CN1164935A - 绳索或电缆类股线与压力套装元件的连接方法及其压制器 - Google Patents

绳索或电缆类股线与压力套装元件的连接方法及其压制器 Download PDF

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Abstract

在用来连接绳索或电缆之类股线和压力套装元件(13)的方法中压力套装元件(13)套在股线上，并借助于具有压爪(3，4)的压制器(1，11，31，41，51)将股线和压力套装元件(13)在材料截面缩小的情况下塑况性地径向压制在一起。根据本发明在压制时测出股线和/或压力套装元件(13)的伸长量，在到达一个预先规定的伸长量的最终值(db)时终止压制。

Description

绳索或电缆类股线与压力 套装元件的连接方法及其压制器
本发明涉及一种绳索或电缆类股线与压力套装元件的连接方法，其中压力套装元件套在股线上，并借助于具有压爪的压制器械在材料横截面缩小的情况下塑性性地在径向将股线和压力套装元件压在一起。其次还涉及用来实现这一方法的压制器，它带一个可以在压制平面内作进给运动的压爪和一个进给驱动装置，它在到达终点位置时可以关断。这里压制平面理解为压爪相对运动和在压制过程中垂直于待压制股线的纵轴延伸的平面。
按现有的技术状况已知，绳索和电缆这样地相互或与连接点相连接，在它们的端头套上一个做成连接装置的压力套装元件，然后借助于压制器将两者径向压在一起(参见DE-A-1935996；EP0604828A1)。对此由股线和压力套装元件组件在它们的横截面缩小的情况下塑性变形。材料横截面理解为各自的横截面或者那个组件本身所占有的材料的横截面总和。如果股线不是实心的，而是由圆形截面绳索或芯线组成，它的横截面通常小于股线原有外径尺寸所占有的总横截面，因为在绳索和芯线之间，以及它们和套在它上面的连接装置的套管部分之间存在空腔，它和材料横截面相加并形成原有的总横截面。
为了连接电缆和其他导线，或者将导线连接到电气器械上去采用压力套装元件，如电缆端接头，电缆连接器和电缆接套，为了形成连接它们插在电缆端部上。然后借助于所谓的电缆端接头压制器将电缆和电缆端接头或电缆连接器或电缆接套径向压制在一起，这种电缆端接头压制器例如可以由DE-C-3235 040和EP-A-0 604 828了解到。
对于连接质量而言主要的是变形程度或者该压制深度不能太浅，也不能太深。特别是对于电缆和电缆端接头等连接器的连接是这样。如果变形程度太小，也就是说压得不够，那末连接的拉伸强度和股线和压力套装元件之间的电接触不足。如果变形程度太大，也就是压制过头，由于股线横截面的减小而损伤其拉伸强度。此外由于同样的理由会出现过大的电流密度。
对于简单的压制器械压爪一直走到相互碰上为正。为了达到对于每一种电缆和电缆端接头的合适的变形程度，要求具有大量不同的压爪。这很麻烦，并且在选择压爪时经常校错而导致连接质量不好。
因此人们转向采用那种移动压爪，首先借助于进给驱动移动到压力套装元件的外径上为止，然后从那里开始进给一个压制深度的确定距离。这种压制方法有一个前提条件，压力套装元件的外径仅仅对于一定的连接套—电缆组件是确定的，大多数是对于一定的标准或系列。在多大程度上能够达到由一个系列确定从外圆起的压制深度，取决于不同的标准，因为压力套装元件的外径不反映股线和压力套装元件的结构，假如存在什么样的空腔部分。因此用这种压制器无法保证对于所有的组合都能达到要求的连接质量。
在另一种压制器中一直压到达到一个固定调整好的最终压力为止。这种方法更不准确，因为变形程度很大程度上取决于电缆和电缆端接头的几何形状和材料强度。
本发明的目的在于：创造一种开头所说的压制方法，使得借助于一种更换或不更换工具的一定的压制器可以这样地压制各种完全不同的股线和压力套装元件的组件，使连接以较高的可靠性达到希望的变形程度。另一个目的在于提供实现这种方法的压制器。
按照本发明前一个目的这样来解决，在压制时测量出股线和/或压力套装元件的伸长量，并在伸长量达到一个预先给定的最终值(db)后终止压制。
