Verfahren zum Herstellen eines festen, zähen, wasserdichten Schutzkörpers um Draht verbindungsstellen an elektrischen Leitungen, Ausrüstung zur Durchführung dieses Verfahrens und nach diesem Verfahren und mit dieser Ausrüstung hergestellter Schutzkörper Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schutz körper für Verbindungsstellen für elektrische Lei tungen, z. B. Leiter und Kabel, durch Einkapseln der Verbindungsstellen mit flüssigen, harzartigen Isolier- und Schutzmaterialien, die dann an Ort und Stelle zum Erstarren gebracht werden.
Die Erfindung betrifft insbesonders ein Verfahren zum Herstellen eines festen, zähen, wasserdichten Schutzkörpers um Drahtverbindungsstellen, eine Aus rüstung zur Durchführung des Verfahrens und einen nach diesem Verfahren und mit dieser Ausrüstung hergestellten Schutzkörper.
Ausführungsbeispiele für das Verfahren, der für die Durchführung des Verfahrens benützten Aus rüstung und des resultierenden fertigen Gegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Spleiss, bei dem eine nichtsteife Hülle aus Streifen verwendet wird, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1, nachdem sie mit einem Streifen vollständig umwickelt ist, der einen Überzug bildet, Fig. 4 teilweise im Schnitt die Ausführung einer T-Verbindung unter Verwendung eines Einspritz- stutzens,
Fig. 5 letzteren in perspektivischer Ansicht, Fig. 6 eine andere Form eines Einspritzstutzens im Aufriss und teilweise im Schnitt und Fig. 7 eine Vorrichtung, hauptsächlich im Längs schnitt, zum Einspritzen von flüssigem, erstarrungs- fähigem Isolierharz um die Verbindungsstelle.
Fig. 1 zeigt einen Spleiss zwischen zwei isolierten verlitzten Leitungskabeln 20 und 21. Das Vorgehen, um den Spleiss mit einem festen, zähen und wasser- dichten Schutzkörper zu umgeben, wird aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich. Die Spleissstelle der beiden Leitungs kabel 20, 21 wird zuerst mit einem oder mehreren porösen Isolierstreifen 22 umwickelt, bis zu einer für den Schutz des Kabels ausreichenden Form und Dicke. Dieser dadurch gebildete Schirm 22 wird dann mit einer überlappenden und sattsitzenden äusseren Umwicklung aus einem nichtporösen Klebstreifen 23 zusammengehalten.
Die beiden gespleissten Kabel und die innere Umwicklung 22 sind auch aus Fig. 1 er sichtlich. Die äussere Umwicklung 23 wird festge drückt und bildet dann einen glatten Überzug 44 (Fig. 3), der bei 26 mit einer Öffnung zum Einspritzen des Harzes aus der Druckdose 25 versehen wird. Das flüssige, erstarrungsfähige Harz wird durch die Öff nung in den Raum innerhalb der äusseren Umwick lung 23 gedrückt, wo es dann die innere Umwicklung 22 durchdringt, alle Hohlräume in der Spleissstelle ausfüllt und nach einer gewissen Zeit erstarrt.
Um die gefüllte Hülle kann eine weitere Klebstreifen- Umhüllung aufgebracht werden, um die Öffnung während der Erstarrungsperiode zu verschliessen.
Das poröse, den Schirm bildende Isoliermaterial ergibt eine Unterlage für die biegsame Decke 44. Die Kombination von Isoliermaterial 22 und Decke 23 ergibt somit eine Hülle, die ihre ursprüngliche Form und Lage beim Einbringen des flüssigen Harzes bei behält.
In Fig. 2 bedeuten 20a und 21a die verspleissten Enden der Leitungskabel 20 bzw. 21.
Das in Fig. 4 gezeigte Gebilde ist demjenigen nach Fig. 1-3 etwas ähnlich, indem auch hier eine abge dichtete Umwicklung 54 aus einem überlappenden, nicht porösen Klebstreifen als Decke und ein auf gebauter, poröser, den Schirm bildenden Teil 53 verwendet wird. Zusätzlich ist hier eine äussere Druck umhüllung 55 aus überlappenden, biegsamen Streifen mit hoher Zugfestigkeit und geringer Dehnung vor gesehen. Für diesen Zweck ist ein Streifen aus Glas gewebe oder ein mit Einlagen armierter, unter Druckanwendung klebender Klebstreifen oder ein durchsichtiger, unter Druckanwendung klebender Klebstreifen von ausreichender Zugfestigkeit und ge ringer Dehnung geeignet.
