leiten der Berührung festhalten, mit der Stromzu führung verbunden und alsdann der Klemm körper g gegen den Klemmkörper a ver schoben, bis die Schweiss- oder Schmelz wärme für die Einsatzplatte n an der Be rührungsstelle erreicht ist.
Hierbei befindet sich also der die Stromübergangsstelle bil dende Luftspalt zwischen dem Nabelstoss ende und der Einsatzplatte n. Zur dichten Verbindung können durch weitere Verschie bung der Vorrichtung die Kabelenden K' und K2 noch unter Druck zusammengebracht werden, wodurch eine tadellose Verschwei- ssung bezw. Verlötung erzielt wird. Nach dem hierauf die Hülse en entfernt ist, wird die Stossstelle in geeigneter Weise isoliert.
Die an der Schweissstelle auftretende Wärme wird hierbei von den verhältnis mässig grossen Klemmkörpern a. und g auf genommen;, so dass die Isolation der Kabel enden nicht durch übermässige Erhitzung beschädigt wird. Zur noch besseren Abküh lung können die Klemmkörper auch noch mit einer besonderen Kühleinrichtung be kannter Art versehen werden.
Das Isolierverfahren für die Stossstelle ist in einem Ausführungsbeispiel in - den Abb. ä bis 7 dargestellt.
Abb. 3 zeigt zwei Kabelenden 1 und 2, die an der Verbindungsstelle von der Iso lation 4 und dem Bleimantel 5 befreit und durch die Schweissstelle ss an den Stossenden verbunden sind.
Abb. 4 und "o zeigen im Längsschnitt bezw. in Seitenansicht die teilweise fertig gestellte Verbindung. Hierbei ist zum Aus gleich der durch die litzenförmige Gestalt der Leiter 1 und 2 und Deformierunben an der Schweissstelle 3 verursachten Unregel mässigkeiten ein Bleirohr 6 um die Verbin- dungsstelle herumgelegt. Dieses ist an bei den Enden etwas erweitert und schliesst sich dicht an die zweckmässig schräg abge schnittene innere Isolation 4 an.
Die Herum legung erfolgt in der Weise, dass das Blei rohr entweder aus zwei Schalen, die nach der Herumlegung verlötet werden, besteht oder in der Längsrichtung aufgeschnitten ist, so dass man es aufbiegen und so über die Kabelenden legen und f estpr essen kann, worauf die Schnittstelle ebenfalls verlötet wird. Wenn es sich um Kabel handelt, die auf der Metalloberfläche mit einem Blei mantel versehen sind, kann das Bleirohr 6 mit dem innern Bleimantel dicht verlötet werden. Statt des Bleirohres kann auch ein plastisches leitendes oder nicht leitendes Material, zum Beispiel Gummi, verwendet werden.
Auch kann man die Gleichmässig- ]zeit der Oberfläche durch eine entsprechende mechanische Bearbeitung oder starke Ver- zinnung der Verbindungsstelle erzielen. Auf diese gleichmässige Oberfläche des Lei ters wird die Papierisolation 7 durch Wik- kel aufgebracht, wobei die glatte Oberfläche ein besonders festes Anliegen der innersten Papierlagen, welche die höchste spezifische Beanspruchung im Kabel erleiden, gestattet.
Beim Wickeln des Isoliermaterials werden die vorteilhaft abgestuften Enden 4 der ursprünglichen Isolation des Kabels mit ein gewickelt und die ganze Wicklung auf die Stärke der ursprünglichen Isolation ge bracht. Dann gelangt die Verbindungsstelle in den beheizten Längsbottich, der mit der Imprägniermasse gefüllt ist, und wird dar auf durch Auskochen von der aufgenom- rnenen Feuchtigkeit befreit. Über die so getränkte Papierisolation kommt dann ein aufgewickeltes Stanniol- oder Bleiband 8, wodurch die Wiekelstelle auf die gleiche Stärke wie der ursprüngliche B,leimautel 5 der Kabelader gebracht wird,
und schliess lich das äussere Bleirohr 9, welches den in- nern Durchmesser des Bleimantels 5 hat und zu Beginn der Arbeit auf eines der Kabelenden aufgefädelt war. Man kann dieses Bleirohr 9 dann durch Verschiebung in die in Abb. 6 ersichtliche Lage bringen, wo es die Verbindungsstelle vollständig überdeckt und mit den ursprünglichen Blei mänteln 5 der Kabelenden durch Löten dicht verbunden wird. Statt dessen kann auch ein aufgeschnittenes Bleirohr von der Seite über die Verbindungsstelle gelegt und durch Löten geschlossen werden.
Abb. 7 zeigt ein Dreileiterkabel, bei wel chem die Ader 10 mit der Verbindungsstelle 11, die Ader 12 mit der Verbindungsstelle 13 und die Ader 14 mit der Verbindungs- stelle 15 in der beschriebenen Weise ver sehen ist. Die ganze offene Stelle kann dann durch Einlegen von Füllmaterial 16 auf runden Querschnitt gebracht und mit einer Schutzhülle, sowie der Armatur 18 versehen werden, indem die zurückgeklappten Teile der Armatur 17 der Kabelenden wieder um gelegt werden.
Hat das Mehrleiterkabel eine Gürtel isolation und einen äussern Bleimantel, so wird die Verbindungsstelle nach Ausfüllung der Zwischenräume durch Bewicklung auf die Stärke der Gürtelisolation gebracht, hierauf ausgekocht, mit Stanniol- und Blei hülse umgeben, die letztere mit den Enden des vorhandenen äussern Bleimantels ver lötet und endlich die Hauptarmatur wieder ergänzt.
In allen Fällen hat die Verbindungsstelle nahezu die gleichen Aussenmasse wie das ur sprüngliche Kabel und erscheint somit als muf f enlos.
Die Bewicklung mit der Papierisolation kann in mehreren Schichten erfolgen und jede Schicht vorteilhaft durch eine Bewick- lung mit einem ölgetränkten Seidenband umschlossen werden. Es besteht somit jede zweite oder auch jede dritte oder vierte Wicklungslage anstatt aus.ölgetränktem Pa pier aus ölgetränktem Seidenbande. Da das Seidenband eine weit. grössere Zugkraft beim Wickeln aushält als das Papier, wird durch dieses Verfahren eine festere Bewicklung und im Zusammenhang damit eine lücken losere Ausfüllung des verfügbaren Raumes erreicht. .