DE3301934C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbinden oder zum Abschluß von elektrischen, kunststoffisolierten Lei­ tern, bestehend aus einer die Leiter einschließlich deren Iso­ lierung umgebenden Muffe in Gestalt eines zylindrischen Formkör­ pers, wobei sich im Raum zwischen den Leitern bzw. deren Isolie­ rungen und dem Formkörper ein Füllmaterial befindet, und am Austritt jedes Leiters aus dem Innenraum der Muffe befindliche Flanschkörper mit zylinderförmigem Schaft und einer axialen Boh­ rung für die Leiterdurchführung, wobei die Flanschkörper mit ihrem Schaft in den Innenraum der Muffe hineinragen, der an sei­ ner in den Muffenraum hineinragenden Oberfläche mit einem Gewinde versehen ist.

In der Anschluß- und Verbindungstechnik für elektrische Leiter werden zur Zeit die unterschiedlichsten Verfahren angewendet. So ist es seit langem bekannt, Verbindungsstellen für elektrische Leiter mit Bewicklungen aus selbstverschweißenden oder selbst­ verklebenden Kunststoffbändern zu versehen und diese Verbin­ dungsstellen anschließend einer Wärmebehandlung zu unterwerfen. Die mechanische Festigkeit solcher Verbindungsstellen ist jedoch für viele Anwendungszwecke nicht ausreichend.

Bekannt ist auch bereits ein aus Einzelelementen zusammen­ schraubbares Gehäuse für eine Kabelspleißmuffe (DE-GM 73 00 338), bei der das durch eine Eingangstülle eingeführte Kabelende mittels einer Schlauchklemme abgedichtet werden soll. Abgesehen von der Vielzahl von Bauelementen, u. a. auch gesonderte Dich­ tungsringe, Unterlegscheiben etc., die den Montageaufwand er­ höhen und die Betriebssicherheit herabsetzen, weist das Innere der Muffe keine dichtenden Massen auf.

Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, nach Durchverbin­ den der Leiterenden von Kabeln die Verbindungsstelle mit einem Muffengehäuse zu umgeben, in das anschließend durch eine Öffnung von außen her ein geeignetes flüssiges Füllmaterial eingegeben wird, beispielsweise ein wärmehärtendes oder selbstvernetzendes Gießharz, das nach seiner Verfestigung den Verbund zwischen den elektrischen Leitern bzw. deren isolierender Umhüllung und dem Muffengehäuse herstellt. Derartig hergestellte Verbindungsmuffen haben jedoch den Nachteil, daß wegen der Schwierigkeit des Ein­ dosierens des in flüssigem Zustand befindlichen Füllmaterials Lufteinschlüsse nur schwer auszuschließen sind. Daher ist die mechanische Festigkeit solcher Verbindungen ungenügend.

Für die Anpassung an erhöhte Betriebstemperaturen, beispiels­ weise im Falle von elektrischen Heizleitungen oder -kabeln, wer­ den darüber hinaus häufig als Isoliermaterialien für die elek­ trischen Leiter Fluorpolymere verwendet, die mit Gießharzen praktisch keinen Verbund eingehen, sofern man nicht eine Ober­ flächenbehandlung vornimmt, die am fertigen Kabel oft aber nur unter Schwierigkeiten durchgeführt werden kann. Man hat hier deshalb bereits versucht, die Muffenverbindung mittels Ver­ schraubungen unter Verwendung von Dichtelementen herzustellen, die Abdichtung, insbesondere gegen das Eindringen von Feuchtig­ keit, ist jedoch unbefriedigend und gibt zu Störungen im Betriebsverhalten des Kabels oder der Leitung Anlaß. Auch ist ein Einsatz in explosionsgeschützten Räumen nicht möglich, da dort nur nichtlösbare Muffenverbindungen zugelassen sind.

