DE1918167C3

DE1918167C3 - Verfahren zur Herstellung einer Stoßverbindung oder eines Anschlusses an elektrischen Kabelleitern

Info

Publication number: DE1918167C3
Application number: DE1918167A
Authority: DE
Inventors: John Stephen Faversham Cleaver; Peter Erith Guilford; Frederick James Bexleyheath Kimpton; Thomas John Beckenham Page; Norman Richard London Steinberg
Original assignee: BICC PLC
Current assignee: Balfour Beatty PLC
Priority date: 1968-04-11
Filing date: 1969-04-10
Publication date: 1974-10-24
Also published as: NL6905621A; NL6905622A; FR2006069A1; US3667119A; DE1918167B2; SE365658B; DE1918168C3; CA934531A; CA924884A; FR2006070A1; US3688397A; US3718273A; DE1918167A1; DE1918168B2; DE1918168A1

Description

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wird, um flüssiges Tränkungsmittel aus den Zwi- Fig. 1 bis 5 aufeinanderfolgende Verfahrens-

schenräumen zwischen den Drähten der Litze zu ent- schritte gemäß einer Durchführungsform des erfin-

fernen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuum- dungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer

Verteilerleitung nahe dem Schnittende der Litze in Stoßverbindung zwischen zwei Kabelleitern,

einem Wärmespeicher bzw. -iumpf gebildet wird, der 5 F i g. 6 bis 8 aufeinanderfolgende Verfahrensstufen

außerdem einen Gieß-Hohlraum bildet, in welchen gemäß einer anderen Durchführungsform des erfin-

das geschmolzene Metall durch einen Schweißprozeß dungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines

eingebrachtwird. Leiteranschlusses.

Ein MIG- (Metall/Inertgas-) Schveißprozeß, bei Die Kabelenden werden zuerst in üblicher Weise welchem das Schweißmetall über einen Lichtbogen io abisoliert. Wenn die auf Stoß zu verbindenden Litzwischen einer abschmelzenden Schweißelektrode zenieiter einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf- und dem Werkstuck in einer Argonatmosphäre (oder weisen, werden sie vorzugsweise in dem Bereich einem anderen Schutzgas) transferiert wird, ist vor- kreisförmig gemacht, wo die Stoßverbindung herzuzuziehen, da bei einem solchen Prozeß der Wärme- stellen ist, beispielsweise durch Einpressen zwischen eingang genau kontrolliert und der Wärmespeicher i₅ halbkreisförmigen Formstücken,
bzw. -sumpf entsprechend ausgelegt werden kann. Ein als Wärmespeicher wirkendes Spannfutter I um eine Überhitzung des Kabels bei einem Minimum aus Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit wird um das von Wegschnitt des Dielektrikums zu vermeiden. Leiterende angeordnet. Vorzugsweise besteht das

Wenn es erwünscht ist, daß der Bereich der Spannfutter aus Kupfer, wenn die auf Stoß zu ver-Schweißstelle eine Form hat, die nicht ohne weiteres =° bindenden Leiter aus Aluminium sind, oder aus durch entsprechende Formgebung des Gieß-Hohlrau- Weichstahl oder rostfreiem Stahl, wenn die Leiter mes mit oder ohne einfache Formung nach Weg- aus Kupfer sind. Die Stirnfläche 2 des Spannfutters nähme der Gießform erhalten werden kann, dann ist gegenüber einer senkrecht zu der I.eiterachse verweist der Wärmespeicher bzw. -sumpf in vorteilhaf- laufenden Ebene geneigt und dient als Schneidfläche ter Weiterbildung eine zusätzliche Metallbüchse als 25 zum Abschneiden des Leiterendes. Die Ausrichtung inneren Teil auf, die an der Litze anliegt und mit die- des Schnittes erfolgt Jerart, daß bei der fertiggestellser beim Schweißprozeß verbunden wird. Dies ist ten Stoßverbindung die Enden der Leiter an ihrer insbesondere dann vorzuziehen, wenn es erwünscht Oberseite einen größeren Abstand als an ihrer Unterist, ein Schraubengewinde zu bilden, und in diesem selte aufweisen. In Abhängigkeit von den Abmessun-FaIl sollte der andere, äußere Teil des Wärmespei- 30 gen der Leiter wird ein Winkel von 15 bis 30° zwichers mit der Gewindebüchse verschraubt werden. sehen der Schnittebene und der senkrecht zu der Um eine gute Verbindung sicherzustellen, besteht die Leiterachse verlaufenden Ebene gewählt.
Büchse normalerweise aus dem gleichen Metall wie Das Spannfutter weist eine zylindrische durchlaudem der Litze selbst, um aber die Teile des Wärme- fende Bohrung 3 auf, welche eine enge Berührung Speichers leicht voneinander trennen zu können, be- 35 mit der Umfangsfläche der Litze 4 herstellt. Die Bohsteht der andere, äußere Teil des Wärmespeichers rung weist eine Ringnut 5 in Verbindung mit einem aus einem anderen Metall. Die Büchse kann in Auslaß 6 an der Außenfläche der Form auf, so daß Längsrichtung geschnitten sein, um ein Zusammen- das Spannfutter auch als Vakuumrohrverteiler wirziehen mit dem verbindenden Metall bei Abkühlung ken kann, durch den öl aus den Zwischenräumen zu ermöglichen, oder sie kann, um das Zusammen- 40 zwischen den Adern der Litze ausgezogen werden setzen im Falle einer Stoßverbindung zu erleichtern, kann. Vorzugsweise ist ein Gummiring 7 zwischen zumindest in zwei Teile längsgeteilt werden. das Spannfutter und das Ende des Kabeldielektri-