Papierstreifen weisen ge wöhnlich keine ausreichende Zugfestigkeit auf, können aber bei weniger kritischen Anwendungen benützt werden. Die erstarrungsfähige, flüssige, harzartige Masse wird aus einer Druckdose 57 durch deren Spitze 58 in einen Stutzen 56a eingespritzt. Fig.5 zeigt diesen Stutzen 56a mit Einzelheiten. Er besteht aus einem Röhrchen 61a mit Bund 62a, der mittels Klebstreifen auf der mit dem Schirm bedeckten Spleissstelle befestigt wird, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Dieser Einfüllstutzen muss von Hand verstopft wer den, sobald die Hülle gefüllt ist und die Spitze 58 zurückgezogen wird.
Es kann auch letztere selbst zum Verschliessen des Einspritzstutzens benützt werden, indem sie während des Erstarrens des Harzes im Stutzen 56a festgehalten wird. Ein abgeänderter, selbstdichtender Stutzen 56b ist in Fig. 6 dargestellt, welcher einen Einweg-Ventilkörper 63 aufweist, der aus einem mit einem Ouerschlitz versehenen, halb kugelförmigen biegsamen Becher besteht, der im Röhrchen 61b nahe dem Flansch 62b befestigt ist.
Die verlitzten Leitungskabel 51, 52 und 59 der Fig. 4 sind mittels eines an sich bekannten Verbin dungsstückes C in Form eines T miteinander ver- spleisst, wobei das Stück C z. B. aus Blei oder Lötmetall gegossen oder aus Messing gearbeitet sein kann und an seinen drei Enden mit Innengewinde ver sehen ist. Der hier entstehende Spleiss ist in seinem Umriss viel komplizierter als derjenige der Fig. 1, aber die Schutzhülle 53, 54 ist leicht aufzubringen und der geschützte Spleiss ist gleichermassen sym metrisch und von ansprechendem Aussehen. Das Harz füllt alle ursprünglichen Hohlräume des Spleisses vollständig aus.
Die Spitze 58 kann über dem Ein- spritzstutzen festgehalten werden, um einen Harz verlust durch Erstarren des Harzes zu vermeiden; oder die Spitze kann auf andere Art und Weise während des Erstarrungsvorgangs verschlossen wer den, z. B. mittels des selbstschliessenden Stutzens der Fig. 6. Der Stutzen 56a kann an irgendeinem geeig neten Punkt der Spleisshülle vorgesehen werden, da das Harz beim Eindrücken in den Spleiss alle Hohl räume vollständig ausfüllt und alle eingeschlossene Luft verdrängt.
Um das Verdrängen der Luft zu unterstützen, kann eine einzelne Litze einer Kunst stoffschnur, z. B. des Schirms 53, längs des Kabels unter das Ende der Aussenwicklung der Streifen 54 und 55 eingelegt werden. Dadurch kann man sich vergewissern, ob die Hülle ganz mit Harz ausgefüllt ist, da an diesem Punkt ein kleiner Harztropfen er scheint, der sich längs des Einzelfadens langsam aus der Streifenabdeckung bewegt. Ein weiteres Mittel zum Einpressen von flüssigem, erstarrungsfähigem Harz in die Spleisshülle ist in Fig. 7 dargestellt.
Eine wiederauffüllbare Spritze 70 weist einen Zylinder 71, einen wegnehmbaren Vor- derendteil 72 mit einer Spitze 73, einen hintern Endteil 74 und einen durch einen Handgriff 76 betätigbaren Kolben 75 auf. Der Handgriff 76 kann auch ein schraubbar ausgebildet sein oder mit Hebelüber setzung arbeiten, was in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Ein in den Zylinder 61 eingesetzter biegsamer Sack 77 enthält die Harzmischung. Eine Ecke 78 des Sackes dient als Austrittsteil, der durch die Spitze 73 gezogen wird und zugeschnitten ist, so dass er in das Röhrchen 61a des Stutzens 56a der Fig. 4 und 5 passt.