这个方法是基于已经从属于本发明的以下认识：只要金属零件还有一个延伸自由度，它实际上只承受比较小的密度变化。在股线和套在它上面的压力套装元件压制时这个自由度在纵向，也就是在垂直于压制平面的方向，事实上在压制这种零件时可以发现超过屈服极限的伸长。
本发明的意外的优点是：如果达到预先规定的伸长量的最终值的话在应用一特定的压制器时连接质量始终是一样的。这与和压力套装元件的种类和结构以及材料无关。包括直径也没有什么影响。在任何时候连接质量都是可以重复产生和可以控制的。
如果附加地注意这样的规则，将最终值调整到为压爪宽度的一定百分比，那末连接质量甚至可以与压制器或压爪的类型无关地基本上保持一致。这里压爪的宽度是指其垂直于压制平面的长度，也就是说平行于待压制股线的纵轴的长度。这使得这个方法可以特别可能地应用。只需要确定压爪的宽度，并根据预先给定的百分比确定伸长量的最终值。可能与那种压爪的标准形式不同的压爪，例如带倒圆的或楔形的侧面，可以通过考虑修正值来计算。因此按本发明的方法使使用者能够用任意一个压制器可靠地和可重复地实现一定的、期望的连接质量。这表示对于制造者和使用者一样明显地方便了。
对于确定伸长量的最终值必须找到一个折衷方案。对于纯粹的机械连接应该寻求股线和压力套装元件之间的良好固连，以及由于任何收缩影响股线拉伸强度这两者之间的折衷方案。如果是牵涉到电缆，应该附加地考虑电气性能的变化，一方面要求电缆和压力套装元件之间的良好接触，另一方面还要求足够的电缆横截面积。存在这样的可能性，根据经验找出在什么样的压缩程度时存在可采用的或者甚至最佳的折衷方案，同时通过一系列的试验确定，拉伸强度和电气性能(如果是电缆的话)如何。然后可以借助于一定的压制器将求得的最终值(db)换算成这个压制器压爪宽度的百分比。然后应用这个百分比可以用任何一个压制器可重复地实现压缩程度以及从而还有压制质量。
对于最常见的由金属线组成的电缆和电缆端接头的情况计算表明，如果最终值(db)在压爪宽度20到22％之间的范围内，最理想是20.9％的话将达到机械和电气性能的最佳统一。在这种数值时电缆和电缆端接头正好压缩到，在电缆金属线形成六角形截面相互之间实际上不再留有间隙。但这个计算是建立在理想的圆弧对称压缩的基础之上。应用中的压爪是多角形的，固此存在局部的过量压缩和压缩不足。此外在特殊形式的压爪时考虑已经提到过的修正值。即使在考虑商业中常用的压爪几何形状时上述范围也仍然是一种合适的方案。
如果那种应用场合最终值相对于压爪宽度的百分比低一些或高一些显得更合适，那末即使偏离上述范围，也属于本发明范围之内。
按本发明的方法也可以用来检查控制压制器的功能。如果用这种压制器不能达到伸长的最终值，那末这种压制器不适用于那种股线和压力套装元件的组合，或者压制器的进给驱动(装置)由于磨损不再能够提供要求的压力。
在压制实心材料截面时截面的缩小直接转变成长度的伸长。若股线是由多根或许多纲丝或金属线组成的，这个零件就包含空隙。如果空隙部分比较大，在压制过程开始时首先可能出现至少是套上的压力套装元件的长度缩短。如果按照本发明的方法要测出它的伸长，那末值得推荐的是，如果测出伸长的零件从压缩部位延伸出去的话从测出长度伸长时开始计算。这里相对于初始状态的绝对伸长量另外加上开始时的长度缩短，因为这个尺寸关系到材料截面的收缩从而也与连接质量有关。
就这个目的涉及到提供实现这种方法的压制器而言，这个目的解决办法在于：压制器具有一个在压制时测量股线和/或压力套装元件伸长量的测量装置。这里可以采用用于操作压制器不同的测量伸长量的方法。
测量装置可以配备用来显示至少是伸长量最终值的指示装置。指示装置可以具有数字或模拟显示。但是指示装置仅仅做成在达到最终值时能发出一个光学信号已经足够了。因为这个数值对于所规定的连接质量是决定性的。此外也存在这种可能性，配备一个带声学信号发生装置的测量装置，用它至少可以在到达最终值时起发出信号的作用。
不管是光学的或者声学的信号输出还是数字的或模拟的路程显示都有缺点，压制器的操作者必须察觉到最终值，和进行关断进给驱动。比较可靠的是，如果测量装置这样地和进给驱动装置相连，当测出最终值时进给驱动自动地关断。用这种方法可以确保，可靠地达到规定的连接质量，特别是不发生过份压缩。
