DE19532559C2 - Einteiliger Muffenkörper - Google Patents

Description

Die Anmeldung betrifft einen einteiligen Muffenkörper zur Umhül­ lung einer Verbindung zwischen zwei elektrisch leitenden End­ stücken zweier Kabel, oder eines Kabels und eines Geräts oder zweier Geräte.

Es sind kaltschrumpfbare Verbindungsmuffen bekannt, die mittels Stützelementen auf geweitetem Durchmesser gehalten werden. Der Muffenkörper wird im geweiteten Zustand zur Montagestelle gelie­ fert. Sie wird zusammen mit den Stützelementen über die Verbin­ dungsstelle gebracht und die Stützelemente werden daraufhin ent­ fernt. Ein Beispiel einer solchen Muffe ist in der DE 39 43 296 beschrieben.

Weiterhin sind wärmeschrumpfbare Verbindungsmuffen ohne inte­ grierte Schicht zur elektrisch leitenden Verbindung des an den Enden des Muffenkörpers zu kontaktierenden Kabelschirms oder Geräts bekannt. Nach der Installation solcher Verbindungsmuffen muß in einem zweiten Arbeitsgang eine Drahtverbindung auf den Muffenkörper gelegt und die Verbindung zwischen beiden Enden des geöffneten Kabelschirms oder zwischen Kabelschirm und dem zu kontaktierenden Gerät vorgenommen werden.

Die WO 80/01223 beschreibt einen Muffenkörper, in dem ein leitfähiges Elastomer konzentrisch integriert ist und der einen durch einen äußeren Einfluß schrumpfbaren Tragkörper aufweist. Innerhalb des Tragkörpers ist ein Isolierkörper angeordnet.

In der DE 30 12 971 ist ein radial schrumpfbarer einstückiger Muffenkörper ohne metallischen Leiter als integraler Bestandteil beschrieben.

Die DE 35 43 930 A1 hat eine schrumpfbare Kabelmuffe zum Gegen­ stand, die aus einer nichtschrumpfbaren inneren Kabelmuffenein­ lage und einer schrumpfbaren Hülle gebildet ist, die getrennt über der Leiterverbindungsstelle angeordnet und erst danach mit­ einander verbunden werden.

In der EP 0 493 188 B1 ist eine wärmeschrumpfbare Hülse mit zumindest einer Schicht aus wärmeschrumpfbarem Material und mit einer Metalleinlage aus gewirkten Drähten oder aus Drahtseg­ menten beschrieben, die an der Innenseite der wärmeschrumpfbaren Schicht angeordnet und an dieser befestigt ist, z. B. durch eine Klebstoff- oder Mastixschicht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen schrumpfbaren Muffenkörper anzugeben, der ohne Stützelemente in aufgeweiteter Form instal­ lationsbereit vorliegt, und dessen Montage mit reduziertem Auf­ wand durchführbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptan­ spruchs angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.

Der Muffenkörper soll vorzugsweise als Verbindungsmuffe für Mit­ telspannungskabel einsetzbar sein.

Die Bestandteile einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen einteiligen Muffenkör­ pers sind: ein Isolierkörper aus nichtwärmeschrumpfendem Mate­ rial, wobei mindestens ein Steuer- oder ein Deflektorelement im Isolierkörper konzentrisch integriert ist, ein durch äußeren Einfluß rückstellbarer (schrumpfbarer) Tragkörper, der mittels unlösbarer Materialverbindung mit dem Isolierkörper verbunden ist, wobei sich der schrumpfbare Tragkörper in radialer Richtung oberhalb des Isolierkörpers befindet. Die Steuer- oder Deflek­ torelemente dienen der Feldglättung und/oder der Feldsteuerung. Ihre Anordnung in Längsrichtung hängt davon ab, ob eine Kabel­ verbindung vorzunehmen ist, oder ob der Muffenkörper beispiels­ weise für einen Kabelstecker vorgesehen ist.

