DE1040100B - Kabelverbindung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Kabelverbindung für elektrische Starkstromkabel.

Bekanntlich muß man zur Herstellung von Kabeln großer Länge, welche z. B. für Unterwasserkabel erforderlich ist, mehrere fabrikationsmäßig hergestellte geringere Längen durch geeignete Verbindungen miteinander vereinigen. Diese Stoßstellen weisen bei den bisher üblichen Verbindungsverfahren zahlreiche Nachteile auf, z. B. einen vergrößerten Durohmesser, eine größere Steifigkeit, geringere mechanische Festigkeit und einen größeren elektrischen Widerstand.

Dies gilt vor allem für die weit verbreiteten Kabelverbindungen, bei welchen die Leiter miteinander verschweißt oder verlötet sind. Diese Verschweißung oder Verlötung, gleichgültig welcher Art, erzeugt stets eine merkliche Versteifung des Kabels, wodurch dessen Biegsamkeit in fühlbarem Maße herabgesetzt wird. -Ferner ist die geringe Zugfestigkeit von Schweiß- oder Lötverbindungen stets ein schwacher Punkt. Daraus ergibt sich, daß die Anwendung einer Schweißung oder Lötung eine mechanische Homogenität der Kabelverbindung praktisch unmöglich macht. Wenn außerdem alle Schnittstellen der Drähte eines Leiters in einer einzigen Querebene liegen, so bietet diese Ebene einen höheren elektrischen Widerstand als der normale Leiter. Um diesen zusätzlichen Widerstand zu verringern, ist die Anwendung einer Auftragsschweißung oder anderer zusätzlicher Verbindungsorgane, wie äußere Preßhülsen mit einem größeren Querschnitt, erforderlich. In diesem Fall müssen zur Erzeugung einer elektrischen Homogenität also zusätzliche Verbindungmittel angewendet werden, die notwendigerweise den Leiterdurchmesser vergrößern.

Zur Vermeidung der Nachteile der Schweiß- und Lötverbindungen wurde bereits die Verwendung einer Preßhülse vorgeschlagen, welche die stumpf aneinanderstoßenden Stirnflächen der Leiterdrähte umgibt und in die Leiter eingepreßt wird. Auch diese Art der Verbindung ist in mechanischer und elektrischer Hinsieht sehr unbefriedigend. Die mechanische Festigkeit erreicht an der Verbindungsstelle höchstens die Festigkeit der Preßhülse, deren Querschnitt wesentlich geringer als der Querschnitt der Leiterdrähte ist. Meist wird jedoch die Festigkeit der Verbindung durch die Reibungskraft zwischen Leiter und Preßhülse beschränkt. Damit diese Reibungskraft möglichst groß ist, darf die Preßhülse nicht zu kurz sein. Dadurch wird die Biegsamkeit des Kabels stark verringert. Die elektrische Leitfähigkeit wird an der Stoßstelle praktisch durch den Querschnitt der Preßhülse begrenzt, so daß eine merkliche Verringerung der Leitfähigkeit an der Verbindungsstelle unvermeidlich ist.

Kabelverbindung

Anmelder:

Forges et Ateliers de Constructions

Electriques de Jeumont, Societe Anonyme,

Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 8. April 1954

Gerard Bertaux, Jeumont (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

Bei Verwendung der bisher bekannten Verbindungsmittel lassen sich also die geometrische, die mechanische und die elektrische Homogenität des Kabels nicht gleichzeitig erreichen.

Das Ziel der Erfindung ist daher eine neue Ausbildung der Verbindungsstellen, welche sich durch gleichmäßigen Querschnitt, durch eine Festigkeit und eine Biegsamkeit, welche praktisch denen des Kabels selbst entsprechen, und" durch elektrische und- dielektrische Eigenschaften, welche ebenfalls denen des Kabels selbst entsprechen, auszeichnen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß über die miteinander verschachtelten Drähte der blanken Leiterenden zweier zu verbindender Kabellängen vor dem Aufpressen ihrer Bleimantel mehrere getrennte kurze Preßhülsen oder -ringe aus Kupfer in einem solchen Abstand voneinander aufgepreßt sind, daß die Stoßstellen der verschiedenen Leiterdrähte auf die Hülsen gleichmäßig verteilt sind und die Biegsamkeit dies Kabels an der Verbindungsstelle nicht beeinträchtigt wird, wobei die Preßhülsen derart zusammengedrückt sind, daß sie sich in die miteinander verschachtelten Drähte der Leiter so weit eindrücken, daß ihr Außendurchmesser dem ursprünglichen Leiterdurc'hmesser entspricht, und· daß auf den so verbundenen Kabelleitern eine Isolierung aufgerollt ist, deren Außendurchmesser gleich dem ursprünglichen Kabeldurchmesser ist.

