DE1918167B2 - Verfahren zur Herstellung einer Stoßverbindung oder eines Anschlusses an elektrischen Kabelleitern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Stoßverbindung oder eines Anschlusses an elektrischen Kabelleitern

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DE1918167B2 DE1918167A DE1918167A DE1918167B2 DE 1918167 B2 DE1918167 B2 DE 1918167B2 DE 1918167 A DE1918167 A DE 1918167A DE 1918167 A DE1918167 A DE 1918167A DE 1918167 B2 DE1918167 B2 DE 1918167B2
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Description

lyjrd, um flüssiges Tränkungsmittel aus den Zwischenräumen zwischen den Drähten tier Litze zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumverteilerk'itung nahe dem Schnittende der Litze in einem Wärniespeicher bzw. -sumpf gebildet wird, der außerdem einen Gieß-Hohlraum bildet, in welchen das geschmolzene Metall durch einen Schweißprozeß ^gebracht wird.
j?in M.IG- (Metall/Inertgas-) Schweißprozeß, bei welchen! das SchweiEmetall über einen Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Schweißelektrode und dem Werkstück in einer Argonatmosphäre (oder einem anderen Schutzgas) transferiert wird, ist vorzuziehen, da bei einem solchen Prozeß der Wärmeeingang scnau kontrolliert und der Wärmespeicher bzw. -sumpf entsprechend ausgelegt werden kann, mn eine überhitzung des Kabels bei einem Minimum von Wegschnitt des Dielektrikums zu vermeiden.
Wenn es erwünscht ist, daß der Bereich der Schweißstelle eine Form hat, die nicht ohne weiteres durch ontsprechende Formgebung des Gieß-Hohlranmes mit oder ohne einfache Formung nach Wegnahme tier Gießform erhalten werden kann, dann weist c.r Wärmespeicher bzw. -sump, in vorteilhafter Weiterbildung eine zusätzliche Me'allbüchse als inneren Teil auf, die an der Litze anliegt und mit die- jer beim Schweißprozeß verbunden wird. Dies ist insbesondere dann vorzuziehen, wenn es erwünscht ist, ein Schraubengewinde zu bilden, und in diesem Fall sollte der andere, äußere Teil des Wärmespeichers mit der Gewindebüchse verschraubt werden. Um eme gute Verbindung sicherzustellen, besteht die Büchse normalerweise aus dem gleichen Metall wie dem der Litze selbst, um aber die Teile des Wärmespeichers leicht voneinander trennen zu können, betteht der andere, äußere Teil des Wärmespeichers aus einem anderen Metall. Die Büchse kann in Längsrichtung geschnitten sein, um ein Zusammenziehen mit dem verbindenden Metall bei Abkühlung zu ermöglichen, oder sie kann, um das Zusammensetzen im Falle einer Stoßverbindung zu erleichtern, zumindest in zwei Teile längsgeteilt werden.
Um eine einwandfreie Schweißung zu erhalten, wird die Endfläche der Litze vorzugsweise mit Schweißmetall überzogen, bevor der Hauptkörper des Schweißmetalls angebracht wird. Hierzu wird die Litze mit einem Spannfutter umgeben, das eine schräge Endfläche aufweist, in deren Ebene der Leiter geschnitten wird. Das Spannfutter weist eine Verteilerleitung nahe dem Schnittende der Litze auf, an die ein Vakuum angeschlossen wird, um flüssiges Tränkungsmittel aus den Zwischenräumen zwischen den Drähten der Litze während des Überziehens zu entfernen, und das Spannfutter dient außerdem als Wärmespeicher bzw. -sumpf.
Zweckmäßigerweise wird ferner das Ende des Spannfutters gegenüber dem abgeschnittenen Ende des Kabeldielektrikums durch elastische Bauelemente, beispielsweise einen Gummiring, abgedichtet, um die Wirksamkeit des Saugvorganges an der Schnittstirnfläche des Leiters zu steigern.
