DE2110106B2 - Verfahren zur herstellung einer geschweissten verbindung zwischen elektrischen starkstromkabelleitern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen von Verbindungen zwischen mit einem zentralen Kanal ausgestatteten elektrischen Starkstromkabelleitern.

Verseilte Starkstromkabelleiter ohne solche Kanäle können leicht durch Schweißen verbunden werden, beispielsweise entsprechend der deutschen Patentanmeldung P 19 18 167.0, und zwar ohne Verwendung von kostspielig bearbeiteten Teilen, um eine Verbindung herzustellen, die einen Querschnitt aufweist, welcher nur ein wenig größer als der Querschnitt der durch sie verbundenen Leiter ist. und mit einer elektrischen Leitfähigkeit, die nur wenig geringer als die Leitfähigkeit der durch sie verbundenen Leiter ist.

Wenn ein zentraler ölkanal vorhanden ist. ist e-> notwendig, diesen zu schließen, um Strömungsmittel von der Verbindungszone während des Schweißen·- fernzuhalten. und normalerweise ist es notwendig, eine ölströmung zwischen den Kanälen der beiden Leiter in der fertiggestellten Verbindungsstelle herzustellen.

Der frühere Vorschlag der Anmelderin in der deutschen Patentanmeldung P 19 18 168.1 stellt eine praktische Lösung dieser Schwierigkeit dar. wobei ein Paar von Kanalstopfen (Dorne) veiwendet wird, von denen jeder an seinem freiliegenden Ende geschlossen, aber am anderen Ende hohl ist. und der mit zumindest einer Bohrung ausgestattet ist. die einen Teil eines Strömungskanals bildet, welcher die Leiterkanäle in der kompletten Verbindungsstelle untereinander verbindet. Insbesondere werden nach dem genannten Vorschlag die Bohrungen in den Kanalstopfen durch vergrößerte Spalte zwischen den Drähten des Leiters verbunden, die durch Köpfe an den Dornen und eine entsprechend geformte Hülse (Verbindungsbuchse) gebildet werden. Diese Technik erfordert daher drei komplizierte maschinell bearbeitete Teile und erzeugt unvermeidlich eine wesentliche Vergrößerung des Querschnitts im Verbindungsbereich.

In den deutschen Patentschriften 857 090 und 877 329 ist ein ähnliches Verfahren beschrieben, bei welchem die Dorne aus den geschnittenen Leiterenden vorragen und nur in entsprechenden Endteilen völlig außerhalb der Kabelleiter geschlossen werden. Dadurch wird die Notwendigkeit vermieden, daß der ölkanal zwischen den Drähten des Kabellciters verläuft, aber es wird die Anwendung von drei Schweißungen an jeder Verbindungsstelle erforderlich, wodurch die Kosten erhöht werden und Leitfähigkeit vermindert wird.

Die deutsche Patentschrift 907 072 beschreibt ein Verfahren, bei dem Volldorne verwendet werden, wobei ein Loch durch die Wand des rohrförmigen Leiters über das Ende des Doms hinaus eingebohrt wird. Dies ist offensichtlich unzufriedenstellend, weil dadurch bestimmte Drähte als Stromträger über eine

