DE1924091A1

DE1924091A1 - Gas- und fluessigkeitsdichte Durchfuehrung eines elektrischen Leiters durch die Bohrung einer unter hohem Druck stehenden Gehaeusewand

Info

Publication number: DE1924091A1
Application number: DE19691924091
Authority: DE
Inventors: Hosse Dipl-Ing Ingo
Original assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Priority date: 1969-05-12
Filing date: 1969-05-12
Publication date: 1970-11-19

Description

Gas- und flüssigkeitsdichte Durchführung eines elektrischen Leiters durch die Bohrung einer unter hohem Druck stehenden Gehäusewand Die Erfindung betrifft eine gas- und flüssigkeitsdichte Durohftihrung eines elektrischen Leiters durch die Bohrung einer unter hohem Druck stehenden Gehäusewand, insbesondere eines Verstärker- oder Entzerrergehäuses für S@@kabel. Solche Leiterdurchführungen werden insbesondere zur elektrischen Verbindung von Seekabeln mit in druckfesten Gehäusen einige bauten Verstärkern oder Entzerrern benötigt, An die Dichtigkeit solcher Durchführungen werden ganz besondere Anforderungen gestellt. Bei Verl@gung in Tiefse@ kann der Druck auf das Gehäuse und die Durchführung bis 1000 Atmosphären betragen.
Neben der Beständigkeit gegen Temperatur- und mechanische Lastwechsel werden auch besondere Anforderungen an die elektrische Spannungsfestigkeit und den Isolationswiderstand der Durchführung gestellt. Die für die Durchführung verwendeten Werkstoffe müsson aber auch geeignet sein, hohe Frequenzen zu übertragen. Der Verlustfaktor des Dielektrikums muss klein sein und der elektrische Leiter soll aus unmagnetischem Material best@hen, um Verzerrungen zu vermeiden.
Die Leiterdurchführung muss in besonderem Masse alterungsbeständig und gegenüber chemischen Einflüssen unompfindlich sein.
In der deutschen Patentschrift 1 254 728 ist eine Leiterdurchführung beschrieben, bei welcher der Innenleiter mit einem Keramikkörper isoliert ist und bei der zwischen dem Innenleiter und dem Keramikring einerseits und dem Keramikring und der Gehäusewand andererseits plastisch verformbare Metalldichtungen angeordnet sind. Bei dieser Ausführung ist eine sehr.
hohe Flächenpressung an den Dichtflächen erforderlich, um die Metalldichtungen genügend zu verformen. Um die erforderliche Flächenpressung auf den Dichtflächen zu erzeugen, müssen gewisse geometrische Verhältnisse, beispielsweise das Verhält nis des Durchmessers des Innenleiters zum Aussendurchmesser des Keramikkörpers, eingehalten werden. die eine Dimensionierung nach anderen Gesichtspunkten, beispielsweise dem Wellenwiderstand, erschweren können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine das und flüssig keitsdichte Durchführung eines elektrischen Leiters durch die Bohrung einer unter hohem Druck stehenden Gehäusewand, insbesondere eines Verstärker- oder Entzerrergehäuses für Seekabel anzugeben, welohe eine freie Dimensionierung nach elektrischen Gesichtspunkten unabhängig von mechanischen Einflüssen ermöglicht.
Gemäss der Erfindung ist der Leiter der Leiterdurchführung mit einer tell@rförmigen Erweiterung versehen, zwischen der Erweiterung und der Gehäusewand ist ein den Leiter umgebender Keramikisolierkörper angebracht und um die tellerförmige Erweiterung, den Keramikisolierkörper und die Umgebung seiner Auflagestelle auf der Gehäusewand eine alle Spalten ausfüllende Abdichtung au kopolymeren Polyäthylen aufgebracht.
Kopolymeres Polyäthylen geht mit dem als Kabelisolierung dienenden Polyäthylen ein feste Verbindung edtn und hat gleichzeitig ein gute Haftfähigkeit auf an sich artfremden Stoffen, wie Metall und Keramik. Bei der Leiterdurchführung bleiben zwischen dem Leiter, dem Keramikkörper und der metallischen Gehäusewand nur relativ dünne Spalten, in denen sich das kopolymere Polyäthylen dz Zwischenschicht befindet. Die Leckrate der Leiterdurchführung bleibt sehr klein, denn die dureh die Materialeigenschaften von Kunststoffen bedingte unvermeidbare Diffusion wird auf den sehr kleinen Querzchnitt der Spalten zwischen Leiter, Keramikkörper und Gehäusewand beschränkt. Die Leiterdurchführung hat zudem noch den Vorteil, dasa sie unmittelbar mit dem Kabe1-mantel der anzuschliessenden Leitung Uber das kopolymere Polyäthylen dicht verbunden ist. Die einzuführende elektrische Leitung ist auf diese Weise bis zum Eintritt in das druckfeste Gehäuse einwandfrei isoliert, 80 dass@ selbst die Anwesenheit von Wasser in unmittelbarer Umgebung der Leiterdurchführung die Funktionsfähigkeit nicht beeinträchtigt.
Es können auch mehrere einzeln isolierte Leiter durch Je eine Bohrung eines gemeinsamen Keramikisolierkörpers geführt sein.
