DD246875A1 - Klemmverbindung an koaxialen leitern in steckern von hochspannungskabeln - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klemmverbindung fuer den Anschluss von Verbindungsteilen an koaxiale Leiter in Steckern von Hochspannungskabeln fuer Elektronen- und Ionenstrahlgeraete mit mehreren auf unterschiedlichen Hochspannungspotential liegenden Elektroden und Stromaufnahmen bis 5 A. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist eine Klemmverbindung, die einfach herzustellen und leicht montierbar ist und die Anforderungen beim Betrieb von Elektronen- oder Ionenstrahlgeraeten erfuellt. Geloest wird die Aufgabe durch ein Verbindungsstueck mit entsprechend ausgebildeter Durchfuehrung und eine elektrisch isolierende, entsprechend geformte Huelse aus elastischem Material, welche die Klemmverbindung des koaxialen Leiters im Stecker bewirken. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung' betrifft eine Klemmverbindung für den Anschluß von Verbindungsteilen an koaxiale Leiter in Steckern von Hochspannungskabeln für Elektronen- und lonenstrahlgeräte mit mehreren auf unterschiedlichem Hochspannungspotential liegenden Elektroden und Stromaufnahmen bis 5A.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Lösungen für den Anschluß von Verbindungsteilen an koaxiale Leiter in Steckern für Koaxialkabel sind bekannt. Bei einigen dieser bekannten Lösungen wird der koaxiale Leiter mittels eines Trichters aufgeweitet und dieser zwischen zwei konischen Flächen, wovon eine am anzuschließenden Verbindungsteil vorhanden ist, unter Verwendung mehrerer Hilfsteile angeklemmt. .

Eine solche Lösung wird in der DE-OS 21 59867 beschrieben. Bei diesem Stecker wird zwischen einem koaxialen Schirm und das Vollplastdielektrikum eines Kabelsein elektrisches Verbindungsstück in Form eines Hohlkegelstumpfes mit selbstschneidendem Innengewinde durch Aufschrauben auf das Dielektrikum geschoben. Mittels einer auf das Verbindungsstück geschraubten Überwurfmutter und einem elastischen Zwischenring wird der koaxiale Außenleiter auf die Kegelfläche des Verbindungsstückes gedruckt.

Bei einer anderen Ausführung gemäß DE-OS 2212817 werden zwischen das Dielektrikum und den koaxialen Leiter eine geschlitzte leitende Hülse mit darunter liegenden geschlitzten, isolierenden Spannbacken geschoben. Beide Spannbacken haben ebenfalls die Form eines hohlen Kegelstumpfes. Durch ein Gegenstück mit konischer Innenfläche wird der koaxiale Leiter unter Benutzung einer Spannmutter auf die geschlitzte konische Hülse gedrückt.

In der DE-OS 2215757 wird ein Stecker für ein trikoaxiales HF-Kabel beschrieben, bei dem eine totale Schirmdurchführung erreicht wird. Der Stecker besteht aus einer Vielzahl von Klemm- und Isolationsteilen. Es sind auch Steckverbinder für elektrische Koaxialkabel bekannt, bei denen der Verbinderaußenleiter einen Kabelanschlußabschnitt für den daran anzuschließenden Kabelaußenleiter aufweist und bei denen das elektrische Anschließen der Kabelleiter an die Verbinderleiter mittels eines gesonderten Werkzeuges durch Krimpfen erfolgt (DE-PS 3218044; 3427361).