Normalerweise ist es notwendig, Reste des Tränkungsmittels von dem Schnittende der Litze durch Waschen mit einem geeigneten Lösungsmittel zu entfernen, während Vakuum an der Leitung liegt. Dies geschieht vor de^ti Beginn des Verbindungsvorgangs. Die Erfindung t^t nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 bis 5 aufeinanderfolgende Verfahrenssehritte gemäß einer Durchführungsfarm des erfindungsgemäQen Verfahrens zur Herstellung einer Stoßverbindung zwischen zwei Kabelleitern,
F i g. 6 bis 8 aufeinanderfolgende Verfahrensstufen gemäß einer anderen Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Leiteranschlusses.
Die Kabelenden werden zuerst in üblicher Weise abisoliert. Wenn die auf Stoß zu verbindenden Lazenleiter einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisen, werden sie vorzugsweise in dem Bereich kreisförmig gemacht, wo die Stoßverbindung herzustellen ist, beispielsweise durch Einpressen zwischen halbkreisförmigen Formstücken.
Ein als Wärmespeicher wirkendes Spannfutter 1 aus Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit wird um das Leiterende angeordnet. Vorzugsweise besteht das Spannfutter aus Kupfer, wenn die auf Stoß zu verbindenden Leiter aus Aluminium sind, oder aus Weichstahl oder rostfreiem Stahl, wenn die Leiter aus Kupfer sind. Die Stirnfläche 2 des Spannfutters ist gegenüber einer senkrecht ?.u der Leiterachse verlaufenden Ebene geneigt und dient als Schneidfläche zum Abschneiden des Leiterendes. Dh Ausrichtung des Schnittes erfolgt derart, daß bei der fertiggestellten Stoßverbindung die Enden der Leiter an ihrer Oberseite einen größeren Abstand als an ihrer Unterseite aufweisen. In Abhängigkeit von den Abmessungen der Leiter wird ein Winkel von 15 bis 30° zwischen der Schnittebene und der senkrecht zu der Leiterachse verlaufenden Ebene gewählt.
Das Spannfutter weist eine zylindrische durchlaufende Bohrung 3 auf, welche eine enge Berührung mit der Umfangsfläche der Litze 4 herstellt. Die Bohrung weist eine Ringnut 5 in Verbindung mit einem Auslaß 6 an der Außenfläche der Form auf, so daß das Spannfutter auch als Vakuumrohrverteiler wirken kann, durch den Öl aus den Zwischenräumen zwischen den Adern der Litze ausgesogen werden kann. Vorzugsweise ist ein Gummiring 7 zwischen das Spannfutter und das Ende des Kabeldielektrikums 8 eingesetzt, um das benachbarte Ende des Spannfutters abzudichten und auf diese Weise die Wirksamkeit des Saugvorgang^ an der Schnittstirnfläche 9 des Leiters zu steigern. Zusätzlich wirkt das Spannfutter als Zwinge zur Verhinderung eines Aufdrillens der Litzenadern.
Nachdem das Spannfutter fest an dem Leiter angebracht wurde, wird der Auslaß 6 an eine Vakuumpumpe angeschlossen, durch welche öl aus dem Leiter abgezogen wird, bis kein öl mehr aus der Schnittfläche fließt. Fs erwies sich als ausreichend, den Druck an der Vakuumpumpe auf einige Millimeter Quecksilber (absolut) zu reduzieren, wobei der Druck an der Schiiittstirnfläche der Litze im wesentlichen auf Atmosphärendruck steigt. Üblicherweise ist das entgegengesetzte Ende des Kabels an einen ölvorrat angeschlossen, so daß jegliches aus dem Kabel durch die Vakuumpumpe abgezogene öl ständig unter hydrostatischem Druck ersetzt wird,
Wenn große Zwischenräume zwischen den Enden der Litzendrähte vorliegen, wie dies normalerweise der Fall isf, wenn eine anfänglich nicht kreisförmige Litze kreisförmig gemacht wird, so können diese durch Einsetzen kurzer Drahtlängenabschnitte verstöpselt werden, beispielsweise aus dem von dem Ende der Litze abgeschnittenen Stück.