Der vom Handgriff 76 ausgeübte Druck drängt das Harz aus dem Sack 77 durch die Öffnung an der Ecke 78 in den umhüllten Spleiss. Der leere Sack wird herausgenommen und weggeworfen, so dass die Spritze 70 sauber bleibt und sofort wieder betriebsbereit ist.
Erstarrungsfähiges, flüssiges, harzartiges Isolier material, wie z. B. geschmolzener Asphalt, Wachse und thermoplastische Harze, sind schon lange als Ausgussmasse zum Schutze elektrischer Teile ver wendet worden, und diese Materialien können auch im vorliegenden Falle benützt werden. Jedoch bietet die Verwendung von selbsterhärtenden, flüssigen, harzartigen Mischungen eine Reihe von Vorteilen. So ist z. B. das abgebundene und erhärtete Harz nicht mehr thermoplastisch.
Das bevorzugte harzartige Material weist ur sprünglich die Form zweier oder mehrerer separater Komponenten auf. Nach gründlicher Vermischung ist dieses Material zuerst eine dünne Flüssigkeit, aber nachdem es eine kurze Zeit gestanden hat, tritt eine Reaktion ein und die Mischung wird fest, zähe und erhärtet. Es sind vielerlei harzartige Stoffe bekannt, die das gewünschte Resultat ergeben, aber gewisse Epoxy-Harzzusammensetzungen stechen aus man cherlei Gründen hervor und werden für den vorlie genden Zweck vorgezogen.
Bei diesen Mischungen geht die Reaktion sehr schnell vor sich, das Harz er härtet ohne Abgabe flüchtiger Nebenprodukte und das erhärtete Harz ist sehr widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit und haftet an allen Teilen des Spleisses. Eine dieser Mischungen kann hergestellt werden durch getrenntes Mischen von 46 Gewichtsteilen des Mar kenprodukts Thiokol LP-2 , einem flüssigen, orga nischen Polysulphidpolymer, mit 8 Teilen von 2,4,6- Tri-(dimethylaminomethyl)-phenol, welche Mischung dann unmittelbar vor Gebrauch innig mit 46 Teilen des Markenproduktes Epon Harz No. 562 , einem flüssigen,
freie Epoxyradikale enthaltenden, aus Bis phenol und Epichlorhydrin hergestellten Epoxyharz vermischt wird. Es können auch andere Epoxyharze und andere Abbinde- oder Erhärtungsmittel ver wendet werden. Oft wird auch einem der beiden Komponententeile ein Farbmittel zugesetzt, um die Wirksamkeit des Mischens augenscheinlich zu ma chen. Zum Gebrauch mit den soeben beschriebenen zweiteiligen Zusammensetzungen wird die plastische Hülle 77 der Fig. 7 anfänglich mit zwei separaten Abteilen ausgebildet, in denen die beiden Kompo nenten der reaktiven Mischung separat enthalten sind.
Die Hüllenwände sind längs einer Hüllenzentral- linie trennbar zusammengehalten und die beiden Reaktionskomponenten sind in den beiden so gebil deten Abteilen untergebracht. Beim Gebrauch werden die Berührungsflächen getrennt, so dass die harz bildenden Komponenten vermischt werden können. Die Ecke 78 wird durch die Spitze 73 geführt und der Deckel 72 auf den Zylinder 71 gesetzt, wobei die Tüte 77 im Innern liegt. Dann wird der Handgriff und Kolben eingesetzt und das Ganze ist dann zum Gebrauch fertig, um die in Reaktion tretende, harz bildende Mischung in den zugedeckten Spleiss zu drücken.
Die Luft wird aus der Spleisszone von dem flüssigen Harz herausgedrückt, das die Zwischen räume zwischen den Leiterlitzen ausfüllt und dichtet, so dass auf diese Weise die Spleisszone vollständig isoliert wird. Zuweilen kann es wünschenswert sein, den kontinuierlichen Durchtritt eines Isolierfluids längs des Leiters zu gestatten. Zu diesem Zweck muss der verlitzte Leiter nur mit einem Schutzstreifen, z. B. einem undurchlässigen Klebstreifen, umwickelt wer den, um den Zutritt des flüssigen Harzes in die Zwischenräume zwischen den Litzen zu verhindern.