Weiterhin ist im Tragkörper ein Leiter zur Verbindung der zu kontaktierenden Kabelschirme integriert. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Schicht aus Einzeldrähten. Die Anordnung kann auf dem Umfang symmetrisch oder auf dem Umfang unsymmetrisch (zopfartig gebündelt) im Tragkörper angeordnet sein. Mindestens an einem Ende ist der Leiter von außen zugänglich, so daß er zur Schirm­ verbindung kontaktiert werden kann.

Als Alternative wird vorgeschlagen, den Leiter als Lage aus Drahtbündeln mit Schlag auszubilden. Der elektrische Querschnitt des Leiters wird nach den elektrischen Anforderungen ausgelegt.

Im Muffenkörper kann zusätzlich eine halbleitende Schicht (z. B. halbleitender Silikonkautschuk) integriert sein. Die halblei­ tende Schicht kann dann im Innern des Isolierkörpers oder - in einer Alternative - auf ihrer Oberfläche angeordnet sein. Vor­ zugsweise ist vorgesehen, daß der Leiter in Kontakt mit der halbleitenden Schicht steht.

Der Tragkörper ist thermisch oder chemisch zum Rückstellen ver­ anlaßbar. Daher wird Material mit entsprechender Eigenschaft eingesetzt, beispielsweise wärmeschrumpfender Thermoplast.

Der Tragkörper ist im Verhältnis von etwa 3 : 1 auf kleineren Durchmesser schrumpfbar. Je nach Anwendungsfall können auch größere Rückstellverhältnisse vorgesehen werden. Wesentlich ist die Wahl der passenden radialen Dimensionen und/oder des geeig­ neten Schrumpfverhältnisses, so daß der Tragkörper beim Schrump­ fen auf die Unterlage höheren Druck ausüben kann (mindestens 0,1 MPa), damit mögliche Lufteinschlüsse vollständig verdrängt wer­ den.

Der Isolierkörper besteht aus einem Elastomer - vorzugsweise aus dauerelastischem Silikonkautschuk. Dieser Isolierkörper wird in einer Dimensionierung so hergestellt, daß er etwas kleiner im Innendurchmesser ist, als der Außendurchmesser der zu kontaktie­ renden Kabelverbindung oder die entsprechenden Verbindungsteile zweier Geräte. Die innere Fläche des Isolierkörpers kann glatt zylindrisch aber auch mit variierendem Durchmesser ausgeführt sein, je nach Ausbildung der Oberfläche der zu kontaktierenden oder zu umgreifenden Teile.

Durch die Einteiligkeit des Muffenkörpers einschließlich Metall­ schirm ergibt sich der Vorteil, daß nur eine Mindestzahl an Tei­ len für die Montage benötigt wird. Gegenüber bekannten Muffen­ körpern, die entfernbare Stützmittel umfassen, müssen bei diesem Muffenkörper auch keine Teile nach der Montage entsorgt werden.

Der Muffenkörper ist im geweiteten Zustand ohne Stützmittel fixiert. Der Vorgang der Aufweitung auf der Montagestelle ent­ fällt. Zur Installation wird der Muffenkörper über ein Ende eines abgesetzten Kabels geschoben und dort geparkt. Die Leiter­ enden werden mit bekannter Technik (z. B. über Preßverbinder) verbunden. Der Muffenkörper wird danach in die Gebrauchslage ge­ bracht und der Muffenkörper heruntergeschrumpft. Abschließend kann die Schirmverbindung hergestellt werden. Wenn der Muffen­ körper wärmeschrumpfend ausgebildet ist, wird für die Montage nur eine Gasflamme oder ein Heißluftgerät benötigt. Mit dieser Technik sind Monteure gut vertraut.