Die dargestellten Anschlußvarianten für elektrische Verbindungsteile an koaxiale Leiter beziehen sich vorzugsweise auf HF-Stecker. Bei Steckern für koaxiale Hochspannungskabel für das genannte Einsatzgebiet hestehen normalerweise keine Anforderungen hinsichtlich Wellenwiderstand oder durchgängiger elektrischer Schirmung im Stecker. Eine entscheidende Forderung ist dagegen die Aufrechterhaltung der durch das Kabel gegebenen Spannungsfestigkeit auch im Stecker und zwischen den inneren Leitern. Lösungen mit Beeinträchtigung des Dielektrikums, wie z. B. durch Einschneiden von.Rillen oder mit Feldstärkeinhomogenitäten durch aufliegende geschlitzte Verbindungstücke sind nicht anwendbar. Die im Stecker notwendigen Isolationsdicken zwischen den spannungsführenden Teilen erfordern raumsparende Verbindungen mit wenigen Hilfsteilen. Die bekannten Lösungen für den Anschluß von Verbindungsteilen an koaxiale Leiter in Steckern von Hochspannungskabeln erfordern erhebliche Aufwendungen für ihre Herstellung und Montage (z. B. gesonderte Verbindungswerkzeuge) und erfüllen nicht in jedem Falle die an Hochspannungskabel gestellten Anforderungen beim Betrieb von Elektronen- und lonenstrahlgeräten.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Klemmverbindung zwischen koaxialen Leitern und Verbindungsstücken in Steckern von koaxialen Hochspannungskabeln zu schaffen, die einfach herzustellen und leicht montierbar ist und die Anforderungen beim Betrieb von Elektronen- oder lonenstrahlgeräten erfüllt.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmverbindung zum Einsatz in Steckern für ein- oder mehrfach koaxiale Hochspannungskabel zu entwickeln, bei derzur Vermeidung von Randfeldstärkeerhöhungen durch entsprechende Führung des anzuschließenden koaxialen Leiters und Formgebung des Verbindungsstückes das Potential trichterförmig vom verbleibenden Kabelkern weggeführt wird, wobei keine Inhomogenitäten, wie Ansätze, Kanten oder Klemmschlitze an den leitenden Verbindungsstücken auftreten dürfen und bei gewickelter Kabelisolation der Wickelverband beim Überschieben von Verbindungsstücken nicht gelockert, aufgestaucht oder durch Lötvorgänge thermisch überlastet werden darf. Nach erfolgter Montage der Klemmverbindung muß eine Sicherung gegen mechanische Beanspruchungen bei gewisser Flexibilität des Steckers gewährleistet sein und es müssen Ströme bis 5Afließen können.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß das Verbindungsstück eine Durchführung mit zwei unterschiedlich großen Querschnitten enthält, der eine Querschnitt kreisförmig und der andere Querschnitt elliptisch ausgebildet ist und beide Querschnitte der Durchführung konisch ineinander übergehen und zwischen dem koaxialen Leiter und dem Kabelkern eine elektrisch isolierende Hülse angeordnet ist, die aus elastischem Material gefertigt ist und die Form eines Hohlkegelstumpfes mit zylindrischem Ansatz besitzt und das aufgeweitete Geflecht des koaxialen Leiters in der Durchführung des Verbindungsstückes durch die elastisch deformierte Kante des Konus der Hülse angeklemmt ist.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal besitzt der Querschnitt des Verbindungsstückes am Kabeleingang seitlich verlaufende Aussparungen.

Schließlich sind die hergestellten inneren Klemmverbindungen durch Vergießen mit einem elastischen Isolierstoff gegen mechanische Belastung gesichert.

Mit der Erfindung ist es möglich, eine einfache, ohne Beschädigung des Isolationssystems montierbare und dieses fixierbare Verbindung herzustellen, die zu keiner unzulässigen Erhöhung der Randfeldstärke des Kabels im Stecker führt. Des weiteren werden Inhomogenitäten wie Ansätze, Kanten oder Klemmschlitze an den leitenden Verbindungsstücken vermieden. Bei "gewickelfer Kafrelisolation wird eineXöckerung des Wickelverbandes beim Überschieben von Verbindungsstücken oder ein . Aufstauchen verhindert und termische Überbelastungen durch Lötvorgänge vermieden. Der Stecker ist bei einer gewissen Flexibilität sicher gegen mechanische Beanspruchungen und ermöglicht das Fließen von Strömen bis 5A.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert

Es zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch die Klemmverbindung

Fig.2: einen Querschnitt durch die Klemmverbindung

Fig.3: einen Längsschnitt durch eine Hülse

Fig.4: eine Steckerausführung mit vierfach koaxialem Hochspannungskabel.

Es ist das Anliegen der Erfindung, den koaxialen, aus Drahtgeflecht bestehenden Leiter 1 an ein Verbindungsstück 2 elektrisch leitend anzuschließen, wobei die Spannungsfestigkeit zwischen dem Leiter 1 und dem Kabelkern 7 bzw. dem Kabelmantel 9 im Stecker nicht geringer sein soll als im ausgedehnten Kabel und entsprechend dem vorgesehenen Einsatzgebiet Ströme bis maximal 5A übertragen werden sollen. Die Isolation zwischen Leiter 1 und Kabelkern 7 bzw. Kabelmantel 9 kann durch mehrlagig gewickelte Plastfoliestreifen oder ein homogenes Dielektrikum gebildet werden.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Klemmverbindung besteht aus dem Verbindungsstück 2 und der elektrisch isolierenden Hülse 6 -als Hilfsmittel. Die Hülse 6 ist aus einem elastischen Material hergestellt und besitzt eine Form entsprechend Fig.3. Kennzeichnend ist, daß die Hülse 6 an der Spitze des Hohlkegelstumpfes noch radial deformiert werden kann. Für größere Kenndurchmesser des koaxialen Leiters 1 ist dazu eine Form gem. Fig.3 mit dünnwandigem zylindrischem Ansatz an der Kegelstumpfspitze zweckmäßig. Für kleinere Durchmesser kann dieser Ansatz entfallen.