Abgeschirmte elektrische Kabel erfordern Ver bindungen zwischen der Abschirmung und zwischen den Leitern. Dies kann bewerkstelligt werden durch überdecken der Isolationsschirmdecke mit einem Filmstreifen, einem Stück Draht oder einem feinen Drahtgeflecht, das auch mit der Kabelmetallabschir- mung an den beiden Spleissenden in Berührung ist. Das Ganze wird dann mit die Flüssigkeit zurück haltenden und dem Druck widerstehenden Umwick lungen bedeckt, wobei Vorsorge getroffen werden muss, um für die nachher am Spleiss anzubringende harzartige Mischung eine Eintrittsöffnung bilden zu können.
Der in den Spleissüberdeckungen nach Fig. 1 und 4 verwendete Isolierschirm 22 bzw. 53 liefert ein einfaches wirkungsvolles Mittel zum Distanzieren der äussern, die Flüssigkeit zurückhaltenden Abdeckung 23 bzw. 54 vom gespleissten Leiter. Auf diese Weise wird eine genügend dicke und gleichmässige Schicht von erhärtetem Harz um den Spleiss gelegt, so dass ein ausreichender Schutz im elektrischen und mechani schen Sinn vorgesehen ist. Ein grobgewobener Schirm aus Isolierkunststoff, z. B. Nylon, Polyvinylidenchlo- rid oder Polyesterpolymeren ist besonders wirkungs voll als poröses, biegsames Isoliermaterial.
Das Epoxyharz netzt die Oberflächen dieser Polymere und haftet fest an diesen Flächen, wenn es mit diesen in Berührung erhärtet, so dass das Endprodukt wenigstens annähernd homogen ist, sehr gut isoliert, und Feuchtigkeit und Öl widersteht. Andere Gewebe oder schirmartige Hüllen oder Fasermatten, die genügend freien Raum bilden für die Durchdringung mit der harzartigen. Flüssigkeit, nichtleitend und sonstwie geeignet sind, sind auch nützlich.
Der Gebrauch eines aus einem zusammenge setzten Schirm bestehenden Abstandhalters 22 bzw. 53 ermöglicht somit die Schutzbedeckung von Spleissen der grössten Umrissvariationen mit einer einzigen Ausrüstung von Materialien, wie Schirm- Isolierstreifen flüssigkeitsdichte Verschlussstreifen, selbsthärtende Isolierharzmasse und eine druckaus übende Vorrichtung zum Aufbringen der letzteren. In einigen Fällen, insbesondere bei grösseren Installa tionen,
kann noch ein Organ in der Form eines Streifens hoher Zugfestigkeit oder ein anderes Mittel zum Herstellen einer druckfesten Bedeckung zuge geben werden.
Method for producing a solid, tough, waterproof protective body around wire connection points on electrical lines, equipment for carrying out this method and according to this method and with this equipment protective body The present invention relates to a protective body for connection points for electrical Lei lines, for. B. conductors and cables, by encapsulating the junctions with liquid, resinous insulating and protective materials, which are then made to solidify in place.
The invention relates in particular to a method for producing a solid, tough, waterproof protective body around wire connection points, from equipment for carrying out the method and a protective body produced by this method and with this equipment.
Embodiments of the process, the equipment used to carry out the process and the resulting finished article are shown in the drawing. 1 shows a splice in which a non-rigid sheath made of strips is used, FIG. 2 shows a cross section along the line 3-3 in FIG. 1, FIG. 3 shows the arrangement according to FIG. 1 after it has been provided with a strip is completely wrapped, which forms a coating, FIG. 4 shows, partially in section, the execution of a T-connection using an injection nozzle,
5 the latter in a perspective view, FIG. 6 another form of an injection nozzle in elevation and partially in section, and FIG. 7 a device, mainly in longitudinal section, for injecting liquid, solidifiable insulating resin around the connection point.