Um eine einwandfreie Schweißung zu erhalten, kums8 eingesetzt, um das benachbarte Ende des wird die Endfläche der Litze vorzugsweise mit Spannfutters abzudichten und auf diese Weise die Schweißmetall überzogen, bevor der Hauptkörper 45 Wirksamkeit des Saugvorgangs an der Schnittstirndes Schweißmetalls angebracht wird. Hierzu wird die fläche 9 des Leiters zu steigern. Zusätzlich wirkt das Litze mit einem Spannfutter umgeben, das eine Spannfutter als Zwinge zur Verhinderung eines Aufschräge Endfläche aufweist, in deren Ebene der Lei- drillens der Litzenadern.

ter geschnitten wird. Das Spannfutter weist eine Ver- Nachdem das Spannfutter fest an dem Leiter angeteilerleitung nahe dem Schnittende der Litze auf, an 50 bracht wurde, wird der Auslaß 6 an eine Vakuumdie ein Vakuum angeschlossen wird, um flüssiges pumpe angeschlossen, durch welche öl aus dem Lei-Tränkungsmittel aus den Zwischenräumen zwischen ter abgezogen wird, bis kein öl mehr aus der Schnittden Drähten der Litze während des Überziehens zu fläche fließt. Es erwies sich als ausreichend, den entfernen, und das Spannfutter dient außerdem als Druck an der Vakuumpumpe auf einige Millimeter Wärmespeicher bzw. -sumpf. 55 Quecksilber (absolut) zu reduzieren, wobei der Druck

Zweckmäßigerweise wird ferner das Ende des an der Schnittstirnfläche der Litze im wesentlichen

Spannfutters gegenüber dem abgeschnittenen Ende auf Atmosphärendruck steigt. Üblicherweise ist das

des Kabeldielektrikums durch elastische Bauele- entgegengesetzte Ende des Kabels an einen ölvorrat

mente, beispielsweise einen Gummiring, abgedichtet, angeschlossen, so daß jegliches aus dem Kabel durch

um die Wirksamkeit des Saugvorganges an der δο die Vakuumpumpe abgezogene öl ständig unter hy-

Schnittstirnfläche des Leiters zu steigern. drostatischem Druck ersetzt wird.

Normalerweise ist es notwendig, Reste des Trän- Wenn große Zwischenräume zwischen den Enden

kungsrnittels von dem Schnittende der Litze durch der Litzendrähte vorliegen, wie dies normalerweise

Waschen mit einem geeigneten Lösungsmittel zu ent- der Fall ist, wenn eine anfänglich nicht kreisförmige

fernen, während Vakuum an der Leitung liegt. Dies 65 Litze kreisförmig gemacht wird, so können diese

geschieht vor dem Beginn des Verbindungsvorgangs. durch Einsetzen kurzer Drahtlängenabschnitte ver-

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich- stöpselt werden, beispielsweise aus dem von dem

nungen näher erläutert. Es zeigen Ende der Litze abgeschnittenen Stück.

5 ^J 6

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 Schnittende 9 F i g. 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 F i g. 2.

kann einfach aus einer Endplatte und einer Umfangs- io Das vorbereitete Ende 16 wird in einen zusam-

wandung in Form eines geeignet gestalteten kreisför- mengesetzten Wärmespeicher J7 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 20 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- '5 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 schmalen 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 ineinanderausgebildet, jedoch nach Art einer Form gestaltet ist, 35 greifenden Gewindegänge vorzugsweise elektun erweiche 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.

welche über die Oberseite des Hohlraumes in der In dem Falle eines Kabels mit einem Tränkungs-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 nigungsverf ahren 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

(F i g. 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. Restbestandteile werden alsdann

tiv gekühlt werden. durch einige Male erfolgendes Waschen mit einem

Als abschließender Vorgang (F i g. 5) wird der geeigneten heißen Lösungsmittel (beispielsweise zwischen den beiden Leitern gebfldete Schweißkeil 60 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 (beispiels- TUTiB. 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, der Leiter mit Schweißmetall zu beschichten, wie vor- 65 and die Herstellung der Stoßverbindung und des Anangehend beschrieben, kann es in einigen Fällen Schlusses ergibt sich alsdann wie vorangehend bemöglich sein, eine ausreichende zeitweilige Dichtung schrieben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- Patentansprüche: lung einer Stoßverbindung oder eines Anschlusses an elektrischen Kabelleitern, die aus einer Vielzahl von

1. Verfahren zur Herstellung einer Stoß verbin- 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 oder bei einer Vakuumverteilerleiiung umgeben wird und io einer Temperatur flüssig wird, welche die Litze wähgeschmolzenes 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 füllten 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 (.1.4) 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 außerdem 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 Öl/Wachsgemisches, wie es in massegetränkten Ka-MIG- (Metall/Inertgas-) Schweißprozeß, einge- bein verwendet wird,
bracht wird. Darch 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 Vakuumverteilerleitung 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 Vakuumverteilerleitung weit

3. Verfahren nach 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 äußeren 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 Wärmespeicher (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 übermäßiges Ausgekennzeichnet, daß die Metalibüchse (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 I_n »Elektrotechnik«, 5. Jahrgang, Heft 11, Novemmindest 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.

schmolzeneir. Metall durch einen Schweiß- Gemäß der Erfindung, die diese Nachteile zu verprozeß überzogen, während an der Ver- meiden sucht, ist ein Verfahren zur Herstellung einer feuerleitung ein Vakuum angeschlossen 60 Stoßverbindung oder eines Anschlusses an elektriwird, um flüssiges Tränkungsmittel aus den _sch_en Kabelleitern 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 }_m 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