DE2110106A1

DE2110106A1 - Verbindungsstück für elektrische Starkstrom-Kabelleiter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2110106A1
Application number: DE19712110106
Authority: DE
Inventors: John Derrick Chislehurst; Papadopulos Michael Savvas Longfield; Kent Endacott (Großbritannien). P
Original assignee: BICC PLC
Current assignee: Balfour Beatty PLC
Priority date: 1970-03-09
Filing date: 1971-03-03
Publication date: 1971-09-23
Also published as: FR2084326A1; SE383235B; JPS5223074B1; DE2110106C3; SU563127A3; DE2110106B2; CA955663A; GB1326033A; US3649739A; ZA711122B

Description

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Köln 106931, Essen 203 62

Bankkonten: Abs.: Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Siegen, Eiserner StraBe 227 Deutsche Bank AG., Postfach 325 Filialen Siegen u. Oberhäuten (RhId.)

71 025 Kü/Schm

2. März 1971

British. Insulated Callender's Cables Limited, 21 Bloomsbury Street, London, W.0.1, England

Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Hr. 11270/70 vom 9. März 1970 beansprucht.

Verbindungsstück für elektrische Starkstromkabelleiter und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen von Verbindungsstücken zwischen mit einem zentralen Kanal ausgestatteten elektrischen Starkstromkabelleitern (im nachfolgenden "Hohlkernleiter" genannt) sowie auf Verbindungsstücke, die verfahrensgemäß hergestellt sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei welchem ein Körper aus Metall zwischen den auf Abstand angeordneten Enden zweier Hohlkernleiter in solcher Weise gebildet wird, daß dieser Körper an den sich gegenüberliegenden Schnittenden der beiden Leiter anhaftet und den Kaum zwischen ihnen füllt«

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-z-

Ein Verfahren zur Bildung solcher Verbindungsstücke ist Gegenstand der zugehörigen deutschen Patentanmeldungen P 19 18 167.0 (Anwaltsakte 69 068) und P 19 18 168.1 (Anwaltsakte 69 069). In der Patentanmeldung P 19 18 168.1 sind verschiedene Verfahren zur Herstellung solcher Verbindungsstücke beschrieben, derart, daß die Möglichkeit für die Strömung eines strömungsfähigen Mediums vom einen leiter zum anderen, nachdem die Verbindung hergestellt worden ist, besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung solcher Verbindungsstücke mit dem Vorsehen einer Strömungsmittelströmung zwischen Honlkernleitern zu schaffen, und erfindungsgemäß wire während oder nach der Bildung des Metallkörpers zwischen den Leiterenden zumindest ein Paar von geraden Leitungen oder Kanälen innerhalb des Metallkörpers gebildet, wobei der eine Kanal des oder jedes Paares sich vom zentralen Kanal des einen Leiters nach außen in einem spitzen Winkel zur gemeinsamen Achse der Leiter erstreckt, um sich mit dem anderen Kanal des Paares zu verbinden, der sich nach außen vom zentralen Kanal des anderen Leiters in einem spitzen Winkel zur genannten Achse erstreckt.

Das oder jedes Paar von Kanälen wird vorzugsweise durch Einbohren von der Außenoberfläche des Metallkörpers in einem entsprechenden Winkel, und zwar nacheinander in Hlehtung auf jeden der Leiterkanäle, in solcher Weise gebildet, daß die auf diese Weise hergestellten beiden Bohrungen im Körper sich innerhalb desselben schneiden oder sich auf oder in der iiähe der Oberfläche des Körpers treffen oder in eine Aussparung in der Oberfläche des Körpers einmünden, doch können iuch andere Verfahren zur Herstellung der Kanäle angewandt werden.

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Ein solches Alternativverfahren besteht darin, die Kanäle mittels herausnehmbarer G-ießkerne herzustellen, die in ihrer entsprechenden Lage zwischen den Leiterenden angeordnet werden, bevor der Metallkörper zwischen ihnen gebildet wird. Dieses Verfahren ist insbesondere dann anwendbar, wenn der Metallkörper, welcher den Raum zwischen den Leiterenden

füllt, durch ein anderes Verfahren als das MIG-Schweißverfahren (Metall/Inertgas-Schweißung) hergestellt wird, auf welches in den oben genannten zugehörigen Patentanmeldungen Bezug genommen wird, beispielsweise durch Gießen von geschmolzenem Metall in den Hohlraum oder durch ein exothermisches Pulververfahren (wie in der zugehörigen britischen Patentanmeldung 55 413/69 erwähnt). Die Konstruktion der Kerne wird vereinfacht, wenn die Kanäle die Oberfläche des Metallkörpers in Abständen schneiden und durch einen Oberflächenkanal untereinander verbunden sind, aus welchem der Kern seitlich herausgenommen werden kann. Wenn solche herausnehmbaren Gießkerne verwendet werden, um die Kanäle zu bilden,

so können diese in dünnen Rohren aus einem Metall enthalten sein, welches am Gießmetall haften kann, und die Rohre können an Ort und Stelle im Metallkörper verbleiben, v/enn die Kerne herausgenommen werden, um Auskleidungen für die Kanäle zu bilden.

