DE2651702A1

DE2651702A1 - Kabeldurchfuehrung mit einer hermetisch abgeschlossenen baueinheit

Info

Publication number: DE2651702A1
Application number: DE19762651702
Authority: DE
Inventors: David Roger Evans
Original assignee: Sealectro Corp
Current assignee: Sealectro Corp
Priority date: 1975-11-14
Filing date: 1976-11-12
Publication date: 1977-05-18
Also published as: JPS5279289A; CA1075786A; FR2331870A1; US4062612A; GB1537475A

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. RICHARD GLAWE, MÖNCHEN DIPL-ING. KLAUS DELFS, HAMBURG DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL, MÖNCHEN DIPL.-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHL, HAMBURG

8 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (089) 22 65 48 TELEX 52 25 05

MÜNCHEN

A 67

2 HAMBURG13 POSTFACH 2570 ROTHENBAUM-CHAUSSEE 58 TEL. (040)41020 08 TELEX 21 29 21

SEALECTR0 LIMITED
Portsmouth, Hampshire, P06 1TB, England

Kabeldurchführung
mit einer hermetisch abgeschlossenen Baueinheit

Die Erfindung betrifft eine Kabeldurchführung und elektrische Verbindungsteile, in die solche Kabeldurchführungen eingebaut sind.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Kabeldurchführung mit einem Bauteil, das aus einer leitenden Manschette, einem sich innerhalb der Manschette längs erstreckenden Leiter und einem dielektrischen Körper um den Leiter herum besteht.

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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Zusammenbau einer solchen Kabeldurchführung.

Die Figuren 1a und 1b zeigen jeweils einen Schnitt durch eine Kabeldurchführung, in Quer- und Längsrichtung, die die G-rundmerkmale in einer besonderen Form aufweist, nämlich die einer koaxialen Kabeldurchführung mit einer kreisförmigen zylindrischen Manschette 1 und einem sich innerhalb der Manschette axial erstreckenden Leiter 3, der mittels eines dielektrischen Körpers 2 mit ringförmigem Querschnitt festgelegt ist. Der Leiter 5> wie es im Längsschnitt nach Fig. 1b dargestellt ist, kann sich über die beiden Enden des dielektrischen Körpers 2 hinaus erstrecken, um eine Verbindung mit einem entsprechenden komplementären Verbindungsteil zu ermöglichen.

Fig. 1c zeigt im Längsquerschnitt ein Verbindungsteil des Koaxialtyps, dessen Leiter 3 innerhalb des dielektrischen Körpers 2 und dieser wiederum innerhalb der Manschette 1 hermetisch abgeschlossen ist. Das so gebildete abgedichtete Bauteil 4, das im nachfolgenden allgemein als hermetisch abgeschlossene Baueinheit bezeichnet wird, ist als Hülsendichtung (thimble seal) bekannt. Eine derartig hermetisch abgeschlossene Baueinheit kann verschiedene Formen annehmen, wobei jedoch der Hauptzweck jeweils darin besteht, G-leich-, Wechsel- oder andere periodische Spannungen oder Ströme zwi-

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sehen zwei Übertragungs- oder anderen elektrischen Yorrichtungen zu übertragen, die durch eine Trennwand getrennt sein können oder auch nicht.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von hermetisch abgeschlossenen Kabeldurchführungen, bei denen eine getrennte hermetisch abgeschlossene Baueinheit 4 (Mg. 2) selbst in einen Körper 5 luftdicht eingebaut wird, weisen den lachteil auf, daß die für den luftdichten Einbau der hermetisch abgeschlossenen Baueinheit 4 in den Körper 5 verwendeten Mittel zum Weich- oder Hartlöten, wobei das zusätzliche Material mit 6 gekennzeichnet ist, die Herstellung schwierig und uneffizient machen und im] dielektrischen Körper unerwünschte innere Spannungen erzeugen können, die sich infolge der dabei verwendeten hohen Temperaturen ergeben.,

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese lachteile zu vermeiden.

Eine Kabeldurchführung mit einem Kabeldurchführungsgehäuse und einer darin hermetisch abgeschlossenen Baueinheit, die eine leitende Manschette und einen darin angeordneten dielektrischen Körper aufweist, der einen sich längs der Manschette erstreckenden Leiter trägt, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die hermetisch abgeschlossene Baueinheit luftdicht i_:n das Kabeldurchführungsgehäuse mittels

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eines Flansches einbaubar ist, der von der Manschette aus nach außen vorspringt und an einer inneren Fläche des Kabelführungsgehäuses verformt wird.

