DE3206699A1

DE3206699A1 - Anordnung zur koaxialen verbindung zweier leiter und ein verfahren zur herstellung einer solchen verbindung

Info

Publication number: DE3206699A1
Application number: DE19823206699
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Ing.(grad.) 4050 Mönchengladbach Holland
Original assignee: AEG Telefunken Kabelwerke AG
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1982-02-25
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1983-09-08
Also published as: EP0087605A1; DE3206699C2; DE3364575D1; EP0087605B1

Description

AEG-TELEPUNKEN Kabelwerke Aktiengesellschaft,Rheydt Bonnenbroicher Str. 2-14

4050 Mönchengladbach 2

Wo/Sehr MG 81/12

15. Februar 1982

Anordnung zur koaxialen Verbindung zweier Leiter und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gegenstand der Gattung des Anspruches 1.

Zur Herstellung von Kabeln großer Längen werden mehrere fabrikationsmäßig hergestellte, geringere Längen durch geeignete Verbindungen miteinander vereinigt. Eine Verbindungsart der Leiter solcher Kabel sind sogenannte Preßverbindungen, wo die Leiterenden durch eine oder mehrere äußere Preßhülsen bzw. -ringe miteinander verbunden werden. An solche Verbindungseinrichtungen werden hohe elektrische und mechanische Anforderungen gestellt, sowohl was die elektrische Kontaktierung der Leiterenden als auch die mechanische Belastbarkeit betrifft.

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In einer nach DE-AS 10 40 100 bekannten Verbindungsart wird eine solche Preßverbindung für elektrische Starkstromkabel beschrieben. Dort werden die Leiterenden zweier zu verbindender Kabellängen durch mehrere Preßhülsen bzw. -ringe aus Kupfer miteinander verbunden. Vor Herstellung der Verbindung werden die Leiterenden in axialer Richtung so -zubereitet, daß sie nach Herstellung der Verbindung in dem Bereich, wo die Preßhülsen bzw. -ringe aufgebracht werden, übereinander zu liegen kommen. Nach Aufbringen der Preßhülsen bzw. -ringe werden sie dann miteinander verschachtelt. Die Preßhülsen bzw. -ringe werden in einem solchen Abstand voneinander aufgepreßt, daß die Stoßstellen der verschiedenen Leiterdrähte auf die Hülsen gleichmäßig verteilt sind.

Zur Erzielung einer möglichst geometrischen Homogenität der Verbindungsstelle können die Preßhülsen bzw. -ringe soweit zusammengepreßt werden, daß eine leitergleiche Verbindung hergestellt werden kann.

Die Verschachtelung der Leiterenden über den ganzen Bereich der Verbindungsstelle, wo die Preßhülsen bzw. -ringe zu liegen kommen, bringt aber erhebliche Nachteile mit sich. So müssen die Leiterenden zueinander passend in Längsrichtung über den ganzen Bereich der Preßhülsen bzw. -ringe aufwendig zugeschnitten werden. Die axiale Berührungslänge der zu verbindenden Leiter erstreckt sich über einen langen Bereich, um die notwendige mechanische Festigkeit herzustellen, und um eine ausreichende elektrische Kontaktierung durch hauptsächlich in Längsrichtung übereinanderliegende Leiterenden zu erzielen.

Die axiale Länge der Leiterberührungsoberfläche bestimmt aber entscheidend die Baulänge und den erforderlichen Isolations-* aufwand bei der fertiggestellten Kabelverbindung, beispielsweise bei einer Kabelmuffe.

- β - ^G 81/12

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Leiterverbindungs« anordnung herzustellen, die einfacher herstellbar ist, eine ausreichende Zugfestigkeit besitzt und eine gute elektrische Kontaktierung gewährleistet. Die axiale Berührungslänge der zu ver bindenden Leiter soll verkürzt werden, um dadurch eine verkleinerte Baulänge einer fertiggestellten Kabelverbindungsrauffe herzustellen. Darüber hinaus soll ein Verfahren geschaffen werden, um eine solche Leiterverbindungsanordnung herzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Teile des Anspruchs 1 gelöst. Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung ist in Anspruch 13 gekennzeichnet.

Die Zugfestigkeit der Verbindung wird bei der erfindungsmäßigen Lösung durch einen im Leiterinneren befestigten Zuganker hergestellt und nicht durch Reibung aufeinanderliegender Leiterenden. Eine aufwendige Bearbeitung der Leiterenden vor der Herstellung der Verbindung ist nicht mehr erforderlich. Es wird eine axial kurze Leiterberührungsfläche erreicht und es ist sogar möglich, die Leiterenden stumpf aufeinander stoßen zu lassen.

Durch einen axialen Materialfluß, der durch weitere Preßringe oder dem mittleren Teil einer durchgehenden Preßhülse erzeugt wird, wird anschließend die elektrische Kontaktierung erreicht. Da sich die Leiterenden durch den Zuganker nicht mehr in axialer Richtung auseinander bewegen können, werden die Kontaktflächen der Leiterenden beim Zusammenpressen der Preßhülsen bzw. -ringe mit erheblichem Druck gegeneinander gepreßt.