Welches Verfahren auch immer zur Bildung der Kanäle verwendet wird, die Leiterkanäle werden vorzugsweise durch Kanalstopfen vor der Bildung der Verbindungsstelle verschlossen, um ein Ausströmen von Öl aus den Kanälen vor und während des Verbindungsvorganges zu verhindern. Solche Stopfen bleiben an Ort und Stelle, nachdem der Körper gebildet worden ist, und sind so ausgelegt, daß sie einem Strömungsmittel die Möglichkeit geben, aus den Leiterkanälen in die im Metallkörper gebildeten Kanäle zu fließen.

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Wenn "beispielsweise die Kanäle im Körper durch Bohren hergestellt werden, dann können die Kanalstopfen jeweils mit einer zentralen Bohrung versehen werden, die an demjenigen Ende des Stopfens verschlossen wird, welches dem Schnittende des Leiters benachbart ist, welche sich aber -ei» genügend weit durch den Stopfen hindurch erstreckt, damit sie mit einem spitzwinkligen Kanal verbunden wird, welcher durch den Körper und das geschlossene Ende dee Stopfens hindurchgebohrt ist. Wenn herausnehmbare Kerne zur Bildung der Kanäle im Körper verwendet werden, dann können die inneren Enden der Kerne als Stopfen dienen, um vorübergehend die Enden der zen-tralen Bohrungen in den Kanalstopfen während der Bildung des Körpers um die Kerne herum zu schließen.

Wenn auch in den meisten Fällen nur ein Paar von Kanälen (die in der-gleichen Radialebene zumindest dann liegen, wenn sie direkt miteinander in "Verbindung stehen) vorgesehen zu werden braucht, ist es möglich, in der gleichen Weise ein oder mehrere weitere Paare von Kanälen zu bilden, wobei jedes Paar in einer anderen Badialebene liegt und einen anderen Abstand von jedem anderen Paar aufweist.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung erläutert, und zwar zeigt

?ig. 1 ein komplettiertes Leiter-Verbindungsstück gemäß der Erfindung, während die

Pig. 2 und 3 Herstellungsstufen bei zwei Verfahren nach der Erfindung wiedergeben.

Fig* 1 zeigt einen Längschnitt durch ein komplettiertes Verbindungsstück zwischen zwei Hohlleitern 1 und 2, von denen jeder in einem entsprechenden Winkel abgeschnitten wird, um einen

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Hohliaim zwischen deren Schnittenden zu bilden, in welchem ein Metallkörper 3, beispielsweise durch MIG-Iechnik (Metall-Inertgas-Schweißung) gemäß den vorerwähnten zugehörigen Patentanmeldungen gebildet wird. Vor dem VerbindungsVorgang werden Stopfen 4 und 5 in die Leiterkanäle eingetrieben, wobei die Stopfen eine leichte Übergröße aufweisen, um eine gewisse Trennung der Leiterelemente hervorzubringen und auf diese Weise das Abziehen von Öl aus den Leiterkanälen während des Verbindungsvorganges zu erleichtern. Jeder der Stopfen 4 und 5 weist eine zentrale Blindbohrung (6 und 7) auf, die sich bis auf einen kurzen Abstand vom äußeren Ende des Stopfens erstreckt, der vorzugsweise vorgeformt ist, um eine bündige Oberfläche mit dem Schnittende des Leiters zu bilden, in welchen der Stopfen eingeführt ist.

Aus der Zeichnung geht hervor, daß, nachdem dem Körper 3 durch Nacharbeiten der äußeren Form der Leiter 1 und 2 angepaßt worden ist, zwei Kanäle 8 utl 9 in den Körper und in die Kanalstopfen 4 und 5 in einem spitzen Winkel zur Kabelachse so eingebohrt sind, daß der Kanal 8 mit dem Kanal 6 und der Kanal 9 mit dem Kanal 7 übereinstimmt und sich die beiden Kanäle 8 und 9 in oder nahe der Umfangsflache des Körpers 3 treffen.