Weiterhin sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kabeldurchführung vor, das die folgenden Verfahrensschritte aufweisti Anordnen einer aus einer leitenden Manschette und einem darin angeordneten dielektrischen Körper, der einen sich längs der Manschette erstreckenden Leiter trägt, bestehenden, hermetisch abgeschlossenen Baueinheit und hermetisches Abschließen des Verbindungsteiles innerhalb des Verbindungskörpers durch Verformen eines von der Manschette nach außen vorspringenden Flansches gegen eine innere Fläche des Kabeldurchführungsgehäuses.

Vorzugsweise wird die Verformung des Flansches durch eine leilscherung, d.h. durch ein teilweises Aufbringen von Scherkräften, seines Außenkantenbereiches gegen die Kante einer Stufe bewirkt, die an der Innenfläche des Kabeldurchführungsgehäuses vorgesehen ist. Der Flansch kann einstückig mit der leitenden Manschette der hermetisch abgeschlossenen Baueinheit ausgebildet sein, wobei die Teilscherung dadurch bewirkt wird, daß der Rand des Flansches zwischen der Stufe und einem abgestuften Abschnitt eines innerhalb des Kabeldurchführungsgehäuses bewegbaren Abdichtteiles eingeschlossen und das Abdichtteil in das Kabeldurchführungsgehäuse hineingepreßt wird.

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Alternativ dazu kann der Flansch einen getrennt deformierbaren Scherring darstellen, wobei die T eil scherung dadurch bewirkt wird, daß dieser Ring zwischen der Stufe und einem abgestuften Abschnitt an der Außenfläche der Manschette der Baueinheit eingeschlossen wird und die Baueinheit in das Kabeldurchführungsgehäuse eingepreßt wird. Dies kann auch mit Hilfe eines innerhalb des Kabeldurchführungsgehäuses bewegbaren Druckteiles erfolgen. Das Kabeldurchführungsgehäuse kann ein Rohr aufweisen, in dem die hermetisch abgeschlossene Baueinheit angeordnet ist. Das Abdichtungs- oder das Druckteil kann dabei eine Montagebuchse aufweisen, die um die Baueinheit herum innerhalb des Rohres angeordnet ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Bs zeigen:

Fig. 3a, 4a, 5a und 6a Teilquerschnitte, in Längsrichtung, der erfindungsgemäßen Kabeldurchführungen und

Pig. 3b, 4b, 5b und 6b Teilquerschnitte, in Längsrichtung, jeweils von einem Teil der in den entsprechenden Fig. 3a bis 6a verwendeten Bauteile, wobei die verschiedenen Arten der hermetischen Abdichtungen dargestellt sind, die erfindungsgemäß bewirkt werden können.

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Eine in Fig. 3a dargestellte hermetisch abgeschlossene

Hülsen- oder

Baueinheit 4 weist die G-rundmerkmale einer/ Kabeischuhabdichtung nach Fig. 1c auf, wobei die äußere leitende Manschette einen zylindrischen !Teil 7 und an ihrem einen Ende einen damit einstückig ausgebildeten, nach außen vorspringenden ringförmigen Flansch 8 aufweist und der Leiter 3 sich koaxial innerhalb des zylindrischen Abschnitts 7 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform besteht die Manschette aus einem geeignet dehnbaren oder plastisch verformbaren Metall, z.B. Kupfer.

Die hermetisch abgeschlossene Baueinheit 4 wird in ein Kabeldurchführungsgehäuse eingebaut, das in dieser Ausführungsform ein leitendes Rohr 9, an dessen Innenfläche eine ringförmige Stufe 10 mit einer Kante 11 ausgebildet ist und dessen einen größeren Durchmesser aufweisender Teil 12 durch die Stufe vom einen kleineren Durchmesser aufweisenden Teil des Rohres 9 getrennt wird, und ein Abdichtungsteil in der Form einer Einbau- oder Montagebuchse 14 aufweist, die innerhalb des einen größeren Durchmesser aufweisenden Teiles 12 des Rohres 9 axial verschiebbar ist und an ihrem inneren Ende einen abgestuften Abschnitt 15 aufweist, der mit der ringförmigen Stufe 10 in der nachfolgend beschriebenen Weise zusammenwirkt. Die Innenabmessungen der Einbaubuchse 14 sind so gestaltet, daß sie die hermetisch abgeschlossene Baueinheit aufnehmen können, während der Außendurchmesser des Flansches etwas größer ist als der Innendurchmesser des den kleineren