beachtliche Strecke im Verbindungsbereich hinwen unwirksam gemacht wurden und weil die gebohrte öffnung im Vergleich zum Querschnitt de>~ Kanals sehr ens sein müßte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei welchem nur sehr einfache _und nicht kostspielige vorgeformte Teile bcnöti-i werden und welcnes die Möglichkeit bietet, den Querschnitt der Verbindungsstelle gegebenenfalls oleich dem der zu verbindenden Leiter zu belassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung an«; von einem Verfahren zur Herstellung cmer geschweißten Verbindung zwischen zwei Siark-'rom-Kabelleitern mit zentralen Kanälen, durch welche ein Strömunssmittel fließt, wobei in die l.eiterkanäle je _ejn K.'.nalstopfen eingesetzt wird, der zur Bildung eine- zentralen Strömungskanals vom eingesetzten End. ';er in axialer Richtung teilwe^;-e Ou":;'. Kihn und . '' --einem freiliegenden Ende ma--;\ ;.·. _MHiap,n ein \.fragliches, elektrisch leitend-.-- Me:..!! durch Sch"-.'i.'en zwischen die bear>!andew-- ^c·.'"--'.-. ends.¹-, der gleichachsig ausgerichteten t -ei: /,,- Vji:- durl·' eines Metallkörpers eingchra.-'u v. ■-■:.. d. mit den v'\nittenden der Leiter und den rru—a_Ci-, > n,j_CI1 der r -.nalstopfen verbunden ist. wobei ■.·;■;: ij-vvvniai-'' 'i-.r Fluß des Strömungsmittel-- u>:i d·:"·: ei.".-.Ti" in der. -deren Strömungskanal dadurch ■ :r. <'·■:!:> h* wii ι daß zumindest ein Paar von gerade^ Kan^:.)l.-n zur.v.-.iest teilweise nach dem Schweißen ,risj-jhüdet %-ini. wobei sich je ein Kanal des Paare- -.,-ni Strömu:'--kanal eines der Kanalstopfen dur.h C:ti πι.ι-μ-ver ; eil desselben und durch den e^:;ii:e'->; aminen Metal!- --rper hindurch erstreckt und /-.ir gemeinsamen Acii-'.- der Leiter in einem spit/en Winkel derart eeneij-- ^:>ΐ. daß sich die Kanüle miteinander verbinden n.-.N oder jedes Paar von Kanälen im Metallkörper wird \orzugsweise durch Einbohren \on der AuLVnoK-rfläche des Metallkörpers in einem entsprechenden Winkel, und zwar nacheinander in Richtung auf jede:i der Stopfenkanäle, in solcher Weise gebildet, dal.', die auf diese Weise hergestellten beiden Bohrun- £.':i im Körper sich innerhalb desselben schneiden r 'er sich auf oder in dir Nähe der Oberfläche des körpers treffen oder in eine Aussparung in der Oberflache des Körpers einmünden, doch können auch andere Verfahren zur Herstellung der Kanäle angewandt werden.

Hin solches Alternativverfahren besteht darin, die Kanäle mittels herausnehmbarer Gießkerne 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-Seh.wißung) hergestellt wird, auf welches in den oben genannten Patentanmeldungen Bezug genommen wird, beispielsweise durch Gießen von geschmolzenem Metall in den Hohlraum oder durch ein exothermischcs Pulververfahren. Die Konstruktion der Kerne wird vereinfacht, wenn die Kanäle die Oberfläche des Metallkcrpers 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, wenn die Kerne herausgenommen werden, um Auskleidungen für die Kanäle zu bilden. Welches Verfahren auch immer zur Bildung der Kanäle verwendet wird, die Leiterkanäle werden durch Kanalstopfen vor der Bilduna der Ve-bindungsstelle verschlossen, um ein Ausströmen von Öl aus den Kanälen vor und während des Verbindungs-Vorganges 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 Leiterkanäleri in die im Metallkörper gebildeten Kanäle zu fließen. '5 Hierzu sind die Kanalstopfen jeweils mit einer zentralen Bohrung versehen, die an demjenigen Ende des Stopfens verschlossen ist, welches dem Schnittende des Leiters benachbart ist. Die zentrale Bohrung erstreckt sich ab- genügend weit durch den Siopfen hindurch, damii s>e mit einem spitzwinkligen Kanal, der --ich durch den Metallkörper hindurch erstreckt, verbunden werden kann.

Wenn auch in den meisten Fällen nur ein Paar \on 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 Radialebene liegt und emen anderen Abstand \on jedem anderen Paar aufweist.

Auslührungsbeispiele nach der Erfindung werden nunmehr an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte komplette Leiter-Verbindung, wan rend die

Fig. 2 und ? Herstellungsstufen bei zwei Verfahren nach der Erfindung wiedergeben.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine komplette Verbindung zwischen zwei Hohlleitern 1 und 4T 2. von denen jeder in einem entsprechenden Winkel abgeschnitten wird, um einen Hohlraum zwischen deren Schnittenden zu bilden, in welchem ein Metallkörper 3. beispielsweise durch MIG-Teehnik (Mctall-Inertgas-Schwcißung) gemäß den vorerwähnten Patentanmeldungen gebildet wird. Vor dem Verbindungsvorgang werden Stopfen 4 und 5 in die Leiterkanäie eingetrieben, wobei die Stopien eine leichte i bergröße aufweisen, um eine gewisse Trennung der Leiterelcmcnte hervorzubringen und ;>uf diese Weise das Abziehen von öl aus den Leiterkanälen während des Verbindungsvorganges zu erleichtern. Jeder der Stopfe" 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 «eichen der Stopfen eingeführt ist.

Aus der Zeichnung geht hervor, daß. nachdem der Körper 3 durch Nacharbciien der äußeren Form der Leiter 1 und 2 angepaßt worden ist. zwei Kanäle und 9 ^;n 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 65 beiden Kanäle 8 und 9 in oder nahe der Umfangsfläche des Körpers 3 treffen.

Nachdem die Kanäle 8 und 9 eingebohrt worden sind, wird die Leiterabschirmung über den Körper

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.