Durch die Verwendung von mehreren kurzen Preßhülsen wird die Biegsamkeit des Kabels nicht beein-

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trächtigt. Da jeweils nur ein Bruchteil der Drähte an jeder Stoßstelle durchgeschnitten ist, bleibt selbst bei Vernachlässigung der Reibung die mechanische Festigkeit zum größten Teil erhalten. Unter Berücksichtigung der Reibung wird die normale Festigkeit nahezu vollständig erreicht. Das gleiche gilt für die elektrische Leitfähigkeit, die an jeder Stoßstelle höchstens entsprechend dem Bruchteil der durchgeschnittenen Drähte verringert ist, in Wirklichkeit aber infolge der parallel zur Stoßstelle liegenden zahlreichen nicht durchschnittenen Drähte den vollen Wert nahezu erreicht. Da die Preßhülsen so weit in die Leiter eingedrückt sind, daß ihr Außendurchmesser dem ursprünglichen Leiterdurchmesser entspricht, bleibt auch die geometrische Homogenität des Kabels gewahrt. Es ist daher möglich, die volle Isolationsfestigkeit wiederherzustellen, ohne daß der Außendurchmesser des Kabels an der Stoßstelle vergrößert wird.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 schematisch im Schnitt eine erfindungsgemäße Verbindungsstelle,

Fig. 2 eine an Ort und Stelle angebrachte Verbindungshülse,

Fig. 3 eine schematiscbe Darstellung der Presse zum Zusammendrücken der Verbindungshülse und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindungsstelle während der Herstellung der Verbindung eines Kabels.

In Fig. 1 ist schematisch im Schnitt ein durch Drähte 1 und 2 gebildeter Kabelleiter dargestellt, wobei zur Vereinfachung der Zeichnung entgegen der Wirklichkeit angenommen ist, daß die Drähte gerade und alle zueinander parallel sind. Dieser Leiter wird durch drei Hülsen oder Ringe aus Kupfer 3, 4 und 5 zusammengepreßt, welche vor der Verkleinerung ihres Durchmessers dargestellt sind, so daß sie in Fig. 1 noch eine zusätzliche Dicke ergeben.

Der Abstand 6 zwischen den Achsen der Hülsen liegt in der Größenordnung der Ganghöhe der von den Leiterdrähten der Außenschicht gebildeten Schraube. Dies hat zur Folge, daß die Biegsamkeit des Kabels nicht beeinträchtigt wird und verhindert ein Abheben der Drähte während des Abbiegens.

Ein Teil der Trennstellen der Drähte liegt in der Hülse 3, ein anderer in der Hülse 4 und ein dritter in der Hülse 5. Innerhalb einer jeden Hülse oder eines jeden Ringes sind etwa 33% der Drähte durchgeschnitten, und etwa 66% sind nicht abgeschnitten, so daß die Bruchfestigkeit wenigstens 66% derjenigen des normalen Leiters beträgt.

Mit Hilfe eines weiter unten beispielshalber beschriebenen geeigneten Werkzeugs werden die Hülsen stark zusammengedrückt, so daß ihr Durchmesser verkleinert wird und sie die in Fig. 2 dargestellte Form erhalten. Man sieht in dieser Figur, daß z. B. die Hülse3 einen Außendurchmesser erhält, welcher gleich dem des Leiters ist, wobei sie in die Masse der Drähte 1 und 2 eingedrückt wird und in die zwischen diesen vorhandenen Hohlräume eindringt. Dies ergibt eine elektrische Leitfähigkeit, welche praktisch gleich der des Leiters ist, insbesondere da zwei Drittel der Drähte nicht abgeschnitten sind.

Dieses Zusammendrücken kann z. B. in einer hydraulischen Presse erfolgen, welche zwei oder mehr Backen 7 und 8 besitzt, welche z. B. die dargestellte Vieleckform haben können, wobei die Richtung der Kraft 9 im Verlauf von mehreren aufeinanderfolgenden Preßvorgängen allmählich gegenüber der Hülse 3 verschoben werden kann.

Der beschriebene Aufbau der Verbindungsstelle mit mehreren voneinander entfernten Hülsen oder Ringen ist so ausgebildet, daß er noch einen weiteren wesentlichen Vorteil aufweist:

Wenn der Leiter einer Zugkraft ausgesetzt wird, welche z. B. von einer Biegung herrühren kann, drükken die Schraubenwindungen der Außenschicht die

ίο darunterliegenden Schichten der Leiterdrähte stark zusammen und verhindern so ein gegenseitiges Gleiten der Leiterdrähte. Diese selbsttätige Klemmwirkung erhöht die Bruchfestigkeit erheblich, welche praktisch gleich der des normalen Leiters wird.

Die so hergestellte Verbindung gestattet die Herstellung von Leitern unbegrenzter Länge, welche einen konstanten Durchmesser und praktisch homogene mechanische und elektrische Eigenschaften besitzen. Man kann diese Leiter unter Verwendung einer geeigneten Isolier-, Kabelverseilungs- und Schutztechnik zur Herstellung von Kabeln beliebiger Länge benutzen. Man kann ferner derartige Verbindungsstellen zur Vereinigung von isolierten Kabelabschnitten benutzen. Dies ist schematisch in Fig. 4 dargestellt.