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Durchmesser aufweisenden Teils 13 des Rohres 9. Beim Zusammenbau der Kabeldurchführung wird die hermetisch abgeschlossene Baueinheit in den den größeren Durchmesser aufweisenden Teil 12 des Rohres 9 in Richtung des Pfeiles B eingeführt, bis die Außenkante des Flansches 8 gegen die Stufe 10 trifft, wie es in Pig. 3a dargestellt ist. Die Montagebuchse 14 wird dann in das Rohr 9 in Richtung des Pfeiles B hineingedrückt. Dabei wird der äußere Teil des Flansches 8 zwischen der Stufe 10 und dem abgestuften Abschnitt 15 eingeschlossen, gegen die Kante 11 gedrückt und dadurch um die Linie A-A, wie es in Fig. 3b dargestellt ist, teilweise geschert. Diese Scherung bildet eine hermetische Abdichtung oder eine Scherdichtung zwischen dem Flansch 8 und dem Rohr 9 aus. Dadurch wird beim Zusammenbau der hermetisch abgeschlossenen Baueinheit 4 und des Kabeldurchführungsgehäuses eine hermetisch abgeschlossene Kabeldurchführung gebildet.

Bei der in den Fig. 4a und 4b dargestellten Ausführungsform ist der Flansch 8 ebenfalls einstückig mit der Außenmanschette der hermetisch abgeschlossenen Baueinheit 4 ausgebildet. Dabei springt der Flansch 8 jedoch nicht vom Ende des zylindrischen Abschnittes 7, sondern von einem mittleren Punkt der Manschette aus vor, so daß bei der zusammengebauten Kabeldurchführung ein Teil 16 der Manschette sich innerhalb des Teils 13 des Rohres 9 erstreckt.

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Bei den in den Fig. 5a, 5"b, 6a und 6b dargestellten Ausführungsformen stellt der Hansen einen Scherring 17 aus deformierbarem Material, wie etwa PTPE (Polytetrafluorethylen), dar und umgibt die Baueinheit. Auch hier ist eine ringförmige Stufe 10 an der Innenfläche des das Kabeldurchführungsgehäuse darstellenden Rohres 9 ausgebildet, wobei hier jedoch die Außenmanschette der hermetisch abgeschlossenen Baueinheit einstückig mit einem ringförmigen abgestuften Abschnitt 19 ausgebildet ist, der eine Scherkante 20 darstellt. Beim Zusammenbau der Kabeldurchführung wird der Scherring 17 zwischen der Stufe 10 und dem abgestuften Abschnitt 19 eingeschlossen und die hermetisch abgeschlossene Baueinheit in Richtung des Pfeiles B in das Kabeldurchführungsgehäuse eingepreßt, um den Scherring zwischen den Kanten 11 und 20 um die linie A-A herum teilweise zu scheren, wie es in den fig. 5"b und 6b dargestellt ist, und die erwünschte hermetische Abdichtung zu bewirken.

Die Scherkräfte F können auf die hermetisch abgeschlossene Baueinheit selbst ausgeübt werden, wie es in den Fig. 5a und 5b dargestellt ist, wenn diese ausreichend stark ist, um den in Längsrichtung wirkenden Druckkräften ohne Beschädigung standhalten zu können. Alternativ dazu können, wie es in den Fig. 6a und 6b dargestellt ist, die Scherkräfte F mittels einer Montagebuchse 14 ausgeübt werden, die ein den zylindrischen Seil 7 der Manschette 1 einschließendes Druckteil bildet und gegen eine Scherwulst 21 stößt, die einstückig an der

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Manschette 1 der hermetisch abgeschlossenen Baueinheit ausgebildet ist und nach außen vorspringt. Weiterhin ist die Scherkante 20 vorgesehen.

Die oben beschriebenen Verfahren zum Zusammenbau liefern somit eine einfachere und wirksamere Technik zum Herstellen einer hermetisch abgeschlossenen Kabeldurchführung als die
bekannten Verfahren, bei denen die Hart- oder Weichlötung angewendet wird.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kabeldurchführung können in jede einer großen Vielfalt von Verbindungsanordnungen, wie etwa in ein Koaxialverbindungsteil oder ein Koaxialstecker, eingebaut werden.

Die bei den oben beschriebenen Ausführungsformen verwendete hermetisch abgeschlossene Baueinheit kann selbst durch eine nach einer ähnlichen Technik hergestellten Kabeldurchführung gebildet werden.

