CH667951A5 - Verbindungsanordnung zweier doppeladriger elektrischer leitungen. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung zweier doppeladriger elektrischer, abgeschirmter Heizleitungen für Rohrbegleitheizungen, deren Leiterenden mechanisch fest miteinander verbunden sind und die Mäntel aus einem Fluorpolymerisat aufweisen, mit einer die Leiterenden einschliesslich der Mantelenden dicht umschliessenden Umhüllung aus Fluorpolymerisat.

Heizleitungen müssen naturgemäss wärmebeständig sein. Es gibt aber Einsatzgebiete, bei denen an die Wärmebeständigkeit ganz besonders hohe Anforderungen gestellt werden. Das gilt z.B. bei Heizleitungen für Rohrbegleitheizungen. Mit solchen Rohrbegleitheizungen werden in den Rohren transportierte oder aufbewahrte Stoffe erwärmt bzw. auf einer bestimmten Temperatur gehalten. Diese Temperatur kann 150°C und mehr betragen. Zur Erzielung derartiger Temperaturen in den Stoffen werden zur elektrischen Isolation Fluorpolymerisate eingesetzt, die einen Schmelzpunkt von über 300° C haben können und ihre elektrischen und mechanischen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen nicht ändern. Nachteilig ist bei den Fluorpolymerisaten ihre erschwerte thermoplastische Verarbeitbarkeit. Beispielsweise bei Polytetrafluorethylen PTFE ist nur eine Extru-sion in pastenförmigem Zustand möglich (Pulver-Sinterextru-sion). Aufgrund der schlechten Verarbeitbarkeit solcher Werkstoffe bzw. Isolationsmaterialien ist eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art bekannt geworden, vgl. DE-OS 30 41 613, bei der die zu verbindenden Leitungsenden jeweils durch einen Stopfen hindurch in eine zylindrische Muffe eingesteckt sind, die schmelzbaren Werkstoff enthält. Um die Leitungsenden abzudichten, wird der schmelzbare Werkstoff verflüssigt und die Stopfen werden in das Muffeninnere geschoben. Dabei verteilt sich die Schmelzmasse und dichtet ab. Voraussetzung für dieses Verfahren ist, dass die Muffe und ihre Stopfen beim Erwärmen nicht ebenfalls schmelzen, sich aber innig mit der Schmelzmasse verbinden. Sie müssen daher auf jeden Fall einen höheren Schmelzpunkt haben, als die Schmelzmasse. Daraus ergibt sich der grundsätzliche Nachteil, dass die bekannte Verbindungsanordnung nicht im Rahmen der Belastbarkeit des Werkstoffs von Muffe und Stopfen belastbar ist, da sonst die Gefahr eines Schmelzens der Schmelzmasse besteht bzw. eine Beeinträchtigung der Dichtigkeit der Verbindungsanordnung. Darüber hinaus ist die bekannte Verbindungsanordnung wegen ihrer zahlreichen Einzelteile und des infolgedessen komplizierten Zusammenbaus auch besonders aufwendig in der Herstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung doppeladriger elektrischer Leitungen der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass den Dichtigkeitsanforderungen bei einfacherem Aufbau genügt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Umhüllung aus einem gespritzten Fluorpolymerisat besteht, das auch zwischen den Verbindungsstellen beider Leiter vorhanden und gleich dem Fluorpolymerisat der Leitungsmäntel ist.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, dass von dem Prinzip der Verbindung von Formteilen aus hochschmelzenden Werkstoffen mittels niedrigschmelzender Werkstoffe abgerückt wird, ohne dabei die Isolation bzw. Abdichtung der Verbindungsanordnung durch Fluorpolymerisate aufzugeben. Das gelingt in erster Linie mit einem spritzbaren Fluorpolymerisat, das zwischen die zwei Verbindungsstellen beider Leiter gebracht wird. Infolge der Auswahl des gespritzten Fluorpolymerisats gleich dem Polymerisat der Leitungsmäntel kann die Belastung der Verbindungsanordnung ohne eine niedrigerschmelzende Komponente bis an die Obergrenze des Isolationswerkstoffs getrieben werden.