In dieser Darstellung sieht man teilweise im Schnitt eine erfindungsgemäße Verbindungsstelle während ihrer Herstellung. Die miteinander zu vereinigenden Kabel 12 und 13 sind noch nicht mit ihren Außenmänteln versehen. Die Drähte 1 und 2 der miteinander zu vereinigenden Leiter werden von ihrer Isolierung derart befreit, daß die Isolierungen der beiden Kabel wie üblich Kegelform 10 und 11 haben. Die Verbindungshülsen 3, 4 und 5 werden in der oben erläjiterten Weise auf die Leiter 1 und 2 aufgesetzt.

. Auf die Kegel 10 und 11 werden in einer sehr trockenen Atmosphäre aufeinanderfolgende Lagen 14 von Papier aufgewickelt, welche vorzugsweise nicht getränkt und vorher sorgfältig getrocknet ist. Dieses Papier wird vor dem Aufwickeln in einer sehr trockenen Atmosphäre aufbewahrt. Während des Aufwikkelns werden die Kegel 10 und 11 sorgfältig geheizt und abgetupft. Da die Hülsen 3., 4 und 5 keine zusätzliche Dicke erzeugen, bietet das Aufwickeln des Papiers 14 keine Schwierigkeiten, und die fertiggestellte Verbindung besitzt, wie in Fig. 4 gezeigt, den gleichen Außendurchmesser wie die Kabel 12 und 13 selbst.

Die Tränkung der Verbindungsstelle wird anschließend unter Bedingungen vorgenommen, welche denen der Tränkung der Kabel 12 und 13 selbst entsprechen. In den obigen Ausführungen war beispielshalber die Verwendung von sorgfältig getrocknetem Papier zur Herstellung der Isolierung 14 der Verbindungsstelle beschrieben worden. Man kann auch die übliche, mit vorher getränktem Papier arbeitende Technik benutzen, da aber das Bewickeln der Verbindungsstelle in Werkstätten erfolgt, in welchen alle zur vollständigen Ausscheidung der Feuchtigkeit erforderlichen Maßnahmen getroffen werden können, gestattet die Verwendung von vorzugsweise vorher getrocknetem Papier durchaus die Herstellung einer Isolierung, welche der des Kabels gleichwertig ist.

Da das so hergestellte Kabel einen konstanten Durchmesser hat, kann es in der üblichen Presse mit einem Außenmantel aus Blei oder irgendeinem anderen geeigneten beliebigen Werkstoff mit oder ohne Bewehrung versehen werden.

Die Länge dieses Kabels wird nur durch die Trans portmöglichkeiten begrenzt, und einer seiner wesentlichsten Vorteile besteht darin, daß es einen voll-

kommen durchlaufenden Mantel aufweist, welcher weder eine Schweißstelle noch sonst eine Unterbrechung besitzt. Wie bereits ausgeführt, besitzt dieses Kabel unbegrenzter Länge an allen Stellen einen genau konstanten Durchmesser sowie praktisch homogene mechanische und elektrische Eigenschaften.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kabelverbindung für elektrische Starkstromkabel, dadurch gekennzeichnet, daß über die miteinander verschachtelten Drähte der blanken Leiterenden zweier zu verbindender Kabellängen vor dem Aufpressen ihrer Bleimäntel mehrere getrennte kurze Preßhülsen oder -ringe (3, 4, 5) aus Kupfer in einem solchen Abstand voneinander aufgepreßt sind, daß die StoßsteMen der verschiedenen Leiterdrähte auf die Hülsen gleichmäßig verteilt sind und die Biegsamkeit des Kabels an der Verbindungsstelle nicht beeinträchtigt wird, wobei die Preßhülsen derart zusammengedrückt sind, daß sie sich in die miteinander verschachtelten Drähte (1, 2) der Leiter so weit eindrücken^ daß ihr Außendurchmesser dem ursprünglichen Leiterdurchmesser entspricht, und daß auf den so verbundenen Kabelleitern eine Isolierung aufgerollt ist, deren Außendurchmesser gleich dem ursprünglichen Kabeldurchmesser ist.

2. Kabelverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (3, 4, 5) um eine Strecke gegeneinander versetzt sind, welche etwa gleich der Ganghöhe der Außenschicht der Leiterdrähte ist.

3. Kabelverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise drei Hülsen (3, 4, 5) vorhanden sind und daß in der Ebene einer jeden von ihnen etwa ein Drittel der Leiter eine Schnittstelle aufweist.

4. Kabelverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Isolierung durch nicht getränktes, vorgetrocknetes Papier (14) gebildet ist, welches auf die kegelförmigen Enden (10, 11) der beiden Kabel aufgewickelt ist.

5. Kabelverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Isolierung gemäß der üblichen Technik durch im voraus getränktes Papier gebildet ist.

6. Kabelverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Kabel nach Herstellung der Verbindung in einer Presse mit einem fortlaufenden Außenmantel überzogen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 593 930;
schweizerische Patentschrift Nr. 131203.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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