Die Kontaktierung der Leiter wird nach Beendigung des Preßvorganges über das Zusammenwirken der elastischen Dehnung des Zugankers und der elastischen Stauchung der Leiter aufrechterhalten. Es entsteht trotz einer relativ geringen Kontaktfläche eine sehr gute elektrische Verbindung beider Leiter, dadurch, daß der Füllfaktor der beiden zu verbindenden Leiter von ursprünglich 60 - 80 % auf nahezu 100 % im Verbindungsbereich

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erhöht wird und die Querschnitte der Leiter direkt stirnflächig kontaktiert werden. Eine kürzere Baulänge der Leiterverbindung und ein verminderter Isolationsaufwand durch das homogene elektrische Feld einer leitergleichen Durchverbindung ermöglicht z.B. einen stark verminderten Isolationsaufwand für eine Hochspannung sverbindungsmuf fe .

Die Erfindung ist nachstehend am Beispiel einer Verbindungsstelle zweier Milliken-Leiter näher erläutert. Ein Milliken-Leiter ist ein als Hohlleiter ausgebildeter Leiter, der aus verseilten Leiterelementen besteht und in dessen Hohlkanal eine Kühl- oder Imprägnierflüssigkeit fließt.

Fig. Λ Zeigt im Schnitt eine Verbindungsstelle zweier Milliken-Leiter vor Herstellung der Verbindung.

Fig. 2 Zeigt im Schnitt eine fertiggestellte Verbindungsstelle zweier Milliken-Leiter.

Fig. 3 Zeigt eine mögliche Variante der erfindungsgemäßen Lösung, wobei die Leiter in einem Abstand parallel und senkrecht zu ihren Achsen durch einen Zuganker verbunden sind. In dem Zwischenraum ist zur Herstellung des Stromtransports ein leitfähiges Material eingepreßt.

In Fig. 1 ist die Verbindungsstelle 5 zweier Milliken-Leiter

1 und 2 vor Herstellung der Verbindung dargestellt. Die beiden Leiterenden werden zunächst paßförmig zueinander geschnitten. Dies kann schräg, wie z.B. in Fig. 1 dargestellt ist, senkrecht oder stufenförmig geschehen. Der Zuganker 4-wird lose in den Hohlkanal 6 eines Leiters geschoben.

Auf die Leiter werden drei Preßringe 7» 8, 9 aufgeschoben, wobei der Preßring 8 über der Verbindungsstelle 3 zu liegen kommt. Mit diesem Preßring wird später die Leiterkontaktierung

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hergestellt. Anstelle eines Preßrings 8 ist es auch möglich, mehrere kurze Preßringe zu verwenden.

Mit den Preßringen 7 und 9 wird später der Zuganker befestigt.

Es erweist sich als zweckmäßig, die Wandstärke und die Material— festigkeit der Preßringe so zu wählen, daß der Füllfaktor der Leiter, der außerhalb des Verbindungsbereiches ca. 60 - 80 % ist, auf 100 % erhöht wird.

Die Preßringe 7 und 9 in Höhe der Enden des Zugankers sind vornehmlich für die Aufnahme radialer Kräfte ausgebildet, während der Preßring oder -hülse 8 über der Verbindungsstelle 3 aus einem Werkstoff mit geringerer Zug-Druckfestigkeit, jedoch guter elektrischer Leitfähigkeit, besteht.

Der Zuganker 4 ist in axialer Richtimg an seinen Enden 10 so bearbeitet, daß er dort eine kraftschlüssige Verbindung mit den Wänden des Hohlkanals eingehen kann. Dies kann z.B. durch Aufrauhung, Rillen oder ähnliches geschehen.

Der Zuganker hat eweckmäßig in seinem Mittelteil einen geringeren Durchmesser und/oder eine glattere Oberfläche als an seinen Enden. Somit wird die elastische Dehnung des Zugankers bei der Herstellung der Verbindung nicht blockiert. Seine Zugfestigkeit ist mindestens so groß, damit beim Aufpressen der mittleren Preßhülse noch eine Kontaktierung der beiden Leiterenden möglich wird.

Die beiden Leiterenden werden anschließend zusammengefügt, wobei der Zuganker in der Mitte der Verbindungsstelle zu liegen kommt. Für den Durchfluß einer Flüssigkeit im Hohlkanal zwischen beiden Leitern kann der Zuganker in axialer Sichtung rohrförmig 5 ausgelegt werden.

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In Fig. 2 ist eine fertiggestellte Verbindungsstelle zweier Milliken-Leiter 1,2 dargestellt. Die Ankerenden 10 sind zugfest durch die dort befindlichen Preßringe 7 und 9 mit den beiden Leitern im Inneren verbunden. Zweckmäßig werden diese Preßringe bis auf Leiterdurchmesser komprimiert. Im Bereich der Preßhülse 8 werden die Leiterelemente radial komprimiert und an der Verbindungsstelle 3 axial unter hohem Druck kontaktiert, wobei die elastische Dehnung des Zugankers zur Aufrechterhaltung des Kontaktdruckes beiträgt. Zweckmäßig wird auch diese Hülse bis auf den Durchmesser der Leiter außerhalb der Verbindungsstelle verpreßt.