Darüber hinaus ermöglicht das gespritzte Fluorpolymerisat eine besonders kleinvolumige Ausbildung der Verbindungsanordnung im Bereich der Leitungsenden. Sie trägt nur wenig auf den Leitungsdurchmesser auf und benötigt daher wenig zusätzlichen Platz. Die kleinvolumige Ausbildung ist besonders materialsparend und bereits daher preiswerter herzustellen. Es entfallen aber auch die Herstellung und Lagerhaltung mehrerer separater Teile, die aufwendig zusammengebaut werden müssen. Es ist daher nicht notwendig, eine werkstattmässige Verarbeitung durchzuführen, vielmehr ist das Umspritzen mit verhältnismässig geringem Aufwand auch vor Ort möglich. Daher werden Reparaturen erleichtert und die Gefahr von Unfällen z.B. in explosionsgeschützten Räumen verringert, in denen eine einfache vorgeheizte Spritze genügt, also die Anwendung elektrisch zu schaltender und damit eine Explosionsgefahr bedingender Schmelzapparate entfallen kann.

Damit sichergestellt wird, dass das Spritzen nicht zu einer Verlagerung der unisolierten Leiterenden im Sinne eines Kurzschlusses oder einer ungenügenden Innen- oder Aussenisolation führt, sind zwei quer zu der durch die Leiter eingenommenen Ebene angeordnete Angüsse vorhanden, durch die das gespritzte Fluorpolymerisat von beiden Seiten gleichzeitig auf und um die unisolierten Leiter gespritzt werden kann, so dass eine Verlagerung der Leiterenden nicht befüchtet werden muss. Dabei versteht es sich, dass jeder Anguss in gleichem Abstand von den Leiterenden angeordnet ist. Bei geringem Spritzdruck oder einer entsprechenden Zugbelastung wird eine Verlagerungsgefahr der Leiter verringert und es genügt gegebenenfalls ein einziger Anguss.

Um die Anordnung der Verbindungsstellen beim Spritzen zu erleichtern und die Gefahr eines Kurzschlusses zweier Leiter mit Sicherheit auszuräumen, ist zwischen den Verbindungsstellen beider Leiter ein Abstandhalter angeordnet. Dieser Abstandhalter wird mit umgespritzt und liegt danach von aussen nicht erkennbar innerhalb des gespritzten Fluorpolymerisats. Der Abstandhalter kann aus von letzterem abweichendem Werkstoff bestehen, jedoch ist es besonders vorteilhaft, wenn der Abstandhalter aus dem Fluorpolymerisat der Umhüllung besteht.

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In diesem Fall ist zu erwarten, dass der Werkstoff des Abstandhalters zumindest teilweise durch die Wärme des gespritzten Fluorpolymerisats angelöst bzw. plastifiziert wird und sich daher besonders innig unlösbar mit demselben Werkstoff verbindet, nämlich demselben Fluorpolymerisat.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Leiterenden ultra-schallverschweisst. Die Ultraschallverschweissung bewirkt, dass die Werkstoffe der Leiterenden miteinander verschmolzen werden. Auch bei der Verbindung eines Heissleiters mit einem Kaltleiter kann eine innige Schmelzverbindung erreicht werden, so dass in keinem Fall eine Durchmesservergrösserung im Bereich der Verbindungsstellen der Leiter stattfindet. Demgegenüber ist bei einer Verwendung von zwei nebeneinander anzuordnenden Quetschverbindern mit einer erheblichen Verbreiterung bzw. Durchmesservergrösserung der Umhüllung im Bereich der Verbindungsstellen zu rechnen. Die Verbindungsstellen benöti- -gen daher keine im Vergleich zu den umliegenden Bereichen verstärkte Isolation bzw. Umspritzung mit Fluorpolymerisat. Wenn man davon ausgeht, dass die Umspritzung im wesentlichen zylindrisch sein und der Zylindermantel keinen durch die Verstärkung der Isolation im Bereich der Verbindungsstellen bedingten Ringwulst aufweisen soll, so bedeutet die Ultraschallverschweissung der Leiterenden eine ganz erhebliche Einsparung an Fluorpolymerisat über die gesamte Zylinderlänge.