Während das Vakuum fortlaufend wirksam ist, der Schnittfläche der Leiter in der ersten Verfahrens-
wird die Schnittfläche des Leiters mit einem geeigne- stufe zu erzielen, indem das Ende der Litze mecha-
ten flüchtigen Lösungsmittel für das öl gewaschen, nisch deformiert wird, beispielsweise durch Häm-
beispielsweise Petroleumäther. Überschüssiges Lö- mern, während die Litze in einer geeigneten Zwinge
sungsmittel kann, falls erforderlich, entfernt werden, 5 oder Form gehalten ist.
indem eine Kappe über der ebenen Stirnfläche 2 des Die Herstellung eines Leiteranschlusses gemäß
Spannfutters angebracht wird, der das Schnittende9 Fig. 6 bis 8 verläuft ähnlich dem vorangehend be-
des Leiters umgibt und/oder indem ein Inertgas dem schriebenen Verfahren zur Herstellung einer Stoß-
Schnittende unter Druck zugeführt wird. Die Kappe verbindung bis zu der Verfahrensstufe gemäß Fig. 2.
kann einfach aus einer Endplatte und einer Umfangs- >< > Das vorbereitete Ende 16 wird in einen zusam-
wandung in Form eines geeignet gestalteten kreisför- mengesetzten Wärmespeicher 17 mit einem inneren
migen Dichtringes bestehen, welcher unter Druck ge- Teil in Form einer Hülse aus gleichem Metall wie
gen die Stirnfläche 2 des Spannfutters gehalten wird. der Leiter eingesetzt, welches einen dauernden Teil
Wenn dieser Reinigungsvorgang durchgeführt ist des Anschlusses bilden soll. Ein äußerer entfernbarer und das Vakuum noch wirksam ist, wird eine dünne 15 Teil 19 ist auf die Hülse geschraubt. Ein Vakuumanhaftende Schicht 10 (Fig. 2) aus Schweißmetall an rohrverteiler 20 ist im Unterteil des Wärmespeichers der gesamten Schnittstirnfläche des Leiters mittels enthalten.
einer MIG-Schweißpistole aufgebracht. Danach wird Die Reinigung des Leiterendes wird vollendet, das heiße Spannfutter schnell von dem Ende der nachdem der Wärmespeicher zusammengesetzt und Litze entfernt. Normalerweise hat das Spannfutter ao Vakuum angelegt wurde. Nach der Freimachung von eine ausreichende Wärmekapazität, um sicherzustel- Lösungsmittel wird der Raum 21 mit einem anhaflen, daß es allein wirksam ist, um ein unzulässiges tenden Körper aus Schweißmetall 22 (Fig. 7) unter Ansteigen der Temperatur des Leiters während des Verwendung einer MIG-Schweißpistole gefüllt, wo-Schweißens zu verhindern, jedoch kann das Spann- bei eine dauernde Verbindung zwischen dem Leiterfutter nötigenfalls auch aktiv gekühlt werden, bei- as ende und der Hülse 18 hergestellt wird. Diese Hülse spielsweise durch Wasserzirkulation. ist vorzugsweise längsgeschnitten, wobei der Schnitt
Der zweite Leiter 11 (Fig. 3) wird in ähnlicher 23 vorzugsweise sich dort befindet, wo die Tiefe des Weise behandelt, und die behandelten Enden der Schweißmetalls 22 am geringsten ist. Dieser Schnitt beiden Leiter werden durch Drahtbürsten und Wa- ermöglicht, daß die Hülse 18 sich mit dem Schweißschen mit Lösungsmittel gereinigt. Alsdann werden 30 metall zusammenzieht, wenn sie sich abkühlt, um auf sie aufeinander ausgerichtet und mit einem ;?hmalen diese Weise die Entfernung des äußeren Teiles 19 Spalt dazwischen in einen anderen, aus zwei Teilen des Wärmespeichers zu ermöglichen,