Fig. 3 zeigt im Schnitt eine Variante der erfindungsmäßigen Lösung, wobei die Leiter 1 und 2 in einem Abstand parallel und senkrecht zu ihren Achsen durch einen Zuganker 4- verbunden sind. Der Zuganker 4- hat in seiner Mitte eine radiale Erhebung 13 » wodurch die beiden Leiterenden 11,12 auf Abstand gehalten werden . In dem Abstandsraum befindet sich ein leitfähiges Material 14 .

Der Zuganker 4 wird in Höhe seiner Enden 10 zugfest mit dem Leiterinneren beider Leiter verpreßt. Dies geschieht durch eine durchgehende Preßhülse 15» wie in Fig. 3 dargestellt.

Durch einen weiteren Preßvorgang in der Mitte der Verbindungsstelle 16 wird das leitfähige Material 14 zur Herstellung eines Leiterkontaktes verpreßt.

Die radiale Verpressung der beiden zu verbindenden Leiter ist an dieser Stelle etwas geringer als in Höhe der Ankerenden. Die elektrische Kontaktierung der Stirnflächen 11,12 beider Leiter erfolgt über die axiale Ausdehnung des leitfähigen Materials und über die Längung der Preßhülse.

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Auch diese Verbindung kann leiterdurchmessergleich gestaltet werden.

13 Patentansprüche
7 Seiten Beschreibung
2 Zeichnungen

Leerseite

Claims

AEG-TELEFUNKEN Kabelwerke Aktiengesellschaft,Rheydt Bonnenbroicher Str. 2-14

4050 Mönchengladbach 2

Wo/Sehr ■ MG 81/12

15. Februar 1982

Patentansprüche

7ΊJ Anordnung zur koaxialen Verbindung zweier Leiter (1, 2), welche mit ihren Verbindungsflächen (3) aneinanderliegen und die in ihrem Verbindungsbereich durch mindestens ein radial zum Leiterinneren hin verformtes Ringelement zur Herstellung der stromleitenden Verbindung komprimiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein axial in die Leiterenden hineinragender Zuganker (4) vorgesehen ist, der an seinen Enden radiale Erhebungen (10) aufweist, und zur Erzielung einer formschlüssigen Verbindung mit dem Werkstoff des Leiters verpreßt ist und daß die anexnanderliegenden Abschnitte der Leiter durch Verformung von Ringelementen (8, 15) herrührenden Materialfluß gegeneinander verpreßt sind.

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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leiter (1, 2) zur Aufnahme des Zugankers (4) einen Hohlkanal (5) besitzen.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Höhe der Enden des Zugankers (10) Preßringe (7, 9) befinden, mit denen die formschlüssige Verbindung von Leitermaterial und Zuganker hergestellt ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Zuganker (4) aus hochfestem Material besteht.

5* Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfestigkeit des Zugankers (4) mindesten die der unverletzten Leiterseile besitzt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker in seinem Mittelbereich einen geringeren Durchmesser als sein Endbereich (10) aufweist.

7· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (4) in seinem Mittelbereich eine glatte Oberfläche besitzt.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker rohrförmig ausgebildet ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (1, 2) in Höhe der Enden des Zugankers (10) durch Preßhülsen (7, 9) auf einen Füllfaktor von nahezu 100 % und dazwischen zu weniger als 100 % verdichtet sind.

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10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßhülse (8) über der Leiterkontaktierungsstelle (3) aus einem elektrisch gut leitenden Material "besteht.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser an der Verbindungsstelle gleich dem Leiterdurchmesser außerhalb der Verbindungsstelle ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterenden (12) senkrecht zu den Kontaktflächen in einem axialen Abstand zueinander angeordnet, der Zuganker in seiner Mitte einen ringförmigen Flansch (13) aufweist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Leiterdurchmesser und der Zwischenraum zwischen radialer Erhebung und der mittleren Preßhülse bzw. dem Mittelteil einer durchgehenden Preßhülse (15) niit einem leitfähigen Material (14) gefüllt ist.

13. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterenden (1,2) paßflächig (3) zueinander geschnitten werden, ein oder mehrere äußere Hüllen (7»8,9)auf einem Leiterende aufgeschoben werden, ein Zuganker (4-) lose in den Hohlkanal (6) eines Leiterendes geschoben wird, anschließend beide Leiterenden aneinander geschoben werden, wobei der Anker in der Mitte der Verbindungsstelle beider Leiterenden zu liegen kommt, der Anker in Höhe seiner Enden (10) durch einen oder mehrere Preßhülsen (7»9) mit dem Leitermaterial verpreßt wird und im Mittelbereich der Verbindung durch eine weitere Preßhülse (8) oder den Mittelbereich (16) einer durchgehenden Preßhülse (15) die Leiterenden miteinander verpreßt werden.