在本发明的另一种结构中设想，最终值是可调的。当压制器用不同的压爪工作时这样做特别有利，因为每组压爪组合有一个与之相适应的，因而也是特有的伸长量的最终值。
为了测出伸长量装置可以具有一个装在压力套装元件和/或股线上的传感元件，假如这可以是一根削尖的杆子，它可以形状合适地戳入压力套装元件或者股线的外表面上，因此一起参与长度的变化。传感元件适宜于这样可移动地支承，使其运动可以垂于压制平面方向进行。其中传感元件应该可移动地支承在安装方向(垂直于压力套装元件)，例如借助于一个弹簧向朝着压力套装元件的方向施加预紧力。
为了使传感元件可以运动，可将其绕一个轴平行于压制平面旋转地支承。作为另一种选择方案也可以是一个垂直于压制平面的可移动支座。最后如果传感元件做得可以垂直于压制平面弯曲的话，也可以将其固定地夹紧。
在所有这些情况下应该设置一个用来测量传感元件运动的传感器，假如一个开关，一个光栅，一个磁性传感器，一个电感传感器等等。然后可以通过传感器测量代表最终值的传感元件终点位置，并以电信号的形式输入测量装置以便在上述意义上进行进一步的处理。但是代替这种方法还存在另一种可能性，进给驱动装置做成液压驱动装置，传感元件直接与液压驱动装置的断路阀相连。这种纯机械的方案具有这样的优点，它与电源无关。
最后按本发明设想，传感元件做成一个至少在垂直于压制平面可以弹性变形的物体，它可以以适当的摩擦力靠在压力套装元件或股线的外表面上，并这样地支承在能导电的、一种电阻应变片类型的纤维内，当产生一个电压和物体垂直于压制平面产生变形时对测量装置发出一个与变形相应的信号。
在图中借助于实施例以示意图的形式对本发明作进一步的说明。它们是
图1带测量装置的压制器的侧视图；
图2按图1的压制器的顶视图；
图3第二种带测量装置的压制器的顶视图；
图4第三种带测量装置的压制器的顶视图；
图5第四种带测量装置的压制器的顶视图；和
图6第五种带测量装置的压制器。
在图1和2中表示的压制器1具有一个机体2，为了清楚起见图1中没有画出来，两个面对面的、V形压爪3、4装在它上面。借助于一个这里没有详细画出来本的进给装置，假如液压的活塞油缸单元，左侧的压爪3可以向右侧的压爪4的方向移动。
机体2上装有测量装置的零件。支承底座5属于其中之一，它在图2中图纸平面内可以在双箭头A的方向移动，它通过一个弹簧6朝压爪3、4的方向预紧，弹簧本身支承在压制机1的一个固定部分7上。在支承底座5上装了一个轴8，它垂直于按图1的图纸平面分布，并在支承底座5上可以轴向移动，而且是在双箭头B所示方向。在轴8的端部装有一个传感(发送)杆(Geberstab)9，它在其自由端上具有一个尖头10。传感杆9配设一个电感路程传感器11，它通过导线12与这里没有详细画出来的数据处理评估装置相连，数据处理评估装置也是测量装置的一部分。传感器11位置固定地装在机体2上。
在按图2的视图中压制器1这样地装有一个由电缆(这里看不到)和套在它上面作为压力套装元件的电缆端接头13的组件，使这个组件被压爪3、4夹住。由于弹簧6的预紧力传感杆9的尖头10这样地压向电缆端接头13的外表面，使尖头形状贴合地戳在电缆端接头上，但至少应存在摩擦连接。
在尖头10贴合电缆端接头13的外表面后压制过程就可以开始。为此压爪3朝压爪4运动。这引起电缆和电缆端接头13横截面的径向收缩。受压爪3、4挤压的电缆和电缆端接头13的材料引起由电缆和电缆端接头13组成的组件的伸长db。由于尖头10和电缆端接头13外表面之间的形状相配的或至少是摩擦连接，传感杆9在双箭头方向C，因此也就在朝向传感器11的方向带动运动，也就是说它在这个方向平行地移动。这个移动引起路程传感器11中电感的变化。在到达一个贮存在数据处理评估装置内的电感值时要么是发出一个光学的或者声学的信号，要么是自动关切断压爪3的进给驱动。
伸长量db与压爪3、4产生的在压制平面内的材料挤出量有关。对于这里所采用的压制器1伸长量最终值db这样来确定，使得达到最终材料截面和初始材料截面之间的最佳比例，因此也达到一个最佳的连接质量。如果用这个压制器总是能达到伸长量的最终值db，那末连接质量与由电缆和电缆端接头13组成的组件是怎么组合的无关始终是一样的。