Eine derartige Durchführung fuX: mehrere Einzelleiter wird vorteilha@ für die Einführung von Stromversorgungs- und Steuerleitungen angewendet.
Die Erfindung kann auch in vorteilhafter Weise für den Anschluss koaxialer Kabel verwendet Worden, bei denen der Aussenleiter ebenfalls isoliert in das druckfeste Gehäuse eingeführt werden soll. Dies erfolgt bei der Leiterdurchführung dadurch, dass ein mit einer Erweiterung versehener Aussenleiter koaxial zum Innenleiter angeordnet ist, wobei ein Keramikisolierkörper zwischen dem Innenleiter und dem Aussenleiter und ein zweiter Keramikisolierkörper zwischen der Gehäusewand und dem Aussenleiter angebracht ist.
Gemäss der weiteren Erfindung kann die Leiterdurchführung auf einem tragenden Netallkörper aufgebaut sein, der beim späteren Einbau durch Schweissen, Löten oder Verschrauben mit der Gehäusewand verbunden werden kann. Hierdurch wird in vielen Fällen eine Vereinfachung des Herstellungsverfahrens der Leiterdurchführung erreicht. Der tragende Metallkörper kann aus dem gleichen oder auch einem anderen Material wie die Wand des Druckgehäuses bestehen.
Die auf dem tragenden Metallkörper aufgebaute Leiterdurchführung kann unabhängig von dem im allgemeinen unhandlich grossen Druckgehäuse aufgebaut werden. Der Träger kann später nach bekannten Verfahren in die Wand des Druckgehäuses eingebaut werden.
Ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren der Leiterdurchführung besteht darin, dass die metallischen Leiter, das Ende der isovierten Leitung, die Keramikisolierkörper und der tragende Teil der Gehäusewand mit Hilfe einer Druckform und unter Anwendung des Druckgussverfahrens mit dem kopolymeren Polyethylen umspritzt werden. Es ist zweckmässig, hierbei zwischen der Gehäusewand und dem einzuführunden Leiter, Einzelleiter oder Koaxialkabel, einen genügehd hohen Druck aufrochtzuerhalten, so dass die Spalten, in welche das kopolymere Polyäthylen eindringt, möglichst HEin bleiben.
Bei Anwendung des Druckgussvorfahrens werden auch die kleinen Spalten von dem kopolymeren Polyäthylen ausgefüllt. Vorteilhafterweise besteht die Druckform aus einem Material, an dem das kopolymere Polyäthylen nicht haftet.
Allen Ausführungsformen der Leiterdurchführung ist gemeinsam, dass die gesamte geometrische Anordnung weitestgehend frei nach elektrischen Gesichtspunkten dimensioniert werden kann, ohne dass die mechanische Funktionsfähigkeit, insbesondere im Hinblick auf die Stabilität und die Dichtigkeit negativ beeinflusst wird.
In den Figueren 1 bis 4 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In der Fig. 1 ist die Durehruhrung eines einzelnen elektrischen Leiters 1 durch eine Bohrung der Gehäusewand 3 dargestellt. Der Leiter 1 besitzt eine tellerförmige Erweiterung 4. zwischen dieser Erweiterung 4 und der Gehäuzewand 3 liegt ein ringförmiger Keramikisolierkörper 2. An den Leiter 1 ist oberhalb der tellerförmigen Erweiterung 4 das von aussen kommende Kabel angeschlossen. Dieser Anschluss kann in an sich bekannter Weise beispielsweise durch Löten erfolgen. Um die tellerförmige Erweiterung 4, den Keramikisolierkörper 2 und die Umgebung seiner Auflagestelle auf der Gehäusewand 3 ist eine alle Spalten ausfüllende Abdichtung 5 aus kopolymerem Polyäthylen aufgebracht.
Das kopolymere Polyäthylen erstreckt sich auch noch auf den Isoliermantel 6 der angeschlossenen Leitung. Der Mantel 6, der meist aus Polyäthylen beateht,kann mit dem kopolymeren Polyäthylen 5 verschmolzen werden. In der Fig. 2 ist eine Durchführung fur mehrere Leiter dargestellt. In diesem Fall besteht der Keramikisolierkörper 2 vorteilhafter Weise aus einer Platte 9, welche eine der Anzahl der durchzuführenden Leiter entsprechende Anzahl von Bohrungen besitzt. Die tellerförmigen Erweiterungen können in verschiedenartiger Weise erzeugt werden, beispielsweise durch Stauchen, Pressen, Anlöten oder Anschweissen von Scheiben u.ä.. Die Fig. 3 zeigt eine Leiterdurchführung für den Anschluss koaxialer Kabel. Hierbei ist ein mit einer Erweiterung 8 versehener Aussenleiter koaxial zum Znnenleitr 1, der ebenfalls eine Erweiterung 4 besitzt, angeordnet. Ein Keramikisolierkörper 2 ist zwischen d* Innenleiter 1 und dem Aussenleiter 8 angebracht, und ein zweiter Keramikisolierkörper 7 zwischen der Gehäusewand 3 und dem erweiterten Aussenleiter 8. Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Leiterdurchführungen können auch auf einem tragenden Motallkörper lo aufgebaut sein. Dieser Metallkörper kann beim späteren Einbau durch Schweissen, Löten oder Verschrauben mit der Gehäusewand dicht verbunden werden.