zusammengesetzten Wärmespeicher 12 gebracht. Schließlich wird ein Abschlußnippel 24 (Fig. 8) welcher im wesentlichen ähnlich dem Spannfutter 1 auf die Hülse 18 geschraubt, wobei die ineinandcrausgebildet, jedoch nach Art einer Form gestaltet ist, 35 greifenden Gewindegänge vorzugsweise elektroverwelche beide Leiterenden umgibt und einen Zugang zinnt und verlötet sind, um eine gute Verbindung zu zu einem V-förmigen Spalt 13 zwischen den Leiter- gewährleisten. Der Anschluß wird in üblicher Weise Stirnflächen ermöglicht, wobei der untere Teil des isoliert. Der Anschlußnippel 24 kann aus einem anSpaltes durch den Boden der Form geschlossen deren Metall als das Metall der Litze bestehen, beiist. 40 spielsweise aus Kupfer, wenn der Leiter aus Alumi-
Eine Vakuumpumpe ist an Ringnuten 14 in den nium besteht. Dies vermeidet das Problem der bime-
Bohrungen der beiden Teile des Wärmespeichers an- tallischen Korrosion, wo, wie üblich, der Anschluß
geschlossen, unJ das Waschen der vorbereiteten durch einen Isolator mit einem frei liegenden Endfit-
Endflächen der Leitungen wird wiederholt. ting aus Kupferbasislegierung hergestellt ist, und er-
Die Freimachung von Lösungsmitteln kann in 45 möglicht eine Verbindung lediglich auf der Grundähnlicher Weise wie vorangehend beschrieben durch lage mechanischen Druckes an dem anderen Ende die Verwendung einer Kappe gefördert werden, des Anschlußnippels.
weiche über die Oberseite des Hohlraumes in der In dem Falle eines Kabels mit einem Tränk, ngs-
Form paßt, hiergegen abdichtet und die Anwendung mittel, welches bei Umgebungstemperatur nicht frei
von Gasdruck gegenüber dem Hohlraum ermöglicht. 50 fließend ist, sind die vorangehend beschriebenen Rei-
Nach Vollendung des Reinigungsvorgangs wird bei nigungsverfahren normalerweise nicht anwendbar, so
weiterhin wirksamen Vakuum der Raum 13 mit daß entsprechende abgewandelte Verfahren erforder-
einem anhaftenden Körper aus Schweißmetall 15 lieh sind. Beispielsweise können bei massegetränkten
(Fig.4) mittels einer MIG-Schweißpistole gefüllt, Kabeln die Adern der Litze leicht getrennt werden, und der Wärmespeicher wird schnell entfernt, um 55 wonach die Masse des Tränkungsmittels dazwischen
eine Überhitzung der Leiterenden zu vermeiden. Die- durch mäßige Wärme aus einem Propanbrenner aus-
ser Wärmespeicher kann erforderlichenfalls auch ak- geschmolzen wird. Restbestandtefle werden alsdann
tiv gekühlt werden. durch einige Male erfolgendes Waschen mit einem
Als abschließender Vorgang (Fig.5) wird der geeigneten heißen Lösungsmittel (beispielsweise zwischen den beiden Leitern gebildete Schweißkeil 6» einem frei fließenden isolierenden Öl) entfernt, vorauf den Leiterdurchmesser abgearbeitet, beispiels- zugsweise unterstützt durch Bürsten. Nach dem Waweise durch Feilen oder Fräsen, bevor eine Isolie- sehen mit einem flüchtigen Lösungsmittel (beispielsrung der Stoßverbindung in üblicher Weise erfolgt. weise Naphthalin) zur Entfernung des Reinigungslö-
Obgleich es stets vorzuziehen ist, die Schnittfläche sungsmittels kann das Spannfutter 1 angelegt werden, ?er Leiter mit Schweißmetall zu beschichten, wie vor- 65 und die Herstellung der Stoßverbindung und des An-
mgehend beschrieben, kann es in einigen Fallen Schlusses ergibt sich alsdann wie vorangehend be-
ncglich sein, eine ausreichende zeitweilige Dichtung schrieben.