图3和4表示按图1和2的压制器1的变型，其中同样的或者相当的构件用同样的标号表示。
图3中表示的压制器21(和在图1和2中表示的一样)具有一个机体2和两个面对面的压爪3，4。在机体2上也装有一个可以在双箭头方向D移动的属于测量装置的支承底座5，这里它通过弹簧6朝压爪3，4的方向预紧，弹簧本身支承在一个机体2的固定部分7上。支承底座5上有一个垂直于图纸平面延伸的回转轴22，回转轴上装有一个传感杆9。传感杆9在其自由端上有一个尖头10。传感杆9附设有一个电感路程传感器11，它通过一个导线12与测量装置的数据处理评估装置相连。
在压爪3、4之间有一个电缆和电缆端接头13组成的组件。传感杆9的尖头10形状贴合或者至少摩擦结合地贴在电缆端接头13的外表面上。
随着通过这里没有具体画出来的进给驱动装置的启动而开始压制过程，以及因而通过压爪3、4的靠近在压制平面内电缆和电缆端接头13的材料受到挤压，这此起在箭头E所指方向的伸长。这又引起传感杆9绕回转轴22沿箭头方向F的旋转运动。这导致路程传感器11内电感的变化，它通过导线12传到数据处理评估装置中。在那里生成一个阈值，使得到达伸长量的最终值db时发出一个光学或声学信号，或者自动关断进给驱动(装置)。
按图4的结构类似于按图1至3的结构，压制器31具有一个机体2和压爪3、4，它们可以通过没有画出来的进给驱动装置相向运动，在机体2上沿双箭头方向G可移动地支承着一个支承底座5。它通过弹簧6向朝压爪3、4的方向预紧，弹簧本身支承在机体2的固定部分7上。在支承底座5上固定了一个延长杆32，在它的自由端上装有一个传感杆9，而且是刚性连接。传感杆9在垂直于压制平面也就是箭头H的方向可以弯曲，并在其自由端上有一个尖端10。在传感杆9的表面上装有一个具有压电晶体的传感器33，它通过导线12与测量装置的数据处理评估装置相连。
在压爪3、4之间放入一个由电缆和电缆端接头组成的组件。当压爪3、4向一起靠拢时由于在压制平面内材料的挤压产生在箭头H方向的伸长。这时形状或摩擦合适地在电缆端接头13外表面上的传感杆9发生弯曲，它通过传感器测出并传送到数据处理评估装置中。当到达一个贮存在那里的数值时压爪的进给驱动被关断。这时到达伸长量的最终值。传感杆9的弯曲由虚线表示。
图5中表示一个压制器41，它具有一个机体2和面对面的压爪3、4，它们可以借助于一个没有画出来的进给驱动装置在图纸平面内移动。在机体2上装有一个支承角状体42，它(这里没有具体画出来)类似于前述例子中的支承底座5一样可以向压爪3、4方向移动地支承和预紧。在支承角状体42垂直于机体2分布的部分上固定了一个橡胶件43，在它里面放了许多导电纤维(例如用44表示)。它们是这里没有具体画出来的电路的一部分。当纤维44由于在垂直于压制平面的方向橡胶体43的弹性变形而发生位置变化时电路内的电气参量也发生变化。
在压爪3、4之间放入一个由电缆和电缆端接头13组成的组件。橡胶件43摩擦相配地贴在电缆端接头的外表面上。当电缆和电缆端接头13组件受到压缩时(如上面已经具体描述的)引起电缆端接头13的伸长，其中橡胶件43的贴合面被带着一起移动。橡胶件43弹性变形，使纤维44电路中的电气参量发生变化。当达到规定的、贮存在数据处理评估装置中的数值时压爪3、4的进给驱动被切断。这样就到达了在箭头I方向伸长量的最终值db。
图6表示一个带有机体2和面对面的压爪3、4的压制器51，和按图1至4表示的例子一样支承底座5在双箭头方向J可移动地支承在机体2上，其中它通过弹簧6向压爪3、4方向预紧，弹簧本身支承在机体2的固定部分7上。支承底座有一个延伸杆52’它的自由端上装有一个带垂直于图纸平面的转轴的回转铰链53。在回转铰链53上装一个传感杆9，它的自由端设有一个尖头10。在传感杆9的外表面上回转铰链53和尖端10之间支撑一个阀杆54，它与液压阀55相连。这个液压阀55的一侧附设一个油泵56，它通过管道57与液压油箱58相连。
从油泵56出来有一根输出管59通过在图上处于开启位置的液压阀55到一个进给驱动装置60，它由一个油缸61，一个在它里面移动的活塞62和一个从油缸中伸出来的活塞杆63组成。油缸61与机体2固定相连(这里没有具体画出来)，而活塞杆63和移动压爪3相连。