1 shows a splice between two insulated stranded line cables 20 and 21. The procedure for surrounding the splice with a solid, tough and watertight protective body can be seen from FIGS. 1 to 3. The splice point of the two line cables 20, 21 is first wrapped with one or more porous insulating strips 22 to a shape and thickness sufficient to protect the cable. This screen 22 thus formed is then held together with an overlapping and tightly fitting outer wrapping of a non-porous adhesive strip 23.
The two spliced cables and the inner wrapping 22 can also be seen in FIG. 1. The outer wrapping 23 is firmly pressed and then forms a smooth coating 44 (FIG. 3), which is provided at 26 with an opening for injecting the resin from the pressure can 25. The liquid, solidifiable resin is pressed through the opening into the space within the outer wrapping 23, where it then penetrates the inner wrapping 22, fills all cavities in the splice and solidifies after a certain time.
Another adhesive tape cover can be applied around the filled envelope in order to close the opening during the solidification period.
The porous insulating material forming the screen provides a base for the flexible ceiling 44. The combination of insulating material 22 and ceiling 23 thus results in an envelope which retains its original shape and position when the liquid resin is introduced.
In Fig. 2, 20a and 21a denote the spliced ends of the line cables 20 and 21, respectively.
The structure shown in Fig. 4 is somewhat similar to that of Fig. 1-3 in that a abge sealed wrap 54 made of an overlapping, non-porous adhesive tape as a cover and a built-on, porous, the screen forming part 53 is used here. In addition, an outer pressure envelope 55 made of overlapping, flexible strips with high tensile strength and low elongation is seen here. For this purpose, a strip of glass fabric or a reinforced with inserts, adhesive tape under pressure or a transparent, adhesive tape under pressure of sufficient tensile strength and low elongation is suitable.
Paper strips usually do not have sufficient tensile strength, but can be used in less critical applications. The solidifiable, liquid, resin-like mass is injected from a pressurized can 57 through its tip 58 into a nozzle 56a. 5 shows this connection piece 56a in detail. It consists of a tube 61a with a collar 62a, which is fastened by means of adhesive tape to the splice point covered with the screen, as can be seen from FIG. This filler neck must be plugged by hand as soon as the envelope is filled and the tip 58 is withdrawn.
The latter can also be used to close the injection nozzle itself, in that it is held in the nozzle 56a while the resin is solidifying. A modified self-sealing port 56b is shown in Fig. 6 which includes a one-way valve body 63 comprised of a slotted, semi-spherical flexible cup mounted in tube 61b near flange 62b.
The stranded line cables 51, 52 and 59 of FIG. 4 are spliced together by means of a known connec tion piece C in the form of a T, the piece C z. B. can be cast from lead or solder or made of brass and see ver at its three ends with internal threads. The resulting splice is much more complicated in outline than that of FIG. 1, but the protective sheath 53, 54 is easy to apply and the protected splice is equally symmetrical and attractive in appearance. The resin completely fills all of the original voids in the splice.
The tip 58 can be held over the injection port in order to avoid loss of resin through solidification of the resin; or the tip can be closed in another way during the solidification process who the, z. B. by means of the self-closing connector of FIG. 6. The connector 56a can be provided at any suitable point of the splice cover, since the resin completely fills all cavities when pressed into the splice and displaces all trapped air.
To help displace the air, a single strand of a plastic cord such. B. the screen 53, along the cable under the end of the outer winding of the strips 54 and 55 are inserted. This allows you to make sure that the sheath is completely filled with resin, as at this point a small drop of resin appears, which slowly moves out of the strip cover along the single thread. Another means for pressing liquid, solidifiable resin into the splice sleeve is shown in FIG.
A refillable syringe 70 has a cylinder 71, a removable front end part 72 with a tip 73, a rear end part 74 and a piston 75 which can be actuated by a handle 76. The handle 76 can also be designed to be screwable or work with a lever ratio, which is not shown in the drawing. A flexible sack 77 inserted into the cylinder 61 contains the resin mixture. A corner 78 of the sack serves as the exit portion which is drawn through the tip 73 and cut to fit into the tube 61a of the neck 56a of FIGS. 4 and 5.