Als Fluorpolymerisat der Umhüllung und der Mäntel der Leitungen ist Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether vorhanden. Es wurde gefunden, dass dieses Fluorpolymerisat, welches sehr hohen Temperaturanforderungen genügt, in der Schmelze zum Umspritzen von Leitungen mit Mänteln aus demselben Werkstoff hervorragend geeignet ist, ohne dass das Spritzverfahren ein Risiko ist, etwa wegen ungenügender Abdichtung der Verbindungsstellen. In gewissen Einsatzfällen mit herabgesetzten Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit des Isolierstoffs bzw. des Fluorpolymerisats, z.B. bei Guss-Asphalt-Heiz-matten, kann auch Perfluorethylen-Propylen FEP oder dgl. verwendet werden.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer mit einer Umhüllung versehenen Verbindungsstelle zweier elektrischer Leitungen,

Fig. 2 eine um 90° gedrehte Aufsicht auf die Verbindungsanordnung der Fig. 1 und

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht mit einem im Bereich der Verbindungsstelle verwendeten Abstandhalter.

Bei der Verbindungsanordnung 10 der Fig. 1 sind zwei elektrische Leitungen 11, 12 vorhanden, die jeweils doppeladrig sind. Jede Leitung 11, 12 hat einen Innenleiter 13 und einen Aussenleiter 14, die durch eine Isolation 15 elektrisch voneinander getrennt sind. Der Innenleiter 13 der Leitung 11 ist beispielsweise die Litze einer Heizleitung, deren Aussenleiter 14 ein Abschirmgeflecht ist. Die Aussenisolation bzw. der Mantel. 16 umgibt den Aussenleiter 14 bzw. das Abschirmgeflecht und bildet eine Isolation, falls der Aussenleiter 14 ein Potential hat bzw. auch einen mechanischen Schutz der gesamten Leitung 11.

Die Leitung 12 ist entsprechend aufgebaut. Ihr Innenleiter 13 ist beispielsweise ein Kaltleiter, also eine Kupferlitze, die zum Anschluss der links dargestellten Heizleitung 11 an eine Stromversorgung benutzt wird, um den Innenleiter 13 dieser Heizleitung 11 mit Heizstrom zu versorgen.

Die Verbindung des Leiters 13 und des Abschirmgeflechts

14 der Leitungen 11, 12 erfolgt an zwei Verbindungsstellen 17, 18, die auf gleicher Höhe der Verbindungsanordnung 10 angeordnet sind. An diesen Verbindungsstellen 17, 18 erfolgt eine Ultraschallverschweissung, welche den Durchmesser der Leiter 13, 14 im Bereich der Verbindungsstellen 17, 18 nicht vergrös-sert. Würde statt dessen z.B. gelötet, so müsste ein Lötverbin-dungsmittel zugeführt werden, das die Verbindungsstellen verdickt. Eine erhebliche Verdickung ergäbe sich bei der Verwendung von Quetschverbindern. Es ist daher ersichtlich, dass der Abstand der Leiter 13, 14 im Bereich ihrer Verbindungsstellen 17, 18 durch Ultraschallverschweissung ungeändert über die gesamte Länge der Verbindungsstellen 17, 18 beibehalten werden kann, was zu einer Kleinhaltung des Durchmessers ihrer Umhüllung 19 beiträgt.

Die Umhüllung 19 erstreckt sich im Verbindungsbereich von dem Mantel 16 der Leitung 11 bis zu dem Mantel 16 der Leitung 12. Die Überdeckungslänge 1 der Umhüllung 19 mit den Enden der Mäntel 16 der Leitungen 11, 12 ist so gross, dass eine innige Verbindung beider Werkstoffe stattfindet. Zum Kurzhalten dieser Überdeckungslänge 1 trägt insbesondere bei, dass der Werkstoff der Umhüllung 19 und der Werkstoff der Mäntel 16 gleich ist, nämlich ein Fluorpolymerisat, insbesondere ein Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether. Die Umhüllung 19 ist im wesentlichen zylindrisch und vergrössert den Durchmesser der Leitungen 11, 12 im Verbindungsbereich nur unwesentlich.