An der Basiskante des Kegelstumpfes der Hülse 6 muß eine Deformation in axialer Richtung möglich sein. Kegelwinkel und Länge des Kegelstumpfes sind durch den erforderlichen Grenzwert der zulässigen Randfeldstärke bestimmt. Unabhängig von der äußeren Form ist für das Verbindungsstück 2 dessen Durchführung 3 von Bedeutung, bei dem sich ein Bereich mit kreisförmigem Querschnitt 4 konisch auf einen Bereich mit nicht kreisförmigem Querschnitt 5 verengt. In Fig. 1 hat die Durchführung an dieser Stelle in der Schnittebene A-A einen elliptischen Querschnitts. Es sind auch andere Querschnittsformen möglich, wobei ausgehend von einer paßgerechten Bohrung zusätzliche, in axialer Richtung des Verbindungsstückes 2 durchgehende Aussparungen in der Wandung des Verbindungsstückes 2 vorhanden sind.

Bei der Montage der Klemmverbindung gem. Fig. 1 und 2 wird zunächst das anzuschließende Verbindungsstück 2 über das noch nicht aufgeweitete Geflecht 8 des Leiters 1 geschoben. Zum Aufweiten des Geflechts 8 des Leiters 1 wird zwischen diesen und den Kabelkern 7 die Hülse 6 geschoben. Die Bohrung in der Hülse 6 ist so groß gewählt, daß sie sich leicht über den Wickelverband der Isolation des Kabelkerns 7 schieben läßt. Dann wird das Verbindungsstück 2 auf die mit dem aufgeweiteten Geflecht 8 des Leiters 1 übergezogene, gegengehaltene Hülse 6 aufgepreßt. Dabei verformt sich die Hülse 6 in der querschnittsmäßig entsprechend ausgestalteten Durchführung 3 des Verbindungsstückes 2, wird auf dem Kabelkern 7 festgeklemmt und fixiert dabei den Wickelverband der darunterliegenden Isolation an dieser für die Spannungsfestigkeit kritischen Stelle.

Der elektrische Kontakt zwischen dem Leiter 1 und dem Verbindungsstück 2 wird sowohl an dessen Klemmstelle als auch durch Einklemmen des Geflechts 8 des Leiters 1 an der Hülsenkante in der Durchführung 3 des Verbindungsstückes 2 am gesamten Umfang hergestellt

Die beschriebene Klemmverbindung wird durch Vergießen mit kaltvulkanisierendem Gummi gesichert.

Fig.4 zeigt die Ausführung eines kompletten Steckers an einem vierfach koaxialem Hochspannungskabel 11.

Der Erdmantel des in der Griffhülse 10 befestigten Hochspannungskabels 11 ist am Steckerflansch 12 angelötet. Ebenfalls mit dem Steckerflansch 12 verbunden ist der konische, aus kaltvulkanisierendem Silikongummi gegossene Steckerteil 13, der

formschlüssig in eine Steckbuchse eingeführt werden kann. Der Steckerteil 13 enthält an seiner Spitze einen in Gießharz fixierten j

Kontaktsatz 14. Im Silikongummi eingegossen befindet sich die erfindungsgemäße Klemmverbindung zwischen jeweils einem j

koaxialen Leiter 1, einem aus Messing hergestellten Verbindungsstück 2 und einer aus Polytetrafluorethylen bestehenden j

konischen Hülse 6. Von den Verbindungsstücken 2, die das Potential ausreichend nach außen wegführen, bestehen ' j

Lötverbindungen zum Kontaktsatz 14. j

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Klemmverbindung für den Anschluß an Vefbindungsteilen an koaxialen Leitern in Steckern von Hochspannungskabeln für Elektronen- und lonenstrahlgeräte mit mehreren, auf unterschiedlichem Hochspannungspotential liegenden Elektroden, im wesentlichen bestehend aus einem Leiter eines Hochspannungskabels, einem elektrischen Verbindungsstück und einer elektrisch isolierenden Hülse als Hilfsteif, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (2) eine Durchführung (3) mit zwei unterschiedlich großen Querschnitten (4 und 5) enthält, der eine Querschnitt (4) kreisförmig und der andere Querschnitt (5) elliptisch ausgebildet ist und beide Querschnitte (4 und 5) der Durchführung (3) konisch ineinander übergehen und zwischen dem koaxialen Leiter (1) und dem Kabel kern (7) eine elektrisch isolierende Hülse.(6) angeordnet ist, die aus elastischem Material gefertigt ist und die Form eines Hohlkegelstumpfes mit zylindrischem Ansatz besitzt und das aufgeweitete Geflecht (8) des koaxialen Leiters (1) in der Durchführung (3) des Verbindungsstückes (2) durch die elastisch deformierte Kante des Konus der Hülse (6) angeklemmt ist.

2. Klemmverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (5) des Verbindungsstückes (2) am Kabeleingang seitlich verlaufende Aussparungen besitzt.

3. Klemmverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hergestellten inneren Klemmverbindungen durch Vergießen mit einem elastischen Isolierstoff gegen mechanische Belastungen gesichert sind.·

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4 Seiten Zeichnungen