Der wichtigste Verfahrensschritt bei der Herstellung des Muffen­ körpers ist die Herstellung der unlösbaren Materialverbindung zwischen Isolier- und Tragkörper. Je nach Verbindungstechnik müssen daher die aufeinander zu fügenden Flächen entsprechend vorbereitet werden, beispielsweise aufgerauht oder mit Haftver­ mittler und/oder mit Klebstoff (beispielsweise Silikonkleber) versehen werden. Der Isolierkörper wird dann in das Innere des gefertigten Tragkörpers eingeführt und mit Druck aufgeweitet, so daß er an der Innenseite des Tragkörpers fest anliegt. Der Druck kann länger dauernd aufrecht gehalten werden, bis die Material­ verbindung (Klebung oder Vulkanisierung) zwischen beiden Körpern erfolgt ist.

Der Muffenkörper ist in den Figuren beschrieben. Es zeigen die Fig. 1 ein Beispiel eines Muffenkörpers und die Fig. 2 bis 5 verschiedene Schichtenaufbauten des Muffenkörpers.

In Fig. 1 wird ein einteiliger Muffenkörper 10 gemäß der Erfin­ dung dargestellt. Der Isolierkörper 13 besteht aus einem Elasto­ mer. In ihm sind in der Fig. 1 drei leitfähige elastomere Ele­ mente 12, 12′, 12′′ integriert. Diese bilden je nach Zahl, Form und Funktion der Anschlußteile die entsprechenden Feldsteuer- und/ oder Glättungselemente. Beispielsweise dient das mittlere Ele­ ment 12′ der Feldglättung über einer Leiterverbinder-Preßhülse. Der radial äußere Bereich 14 des elastomeren Isolierkörpers 13 ist - wie die Feldsteuerelemente - leitfähig ausgebildet. Seine Dicke wird entsprechend den elektrischen Anforderungen gewählt. Je nach der Funktion der Muffe kann die Schicht 14 durchgehend zwischen beiden Enden des Muffenkörpers homogen verlaufen oder auch mindestens eine Unterbrechung aufweisen.

Radial über dem Isolierkörper 13 befindet sich der einen weiten Durchmesser aufrechterhaltende Tragkörper 16. Der Tragkörper ist durch äußere Einflüsse (Wärme oder chemischen Eingriff) schrumpfbar. Verwendbare Materialien für solche schrumpfbaren Körper sind weithin bekannt. Der Isolierkörper 13 ist mittels unlösbarer Materialverbindung mit dem Tragkörper 16 auf der Grenzfläche 22 verbunden. Als Materialverbindung zwischen Iso­ lier- und Tragkörper kommen Klebung (Silikonkleber) oder Vulka­ nisierung in Frage. Zwischen Isolierkörper und Tragkörper sind keine Hohlräume vorhanden.

In den Tragkörper 16 ist ein Leiter 24 als Schicht aus gerade geführten Einzeldrähten integriert, die auf dem Umfang des Körpers gleichmäßig verteilt sind. An beiden Enden des Muffenkörpers treten die äußeren Enden der Einzeldrähte heraus und können jeweils mit bekannten Kontaktierungsmitteln zum Verbinden der Schirme zweier Kabel oder eines Kabels und eines Geräts oder zweier Geräte ver­ bunden werden. Die Metalldrahtschicht 24 kann beim Herstellen des Tragkörpers vorbereitend so in der Spritzform angeordnet werden, daß sie beim Spritzgießen des wärmeschrumpfenden Mate­ rials ihre Lage beibehält.

Die Lage der Metalldrahtschicht 24 kann direkt auf dem Isolier­ körper sein. Sie kann auch in den Tragkörper integriert sein, so daß unter ihr (radial nach innen) noch Material des Tragkörpers vorhanden ist. Vorteilhaft ist, wenn die Metalldrahtschicht mit der auf der Oberfläche 22 des Isolierkörpers angeordneten halb­ leitenden Schicht in Kontakt steht. Dies läßt sich beispiels­ weise dadurch erreichen, daß (wie in Fig. 3 dargestellt) be­ stimmte Lagen der Drahtschicht an die halbleitenden Schicht her­ angeführt sind, wogegen andere Lagen der Drahtschicht ganz im Tragkörper integriert sind.