Die Umhüllung 19 ist gespritzt. Das wird in Fig. 1 durch die Angüsse 20 angedeutet, die nach dem Fertigstellen der Verbindungsanordnung entfernt werden, z.B. zugleich mit dem Öffnen der Spritzform abgerissen werden. Sie sind dann nur noch als punktförmige Stellen auf der zylindrischen Mantelfläche der Umhüllung 19 erkennbar. Die Angüsse 20 sind so angeordnet, dass sie senkrecht zu derjenigen Ebene stehen, die von den Leitern 13, 14 im Verbindungsbereich eingenommen werden. Sie liegen daher in Fig.l in der Darstellungsebene und entfallen in Fig. 2. Sie sorgen dafür, dass der Spritzkunststoff, also das fliessende Fluorpolymerisat mit Sicherheit in Pfeilrichtung zwischen die beiden Leiter 13, 14 gelangt und so eine zuverlässige Isolation erreicht wird, insbesondere im Bereich der Verbindungsstellen 17, 18.

Bei besonders hohen Spritzdrücken oder bei nur geringer Spannung der Leiter 13, 14 bzw. bei einer Auswölbung des Leiters 14 infolge seiner Ausbildung als Abschirmung kannes ratsam sein, ein zusätzliches Trennungshilfsmittel zu benutzen, nämlich den in Fig. 3 dargestellten Abstandhalter 21. Der Abstandhalter 21 ist T-förmig und wird mit seinem vertikalen Schenkel 22 zwischen die Leiter 13, 14 gesteckt, die zugleich vom vertikalen Schenkel Untergriffen werden. Diese Anordnung der Leitungsenden mit deren an den Verbindungsstellen 17, 18 fest verbundenen Leiterenden 13', 14' können gemeinsam mit dem Abstandhalter 21 in der Spritzform angeordnet werden, ohne dass die Gefahr einer Berührung der Leiter 13, 14 miteinander oder mit der Spritzform gegeben ist. In diesem Fall erfolgt die Zuführung des Spritzkunststoffes zweckmässigerweise in Pfeilrichtung in der von den Leitern 13, 14 eingenommenen Ebene, wobei der Spritzkunststoff direkt auf die Leiter 13, 14 fliesst. Deren gegenseitige Berührung wird durch den Abstandhalter ausgeschlossen, wobei der vertikale Schenkel 22 als Prallplatte für den fliessenden Kunststoff dient. Infolgedessen sind die Angüsse 20' in der der Fig. 2 vergleichbaren Fig. 3 in der Darstellungsebene angeordnet.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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1. Verbindungsanordnung zweier doppeladriger elektrischer, abgeschirmter Heizleitungen für Rohrbegleitheizungen, deren Leiterenden mechanisch fest miteinander verbunden sind und die Mäntel aus einem Fluorpolymerisat aufweisen, mit einer die Leiterenden einschliesslich der Mantelenden dicht um-schliessenden Umhüllung aus Fluorpolymerisat, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (19) aus einem gespritzten Fluorpolymerisat besteht, das auch zwischen den Verbindungsstellen (17, 18) beider Leiter (13, 14) vorhanden und gleich dem Fluorpolymerisat der Leitungsmäntel (16) ist.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei quer zu der durch die Leiter (13, 14) eingenommenen Ebene angeordnete Angüsse (20) vorhanden sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verbindungsstellen (17,18) beider Leiter (13, 14) ein Abstandhalter (21) angeordnet ist.

4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterenden (13', 14') ul-traschallverschweisst sind.

6. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

4. Verbindungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter (21) aus dem Fluorpolymerisat der Umhüllung (19) besteht.

5. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluorpolymerisat der Umhüllung (19) und der Mäntel (16) der Leitungen (11, 12) Tetra-fluorethylen-Perfluoralkylvinylether vorhanden ist.