The pressure exerted by the handle 76 forces the resin out of the sack 77 through the opening at the corner 78 and into the covered splice. The empty sack is removed and thrown away so that the syringe 70 remains clean and is immediately ready for use again.
Solidifiable, liquid, resinous insulating material, such as. B. molten asphalt, waxes and thermoplastic resins have long been used as a pouring compound to protect electrical parts, and these materials can also be used in the present case. However, the use of self-hardening, liquid, resinous mixtures offers a number of advantages. So is z. B. the set and hardened resin is no longer thermoplastic.
The preferred resinous material is originally in the form of two or more separate components. When mixed thoroughly, this material is a thin liquid at first, but after standing for a short period of time, a reaction occurs and the mixture becomes firm, tough and hardened. A variety of resinous materials are known to give the desired result, but certain epoxy resin compositions stand out for a variety of reasons and are preferred for the present purpose.
With these mixtures, the reaction is very rapid, the resin hardens without releasing volatile by-products and the hardened resin is very resistant to moisture and adheres to all parts of the splice. One of these mixtures can be prepared by separately mixing 46 parts by weight of the branded product Thiokol LP-2, a liquid organic polysulphide polymer, with 8 parts of 2,4,6-tri- (dimethylaminomethyl) phenol, which mixture then immediately before Use intimately with 46 parts of the branded product Epon Resin No. 562, a liquid,
Epoxy resin containing free epoxy radicals, made from bis phenol and epichlorohydrin is mixed. Other epoxy resins and other setting or hardening agents can also be used. A colorant is also often added to one of the two component parts in order to make the effectiveness of the mixing apparent. For use with the two-part compositions just described, the plastic shell 77 of FIG. 7 is initially formed with two separate compartments in which the two components of the reactive mixture are contained separately.
The casing walls are held together separably along a central casing line and the two reaction components are housed in the two compartments thus formed. In use, the mating surfaces are separated so that the resin-forming components can be mixed. The corner 78 is passed through the tip 73 and the lid 72 is placed on the cylinder 71 with the bag 77 inside. The handle and plunger are then inserted and the assembly is then ready to be used to force the reacting resin-forming mixture into the covered splice.
The air is pressed out of the splice zone by the liquid resin, which fills and seals the spaces between the conductor strands, so that the splice zone is completely isolated in this way. At times it may be desirable to allow an insulating fluid to pass continuously along the conductor. For this purpose, the stranded conductor only needs to be covered with a protective strip, e.g. B. an impermeable adhesive tape wrapped around who to prevent the entry of the liquid resin into the spaces between the strands.
Shielded electrical cables require connections between the shield and between the conductors. This can be achieved by covering the insulation shield cover with a film strip, a piece of wire or a fine wire mesh that is also in contact with the cable metal shielding at the two splice ends. The whole is then covered with wraps that hold back the liquid and resist the pressure, whereby precautions must be taken to be able to form an inlet opening for the resinous mixture to be applied to the splice.
The insulating screen 22 or 53 used in the splice covers according to FIGS. 1 and 4 provides a simple, effective means of separating the outer, liquid-retaining cover 23 or 54 from the spliced conductor. In this way, a sufficiently thick and even layer of hardened resin is placed around the splice, so that adequate protection is provided in the electrical and mechanical sense. A coarsely woven screen made of insulating plastic, e.g. B. nylon, polyvinylidene chloride or polyester polymer is particularly effective as a porous, flexible insulating material.
The epoxy resin wets the surfaces of these polymers and adheres firmly to these surfaces when it hardens in contact with them, so that the end product is at least approximately homogeneous, very well insulated, and withstands moisture and oil. Other fabrics or umbrella-like covers or fiber mats that leave enough free space for the resinous to penetrate. Liquid, non-conductive, and otherwise suitable are also useful.
The use of a spacer 22 or 53 consisting of a composite screen thus enables the protective covering of splices of the greatest outline variations with a single set of materials, such as screen insulating strips, liquid-tight closure strips, self-hardening insulating resin compound and a pressure-exerting device for applying the latter. In some cases, especially with larger installations,
an organ in the form of a strip of high tensile strength or some other means of producing a pressure-resistant covering can also be added.