Nachdem die Kanäle 8 und 9 eingebohrt worden sind, wird die Leiterabschirmung über den Körper 3 hinweg fortgesetzt, und zwar entweder direkt oder nachdem eine dünne Metallfolie aufgebracht worden ist, um die Verbindungsstelle zwischen den Kanälen 8 und 9 zu überdecken.

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Ein Verfahren zur Sicherstellung des richtigen Fluchtens der Kanäle 8 und 9» wenn sie gebildet worden sind, nachdem der Körper 3 abgedreht worden ist, ist in I¹Ig. 2 dargestellt, aus der hervorgeht, daß eine Bohrschablone 10 auf das Verbindungsstück zwischen den Leitern geklemmt ist.

Ein Alternativverfahren, welches das Bohren ermöglicht, bevor der Körper 3 abgedreht wird, ist in Pig. 3 dargestellt. Bei diesem Verfahren wird eine Grießschablone 11, die mit Vakuumkanälen zum Abziehen von Öl aus den leiterenden versehen ist, selbst als Bohrschablone verwendet, Zu diesem Zweck sind Stahleinsätze 12 und 13 in dem KupferkSrper der Gießschablone vorgesehen, die als Wärmefang oder Kühleinrichtung /heat sink/ dienen. Wenn dieses Verfahren angewandt wird, ist es notwendig, vorübergehend die Kanäle im Körper 3 während des Abdrehens zu verstopfen, um die Ansammlung von Spänen in den Kanälen während des Abdrehens zu vermelden.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei dem in Fig. 3 dargestellten Verbindungsstück sich die Kanäle 8 und 9 an einer Stelle 14 innerhalb des Körpers 3 schneiden bzw. kreuzen. Nach dem Abdrehen des Körpers können die äußeren Enden 15 und 16 der Kanäle 8 und 9, die sich über die Schnitt- bzw. Kreuzungsstelle H hinaus erstrecken, permanent, beispielsweise mittels selbstsehneidender Schrauben, geschlossen werden, die ihrerseits durch Spanabhebung bis auf das Profil der Verbindungsstück-Oberfläche bearbeitet werden können.

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Bet einem weiteren Alternativverfahren, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird eine Gießschablone ähnlich der in Fig. 3 dargestellten verwendet, aber ohne Stahleinsätze 12 und 13» und eine Bohrschablone wird in den oberen Teil des Hohlraums der Gießschablone eingesetzt, nachdem der Gießkörper gebildet worden ist.

Es kann erwünscht sein, vor dem Bohren eines Kanals in einem spitzen Winkel zur Leiterachse ein untiefes Startloch senkrecht zur lederoberfläche einzubohren, und die verwendeten Schablonen können diesen Verfahrensschritt bereits vorsehen.

Wenn auch bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen die Kanäle in dem gegossenen Körper so dargestellt sind, als seien sie in einer vertikalen Radialebene angeordnet, so können sie doch auch in einer beliebigen Badialebene angeordnet sein, und es können, wie bereite angedeutet, manchmal mehrere Kanalpaare verwendet werden, um den ölfluß vom einen Leiter zum anderen zu erhöhen. Die Anordnung der Kanäle in einer anderen Ebene als der Tertikaiebene kann das Herausspülen bzw. Beseitigen von Bohrspänen aus den Kanälen begünstigen, bevor deren Enden durch, eine Leiterabschirmung oder auf andere Weise abgedichtet werden.

Es kann unter gewissen Umständen vorteilhaft sein, einen Bohrer mit einer hohlen Hitte zu verwenden, der es ermöglichen würde, den durch den Bohrer herausgeschnittenen Metallkern in einem Stück herauszunehmen, um auf diese Weise die Gefahr zu reduzieren, daß Bohrspäne in den Kanälen eingeschlossen werden.

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Eine freite Qlströmung aus den Kanälen kann durch vorübergehendes Einsetzen eines ausdehnbaren bzw. verlängerbaren Stopfens, und zwar abwechselnd in jeden Kanal, überprüft werden, während die Ölströmung aus dem jeweils anderen Kanal des Paares überprüft wird.