在压爪3、4之间放一个电缆和电缆端接头13的组件。传感杆9的尖头10形状或者至少摩擦合适地贴在它上面，当由油泵56打出的液压油通过液压阀55的孔进入油缸61时，便进入压制过程。由此压爪3、4相向运动，这引起电缆和电缆端接头组件的径向收缩。这个收缩导致电缆端接头13在箭头K方向的伸长。此时传感杆9的尖头10在箭头L方向运动。传感杆9的旋转引起液压阀55的动作。这里液压阀55调整得这样，使得在伸长量到达最终值db时关断通向油缸61的油源，然后压力油流入补偿油箱64，再从那里回到液压油箱58。

Claims (20)

1.连接绳索或电缆之类股线和压力套装元件(13)的方法，这里压力套装元件(13)套在股线上，以及借助于具有压爪(3、4)的压制器(1，11，31，41，51)在材料横截面缩小的情况下将股线和压力套装元件(13)塑性地径向压制在一起，
其特征在于：在压制时测出股线和/或压力套装元件(13)的伸长量，并当到达一个预先规定的伸长量的最终值(db)后停止压制。
2.按权利要求1的方法，
其特征在于：当待测量伸长量的零件(13)从加压部位向外伸长时开始测量伸长量。
3.按权利要求1或2的方法，
其特征在于：当到达以压爪(3，4)的宽度的一定百分比表示的最终值(db)时结束压制。
4.按权利要求3的方法，
其特征在于：当到达在压爪(3，4)宽度的20％到22％的范围内的最终值(db)时停止压制。
5.用以实现按权利要求1至4之任一项的方法的压制器(1，11，31，41，51)，带一个在压制平面内可作进给运动的压爪(3，4)和一个进给驱动装置(60)，它在到达终点位置时可以关断，其特征在于：压制器(1，11，31，41，51)具有一个用来在压制时测量股线和/或压力套装元件(13)伸长量的测量装置。
6.按权利要求5的压制器，
其特征在于：测量装置设有一个用来显示伸长量的至少一个最终值(db)的指示装置。
7.按权利要求6的压制器，
其特征在于：指示装置具有一个数字的或者模拟的显示器。
8.按权利要求6或7的压制器，
其特征在于：指示装置做成当到达最终值时发出一个光学信号。
9.按权利要求5至8之任一项的压制器，
其特征在于：测量装置设有一个声音发生装置，用它至少在到达最终值(db)时起一个发出信号的作用。
10.按权利要求5至8之任一项的压制器，
其特征在于：测量装置这样地和进给驱动装置(60)相连接，当测出最终值(db)时进给驱动装置(60)自动关断。
11.按权利要求5至10之任一项的压制器，
其特征在于：最终值(db)是可调的。
12.按权利要求6至11之任一项的压制器，其特征在于：测量装置具有一个可以贴在股线和/或套管部分(13)上的传感件(9)。
13.按权利要求12的压制器，
其特征在于：传感件(9)这样可移动地支承，使它可以实现垂直于压制平面的运动。
14.按权利要求12或13的压制器，
其特征在于：传感件(9)在安置方向可运动地支承和预紧。
15.按权利要求13或14的压制器，
其特征在于：传感件(9)可以绕一个平行于压制平面的轴可回转地支承。
16.按权利要求12至14之任一项的压制器，
其特征在于：传感件(9)可垂直于压制平面移动地支承。
17.按权利要求12之压制器，
其特征在于：传感件(9)可垂直于压制平面弯曲。
18.按权利要求12至17之任一项的压制器，
其特征在于：设有一个用来测量传感件(9)运动的传感器(11，33)。
19.按权利要求12至17之任一项的压制器，
其特征在于：进给驱动装置做成液压驱动装置，传感件(9)直接与液压驱动装置的断路阀相连接。
20.按权利要求12的压制器，
其特征在于：传感件做成一个至少垂直于压制平面可以弹性变形的物体(43)，在它里面这样地放置可导电的纤维，使得在施加一个电压和物体(43)垂直于压制平面产生变形时会产生一个与变形量相应的，输给测量装置的信号。
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