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann zwischen Isolierkörper und Trag­ körper auch eine Zwischenschicht 25 aus einem Stoff mit etwas abgewandelten physikalisch-chemischen Eigenschaften ausgebildet sein. Eine solche Ausbildung bietet sich an, wenn ein Muffenkör­ per mit besonders großem Schrumpfverhältnis hergestellt werden soll. Mit zunehmendem Schrumpfverhältnis steigt die Anforderung an die Qualität der Materialverbindung. Durch das Einschieben einer Zwischenschicht 25 entstehen zwei Grenzflächen 22 und 22′, so daß bei Wahl geeigneter Stoffe die Herstellung der unlösbaren Verbindung zwischen Tragkörper und Isolierkörper auf zwei Grenz­ flächen (22, 22′) "verteilt" werden kann. Vorzugsweise kann der Leiter 24 auch in die Grenzschicht 25 gelegt werden.

In Fig. 3 liegt die Leitschicht 14 an der Grenze zwischen Trag­ körper und Isolierkörper. In Fig. 4 ist die Leitschicht radial tiefer im Randbereich des Isolierkörpers 13 angeordnet, so daß die unlösbare Verbindung (Verklebung, Vulkanisierung) wiederum an der Grenzfläche 22 zwischen Isolierkörper und Tragkörper liegt. Dies kann in Hinblick auf die Materialpaarung vorteilhaft sein. Die Materialbeschaffenheit der Leitschicht braucht dann bei der Materialverbindung (Klebung, Vulkanisierung) nicht be­ sonders berücksichtigt zu werden.

Claims (12)

1. Einteiliger Muffenkörper (10) mit einem Körper (13) aus isolierendem Elastomer, in dem mindestens ein leitfähiges Elastomer (12) konzentrisch integriert ist, und einem durch äußeren Einfluß schrumpfbaren Tragkörper (16), der mittels unlösbarer Materialverbindung mit dem Isolierkörper (13) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Tragkörper (16) ein von außen zugänglicher Leiter (24) zur Schirmverbindung integriert ist.

2. Einteiliger Muffenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Leiter (24) als Schicht aus Einzeldrähten aus­ gebildet ist, die auf dem Umfang des Körpers gleichmäßig ver­ teilt sind.

3. Einteiliger Muffenkörper nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (24) als gerade geführte Drähte ausgebildet ist.

4. Einteiliger Muffenkörper nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (24) an min­ destens einem seiner Enden mit Kontaktierelementen zum Verbinden mit leitenden Gegenstücken von Kabeln oder Geräten versehen ist.

5. Einteiliger Muffenkörper nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Muffenkörper zusätzlich eine halbleitende Schicht (14) integriert ist.

6. Einteiliger Muffenkörper nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die halbleitende Schicht (14) im Innern des Iso­ lierkörpers (13) liegt.

7. Einteiliger Muffenkörper nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet, daß die halbleitende Schicht (14) und der Leiter (24) zueinander in Kontakt stehen.

8. Einteiliger Muffenkörper nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die leitfähigen elastomeren Körper (12) mittig im Isolierkörper angeordnet sind.

9. Einteiliger Muffenkörper nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (16) im Ver­ hältnis von etwa 3 : 1 auf kleineren Durchmesser schrumpfbar ist.

10. Einteiliger Muffenkörper nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (16) ther­ misch oder chemisch zum Schrumpfen veranlaßbar ist.

11. Einteiliger Muffenkörper nach einem der Ansprüche 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (16) aus wärme­ schrumpfendem Thermoplast besteht.

12. Einteiliger Muffenkörper nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (16) aus durch chemische Einwirkung schrumpfendem Material besteht.