Hierzu I Blau Zeichnungen
r.iwj-

Claims (7)

Die Erfindung betrifft ein Verfuhren zur Herstel- Patentansprüche: lung einer Stoßverbindung oder eines Anschlusses an elektrischen Kabelleitern, die aus einer Vielzahl von
1. Verfahren zur Herstellung einer Stoßverbin- Adern bestehen und eine Litze darstellen, durch dedung oder eines Anschlusses an elektrischen Ka- 5 ren Zwischenräume ein flüssiges Tränkungsmittel für belleitern in Form einer Litze, durch deren Zwi- das Kabeldielektrikum verlaufen kann. Unter dem schenräume flüssiges Tränkungsmittel für das Ausdruck »flüssiges Tränkungsmittel« ist eine flüs-Kabeldielektrikum gelangen kann, wobei die sige Substanz zu verstehen, welche bei der normalen Litze im Bereich eines Schnittendes derselben mit Betriebstemperatur des Kabels flüssig ist odar bei einer Vakuumverteilerleitung umgeben wird und io einer Temperatur flüssig wird, welche die Litze wiihgeschmolzenes Metall zugeführt wird, um die rend der Herstellung der Stoßverbindung oder des Litze mit einem Anschlußstück oder einer ande- Anschlusses erreichen kann. Ein Beispiel eines Tränren Litze zu verbinden, während die Verteilerlei- kungsmittels, das bei der normalen Betriebstemperatung evakuiert wird, um flüssiges Tränkungsmit- tür flüssig ist, stellt frei fließendes öl dar, das in ölgetel aus den Zwischenräumen zwischen den Dräh- 15 fülltet. Kabeln mit Längsdurchtritten verwendet ten der Litze zu entfernen, dadurch ge- wird, um den Zutritt des Tränkungsmittels zu allen kennzeichnet, daß die Vakuumverteilerlei- Teilen des Dielektrikums zu erleichtern. Ein Beispiel tung (14) nahe dem Schnittende (9) der Litze (4) eines Tränkungsmittels, das bei einer Temperatur in einem Wärmespeicher bzw. -sumpf (12) gebil- flüssig wird, welche die Litze während der Hersteldet wird, der auf :rdem einen Gieß-Hohlraum 20 lung eines Anschlusses oder einer Stoßverbindung er-(13) bildet, in welchen das geschmolzene Metall reichen kann, ist eine Substanz auf der Basis eines durch einen Schweißprozeß, vorzugsweise einen ölAVachsgemisches, wie es in massegetränkteu Ka-MIG- (Metall/Inertgas-) Schweißprozeß, einge- bein verwendet wird.