Obwohl das für die hermetische Abdichtung von dielektrischem Körper 2, Leiter 3 und Manschette 1 verwendete Verfahren nicht Gegenstand der Erfindung ist, sollte erwähnt werden, daß dieses Verfahren in der britischen Patentanmeldung Nr. 47070/75 beschrieben ist. Dieses Verfahren betrifft die physikalische Verformung von nach außen und/oder innen vor-

x) einer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit
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springenden Teilen eines auf dem dielektrischen Körper vorgesehenen Flansches entsprechend gegen die Manschette und/oder den Leiterο

Alternativ dazu kann die hermetische Abdichtung durch Schmelzschweißung durchgeführt werden und das Material des dielektrischen Körpers kann aus geschäumtem Glas oder keramischem Material sein, wie es in einer weiteren, gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit Priorität der britischen Patentanmeldung Nr₀ 47104/75 beschrieben ist.

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Claims

Patentansprüche

1.y Kabeldurchführung mit einem Kabeldurchführungsgehäuse und einer darin hermetisch abgeschlossenen Baueinheit, die eine leitende Manschette und einen darin angeordneten dielektrischen Körper aufweist, der einen sich längs der Manschette erstreckenden Leiter tragt, dadurch gekennzeichnet , daß die hermetisch abgeschlossene Baueinheit (4) luftdicht in das Kabeldurchführungsgehäuse (9) mittels eines Flansches (8) einbaubar ist, der von der Manschette (7) aus nach außen vorspringt und der an einer inneren Fläche (10) des Kabeldurchführungsgehäuses verformt wird.

2. Kabeldurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verformung des Flansches (ö) eine Teilscherung des Flansches (8) gegen eine Kante (11), die an einer ringförmigen Stufe (10) an der Innenseite des Kabeldurchführungsgehäuses ausgebildet ist, beinhaltet.

3. Kabeldurchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Flansch (8) einstückig mit der leitenden Manschette (7) der hermetisch abgeschlossenen Baueinheit (4) ausgebildet ist.

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0BK3KNAL. INSPECTED

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4· Kabeldurchführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilscherung des Flansches (8) zwischen der ringförmigen Stufe (10) und einem komplementär abgestuften Abschnitt (15) eines innerhalb des Kabeldurchführungsgehäuses (9) angeordneten Abdichtteiles (14) erfolgt.

5. Kabeldurchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Flansch (8) einen Scherring (17) um die hermetisch abgeschlossene Baueinheit (4) herum aufweist.

6. Kabeldurchführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilscherung des Scherringes (17) zwischen der ringförmigen L-tufe (10) und einem komplementär abgestuften Abschnitt (19) auf der Außenfläche der leitenden Manschette (7) der hermetisch abgeschlossenen Baueinheit (4) erfolgt.

7. Kabeldurchführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Abdichtteil eine um einen Teil der Manschette (7) herum angeordnete Buchse (14) aufweist und daß an seinem einen Ende ein komplementär abgestufter Abschnitt (15) ausgebildet ist.

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8. Kabeldurchführung nach Anspruch 7» dadurch g e -

k e η η ζ eiehnet , daß der Plansch (8) am einen Ende der Manschette (7) vorspringt.

9. Kabeldurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Flansch (8) an einem mittleren Abschnitt der Manschette (7) vorspringt.

10. Kabeldurchführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Manschette (7) einstückig mit einer Scherwulst (21), die den komplementär abgestuften Abschnitt (15) aufweist, ausgebildet ist.

11. Kabeldurchführung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein Druckteil in der Form einer um einen Teil der Manschette (7) herum angeordneten Buchse (14) aufweist, die gegen die Scherwulst (21) stößt.

12. Kabeldurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennz eichne t , daß die hermetisch abgeschlossene Baueinheit (4) selbst eine Kabeldurchführung nach einem der obigen Ansprüche 1 bis 11 aufweist, wobei ihr Kabeldurchführungsgehäuse die leitende Manschette bildet.

1.3· Verfahren zur Herstellung einer Kabeldurchführung, dadurch ge ken η ze ichnet , daß es die folgenden

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Verfahrensschritte aufweist:

Anordnen einer aus einer leitenden Manschette und einem darin angeordneten dielektrischen Körper, der einen sich längs der Manschette erstreckenden Leiter trägt, bestehenden, hermetisch abgeschlossenen Baueinheit und

hermetisches Abschließen des Yerbindungsteiles innerhalb des Terbindungskörpers durch Verformen eines von der Manschette nach außen vorspringenden Flansches gegen eine innere Fläche des Kabeldurchführungsgehäuses.

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