Dadurch, daß die Kanäle im Körper mit dem gleichen Querschnitt wie dem der Bohrung der Kanalstopfen hergestellt werden, kann das Verbindungsstück nach der Erfindung so konstruiert werden, daß es nur eine sehr geringe Erhöhung des Strömungswiderstandes für das Strömungsmittel durch die Leiter hindurch bietet.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausfuhrungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind«

Patentansprüche

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Claims

71 025 Kü/Sohm 2. März 1971

O Patentansprüche

erfahren zur Herstellung eines Verbindungsstückes zwischen zwei Hohlkernleitern, bei dem ein Metall zwischen die auf Abstand angeordneten Schnittenden der beiden Leiter eingeführt wird, um einen Metallkörper zu bilden, der an den Schnittenden haftet und den Raum zwischen diesen füllt, dadurch gekennzeichnet, daß während oder nach der Bildung des Körpers (3) zumindest ein Paar von geraden Kanälen (8,9) innerhalb des Körpers (3) gebildet wird, wobei sich der eine Kanal (8) des oder jedes Paares vom zentralen Kanal (6) des einen Leiters (1) nach außen in einem spitzen Winkel zur gemeinsamen Achse der leiter (1,2) erstreckt, um sich mit dem anderen Kanal (9) des Paares zu verbinden, welcher sich nach außen vom zentralen Kanal (7) des anderen Leiters (2) im spitzen Winkel zur vorgenannten Achse erstreckt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Ausnehmung in der Oberfläche des Metallkörpers (3) gebildet wird und daß die Kanäle (8,9) von zumindest dem einen Paar sich vom zentralen Kanal (6 oder 7) der jeweiligen Leiter (1,2) nach außen in einem spitzen Winkel zur gemeinsamen Achse der leiter (1,2) erstrecken, um sich mit der Ausnehmung zu verbinden.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (8,9) nach dem Formen des Körpers (3) durch Einbohren von der äußeren Oberfläche desselben in entsprechenden Winkeln gebildet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (8,9) des oder jedes Paares sich innerhalb des Metallkörpers (3) schneiden bzw. kreuzen.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (8,9) des oder jedes Paares sich an oder nahe der Oberfläche des Körpers (3) schneiden bzw. kreuzen*
6. Verfahren nach Anspruch 2_t dadurch gekennzeichnet,

daß die Kanäle (8,9) während des Formens des Körpers (3) durch herausnehmbare Kerne gebildet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne, die zur Bildung der Kanäle (8,9) verwendet werden, in dünne Rohre aus einem Metall eingeschlossen werden, an welchem das Metall des Körpers (3) haftet, und daß die dünnen Metallrohre an Ort und Stelle belassen werden, um Auskleidungen für die Kanäle (8,9) zu bilden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet, durch den vorherigen Verfahrensschritt des Schließens der Leiterkanäle (6,7) mittels Kanalstopfen (4,5), um ein Strömen von Öl vor und während des Formens des Metallkörpers (3) zu verhindern.

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9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vorhergehenden Verfahrensschritt die Leiterkanäle (6,7) mittels Kanalstopfen (4,5) geschlossen werden, die je mit einer Mittelbohrung versehen werden, welche am Ende des Stopfens (4 oder 5) in der Nähe des Schnittendes des Leiters (1 oder 2) geschlossen wird, und daß jeder der Kanäle (8,9) nicht nur durch den Körper (3), sondern auch durch das geschlossene Ende der jeweiligen Kanalstopfen (4,5) gebohrt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper (3) durch ein MIG-Schweißverfahren (Metall/Inertgas-Schweißung) gebildet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bohrer mit einer hohlen Mitte zur Herstellung der Kanäle verwendet wird.
12. Verbindungsstück zwischen zwei Hohlkernleitern, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 und mit einem Metallkörper, der an den sich gegenüberliegenden Schnittenden der beiden Leiter haftet und einen Raum zwischen diesen füllt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Paar von geraden Kanälen (8,9) innerhalb des Körpers (3) vorgesehen ist, wobei der eine Kanal (8) des oder jedes Paares sich von dem zentralen Kanal (6) des einen Leiters (1) nach außen hin in einem spitzen Winkel zur gemeinsamen Achse der Leiter (1,2) erstreckt, um sich mit dem anderen Kanal (9) des Paares zu verbinden, welcher sich nach außen von dem zentralen Kanal (7) des anderen Leiters (2) in einem spitzen Winkel zur genannten Achse erstreckt.

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13. Verbindungsstück nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Kanal (8) den anderen Kanal (9) innerhalb des Ketallkörpers (3) schneidet bzw, kreuzt.
14« Verbindungsstück nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kanäle (8,9) zwischen der Stelle (14), wo diese sich schneiden, und der Oberfläche des Metallkörpers (3) geschlossen ist.
15. Verbindungsstück nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kanäle (ό,9) an oder nahe der Oberfläche des Hetallkörpers (3) treffen.
16. Verbindungsstück nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kanäle (8,9) in eine gemeinsame Ausnehmung in der Oberfläche des Körpers (3) mündet.
17. Elektrische Kabelverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest ein Verbindungsstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16 enthält.

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