bracht wird. Durch die deutsche Patentschrift 600 934 ist es be-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 kannt, das flüssige Tränkungsmittel aus den Zwikennzeichnet, daß der Wärmespeicher bzw. War- schenräumen zwischen den Drähten des Leiters mitmesumpf (17) eine Metallbüchse (18) umfaßt, tels einer Vakuumverteikrleitung abzuziehen, um die welche an der Litze anliegt und mit dieser beim Verbindung durch Weich- oder Hartlöten zu unter-Schweißprozeß verbunden wird. stützen. Dabei wird die Vakuumverteilerleitur.g weit
3. Verfahren n?ch Anspruch 2, dadurch ge- 30 von der Verbindungsstelle weg angeordnet, so daß, kennzeichnet, daß der Wärmespeicher (17) auch wenn auch der Ölstrom effektiv gestoppt wird, das einen abnehmbaren äußerer Teil 19) aufweist, Vakuum das Abziehen von Öl aus der eigentlichen der mit der Metallbüchse (18) verschraubt wird. Verbindungszone nicht begünstigt, was aber eine we-
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- sentliche Vorbedingung ist, wenn ein Schweißprozeß kennzeichnet, daß die Metallbüchse (18) aus dem 35 an Stelle einer Lötung angewendet werden soll. Fergleichen Material wie die Litze und der abnehm- ner macht dieser Abstand die Vakuumverteilerleibare äußere Teil (19) des Wärmespeichers (17) tung als Wärmespeicher bzw. Wärmesumpf unwirkaus einem anderen Metall hergestellt wird. sam, selbst wenn sie eine hohe Wärmekapazität hat,
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch so daß durch das Schweißen ein übeimäßiges Ausgekennzeichnet, daß die Metallbüchse (18) in 40 glühen der benachbarten Teile des Leiters verursacht Längsrichtung geschnitten wird, um ein Zusam- wird. Außerdem bestehen Schwierigkeiten bei der menziehen mit dem verbindenden Metall bei des- Kontrolle des geschmolzenen Schweißmetalls, um sen Abkühlung zu ermöglichen. saubere und gleichmäßige Schweißstellen zu erhal-
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- ten.
kennzeichnet, daß die Metallbüchse (18) in zu- 45 In »Elektrotechnik«, 5. Jahrgang, Heft 11, Novem-
imindest zwei Teile längsgeteilt wird. ber 1951, S. 523, ist ein Verfahren zum Schweißen
7. Verfahren nach einem oder mehreren der von Kabelleitern mit nichtbeweglichen Imprägnier-Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende mitteln beschrieben, bei dem geschmolzenes Metall Verfahrens-Vorstuf en: in einem V-förmigen Hohlraum zwischen den Leiter-
a) Die Litze wird mit einem Spannfutter (1) 50 enden eingebracht wird. Der Hohlraum wird von umgeben, welches eine schräge Endfläche einer Schweißform begrenzt, wobei Kühlrippen-(2) und eine Vakuumverteilerleitung (5) stücke, gegenüber der Schweißform wärmeisoliert, nahe dem Schnittende (9) der Litze (4) auf- zwischen dieser und der Kabelisolierung angeordnet weist; sind, um eine Überhitzung der Isolierung zu vermei-
b) die Litze wird in der Ebene der vorgenann- 55 den. Dieser Vorschlag ist jedoch nicht anwendbar ten Endfläche (2) geschnitten, und beim Verbinden von Kabeln, die mit frei fließendem
c) die geschnittene Endfläche (9) wird mit ge- öl imprägniert sind.
schmolzenem Metall durch einen Schweiß- Gemäß der Erfindung, die diese Nachteile zu ver-
prozeß überzogen, während an der Ver- meiden sucht, ist ein Verfahren zur Herstellung einer
feuerleitung ein Vakuum angeschlossen 60 Stoßverbindung oder eines Anschlusses an elektri-
wird, um flüssiges Tränkungsmittel aus den schen Kabelleitem in Form einer Litze, durch deren
Zwischenräumen zwischen den Drähten der Zwischenräume flüssiges Tränkungsmittel für das
Litze zu entfernen, wobei das Spannfutter Kabeldielektrikum gelangen kann, wobei die Litze
(1) beim Schweißprozeß als Wärmespeicher jm Bereich eines Schnittendes derselben mit einer
bzw. -sumpf dient. 65 Vakuumverteilerleitung umgeben wird und geschmolzenes Metall zugeführt wird, um die Litze mit einem Anschlußstück oder einer anderen Litze zu verbinden, während die Verteilerleitung evakuiert
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