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

Ein Alternaüwerfahren, welches das Bohren ermöglicht, bevor der Körper 3 abgedreht wird, ist in F i g. 3 dargestellt. Bei diesem Verfahren wird eine Gießschablone 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 Kupferkörper der Gießschablone vorgesehen, die als Wärmefang oder Kühleinrichtung dient. Wenn dieses Verfahren angewandt wird, ist es notwendig, vor- so übergehend die Kanäle im Körper 3 während des Abdrehens zu verstopfen, um die Ansammlung von Spänen in den Kanälen während des Abdrehens zu vermeiden.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei dem in Fig. 3 «5 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 sieh über di? Schnitt- bzw. Kit»- 3»> zungsstelle 14 hinaus erstrecken, permanent, beispielsweise mittels selbstschneidender Schrauben, geschlossen werden, die ihrerseits durch Spanabhebung bis auf das Profil der Verbindungsstück-Oberfläche bearbeitet werden können.

Bei einem weiteren Alternaüwerfahren, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird eine Gießschablone ähnlich der in F i g. 3 dargestellten verwendet, aber ohne Stahleinsätze 12 und 13, und eine Bohrschablone wird in den oberen Teil des Hohlraums der Gießschablonc eingesetzt, nachdem der Gießkörper 3 gebildet worden ist.

Es kann erwünscht sein, vor dem Bohren eines Kanals in einem spitzen Winkel zur Leitcrachse ein untiefes Startloch senkrecht zur Leiteroberfläche 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 Radialebene angeordnet sein, und es können, wie bereits 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 Vertikalebene 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 Mitte zu verwenden, der es ermöglicht, 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.

Eine freie ölströmung aus den Kanälen kann durch vorübergehendes Einsetzen eines ausdehnbaren Ktw verjangprbafpn Stopfefis, 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 die Verbindung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren so konstruiert werden, daß sie nur eine sehr geringe Erhöhung des Strömungswiderstandes für das Strömungsmittel durch die Leiter hindurch bietet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung einer geschweißten Verbindung zwischen zwei Starkstrom-Kabelleitern mit zentralen Kanälen, durch welche ein Strömungsmittel fließt, wobei in die Leiterkanäle je ein Kanalstopfen eingesetzt wird, der zur Bildung eines zentralen Strömungskanals vom eingesetzten Ende her in axialer Richtung teilweise durchbohrt und an seinem freiliegenden Ende massiv ist. sodann ein verträgliches, elektrisch leitendes Metall durch Schweißen zwischen d<e beabstandeten Schnittenden der gleichachsig aus gerichteten Leiter zur Bildung eines MetaHkörpers eingebracht wird, der mit den Schnittenden der Leiter und den massiven Enden der Kanalstopfe" verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Fluß des Strömungsmittels von dem einen in den anderen Strömungskan^! dadurch ermöglicht wird, indem zumindest ein Paar von geraden Kanälen (8.9) imindest teilweise nach dem Schweißen ausgebildet wird, wobei sich je ein Kanal des Paares vom Strömungskanal (6 oder 7) eines der Kanalstopfen (4 oder 5) durch den massiven Teil desselben und durch den eingebrachten Metallkörper (3) hindurch erstreckt und zur gemeinsamen Achse der Leiter (1.2) in Einern spitzen Winkel derart geneigt ist. daß sich die Kanäle (8. 9) miteinander verbinden.

   2. Verfahren nach Anspruch!, daduidi gekennzeichnet, daß zumiⁿ lest 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 Sperrstopfen (4 oder 5) nach außen in einem spitzen Winkel zur gemeinsamen Achse der Leiter (1.2) erstrecken, um sich mit der Ausnehmung zu verbinden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (8, 9) nach dem Formen des Körpers (3) durch Einbohren vor. 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 Metallkörper (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. dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Metallkörper (3) verlaufenden Teil-Kanäle (8, 9) während de* Formens des Körpers (3) durch herausnehmbare Kerne gebildet werden.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne, die zur Bildung der Teil-Kanäle (8, 9) im Metallkörper (3) verwendet werden, in dünne Rohre aus einem Metall eingeschlossen werden, an welchem das Metall des Körpers (3) haftet, und daß die dünnen Mciailrohre an Ort und Stelle belassen werden, um Au Kleidungen für die Kanäle (8,9) zu bilden.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper

   (3) durch ein MIG-Schweißverfahren (Metall-Inertgas-Schweißung) gebildet wird.

   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß ein Bohrer mit einer hohlen Mitte zur Herstellung der Kanäle (8, 9) verwendet wird.