Claims

Patentansprüche

1. Gas- und flüssigkeitsdichte Durchführung eines elektrischen Leiters durch die Bohrung einer unter hohem Druck stehenden Gehäusewand, insbesondere eines Verstärker- oder Entzerrergehäuses für Seekabel, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter 1 mit einer tellerförmigen Erweiterung 4 versehen ist, dass zwischen der Erweiterung 4 und der Gehäusewand 3 ein den Leiter 1 umgebender Keramikisolierkörper 2 angebracht ist, und dass um die tellerförmige Erweiterung X, den Keramikisolierkörper 2 und.die Umgebung seiner Auflagestelle auf der Gehäusewand 3 eine alle Spalten ausfüllende Abdichtung 5 aus kopolymerem Polyäthylen aufgebracht ist.

2. Leiterdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Polyäthylenisolierung 6 der angeschlossenen Leitung mit dem kopolymeren Polyäthylen 5 verschmolzen iat,

3. Leiterdurchführung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere einzeln isolierte Leiter 1 durch je eine Bohrung eines gemeineamen Keramikisolierkörpers 9 geführt sind.

4. Leiterdurchführung nach den Ansprüchen1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einer Erweiterung versehener Aussenleiter 8 koaxial zum Innenleiter 1 angeordnet ist, wobei der Keramikisolierkörper 2 zwischen dem Innenleiter 1 und dein Aussenleiter 8 und der Keramikisolierkörper 7 zwischen der Gehäusewand 3 und dem Aussenleiter 8 angebracht ist.

5. Leiterdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einem tragenden Metallkörper 10 aurgebaut ist. der beim späteren Einbau durch Schweissen, Löten ober Verschrauben mit der Gehäusewand 3 verbunden ist.

6. Verfahren zur Herstellung der Leiterdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Leiter 1, 8, das Ende der isolierten Leitung 6, die Keramikkörper 2, 7, 9 und der tragenden Teil der Gehäusewand 3 mit Hilfe einer Druckform und unter Anwendung des Druckgussverfahrens mit dem kopolymeren Polyäthyl@n 5 umspritzt werden.

7. Verfahren zur Herstellung der Leiterdurchführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckform aus einem Material besteht, an dem du kopolymere Polyäthylen nicht haftet.