Diese Probleme werden überwunden durch eine bekannte Muffenver­ bindung (DE-GM 80 29 424), bei der die Verbindungsstelle der elektrischen Leiter von einem Muffenkörper aus einem Material erhöhter Wärmestandfestigkeit umgeben ist, in dem sich als Füll­ masse ein thermoplastischer Kunststoff mit niedrigerem Schmelz­ bereich als der des Muffenkörpers befindet. Nach dem stirnseiti­ gen Einführen zweier Flanschkörper in den Muffenkörper werden diese bei Temperaturanwendung durch den schmelzflüssig werdenden thermoplastischen Kunststoff miteinander unlösbar verklebt oder verschweißt. Die hier verwendeten Flanschkörper können zur Erhöhung der Kontaktfläche zur Füllmasse auch mit einem Gewinde versehen sein. Diese Verbindung, die auch den druckdichten Einsatz bei hochtemperaturbeständigen Kabel- oder Leitungs­ isolierungen gestattet, erfordert bei der Herstellung die gleichzeitige Anwendung von Druck und Wärme. Wenn auch diese bekannte Muffenverbindung einen sicheren störungsfreien Betrieb über Jahre hinaus gewährleistet, können Probleme bei der Montage in den Fällen auftreten, wo ein Abzweig oder eine Verbin­ dungsstelle, aus welchen Gründen auch immer, gerade an für das Montagepersonal schwer zugänglichen und räumlich beengten Stellen erfolgen muß.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglich­ keit für eine Verbindung oder einen Abschluß für elektrische Leiter zu finden, die den gestellten Anforderungen hinsichtlich Dichtigkeit und mechanischer Festigkeit genügt, darüber hinaus aber auch an schwer zugänglichen und räumlich beengten Stellen leicht herstellbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Flanschkörper mit dem Gewinde in dem längs seiner Innenfläche das entsprechende Gegengewinde aufweisenden Muffenkörper stirn­ seitig einschraubbar sind, wobei die gegenseitige Verschraubung von Flanschkörper und Muffenkörper allein den zur Verteilung der im Muffenkörper befindlichen Füllmasse und zur Abdichtung der Muffe notwendigen Preßdruck bewirkt. Das über die Muffenlänge vorgesehene Gewinde im Zusammenwirken mit dem Gewinde der Flanschkörper gewährleistet eine sichere Labyrinthdichtung. Diese Muffenverbindung ist für beliebige Leiterisoliermateria­ lien einsetzbar, auch z. B. für hochtemperaturbeständige Lei­ tungen.

Die Montage ist einfach durchzuführen, der Raumbedarf ist wegen des Fehlens von Wärmeöfen sowie Druck- und Preßvorrichtungen gering. In den z. B. über eine Leiterverbindungsstelle überge­ schobenen Muffenkörper mit einseitig teilweise eingeführtem Flanschkörper wird die Füllmasse von dem anderen Ende her einge­ bracht und der zweite Flanschkörper eingeschraubt. Durch wei­ teres Eindrehen der Flanschkörper in den Muffenkörper wird die Füllmasse unter Druck in die Hohlräume innerhalb des Muffenkör­ pers eingepreßt, aber auch in das Gewinde.

Als zweckmäßig hat es sich auch erwiesen, wenn sich das Innenge­ winde über die gesamte Länge des Muffenkörpers erstreckt. Unge­ nauigkeiten in der Mengendosierung der Füllmasse können durch entsprechendes Weiterdrehen der Flanschkörper ausgeglichen werden, ohne daß es zu Undichtigkeiten im Muffenbereich kommt.

Vorteilhaft kann es mitunter auch sein, wenn die Bohrung im Flanschkörper für die Leiterdurchführung im Bereich des Schaftes einen vergrößerten Durchmesser aufweist. Damit ist eine sichere Verankerung des Leitungsendes im Durchführungsbereich gewährleistet.

Soll den gestellten Anforderungen entsprechend die Muffenverbindung nicht lösbar ausgebildet sein, können in Weiterführung des Erfindungsgedankens die Flanschkörper am in den Muffenkörper hineinragenden Ende des Schaftes stirnseitig ausgespart sein. Das in diese Aussparung im zusammengeschraubten Zustand eingreifende Füllmaterial verhindert mit Sicherheit ein Rückdrehen der Flanschkörper und damit eine Selbstlösung der kraft- und formschlüssigen Verbindung.

Die Flanschkörper werden von Hand in den Muffenkörper eingeführt, etwa ein­ geschraubt oder eingedreht. Für diesen Zweck hat es sich als besonders vor­ teilhaft erwiesen, die Flanschkörper flanschseitig eine vom runden Quer­ schnitt abweichende Querschnittsform zu geben, beispielsweise in der Art, daß handelsübliche Schraubschlüssel verwendet werden können.

Soll keine Leitungsverbindung feuchtigkeitsdicht hergestellt werden, sondern vielmehr das Ende einer Leitung, etwa zum Anschluß an eine Überwachungs- oder Temperaturmeßeinrichtung, oder soll das Leitungsende zusammen mit einer entsprechenden Sonde feuchtigkeitsdicht gekapselt sein, kann ebenfalls ent­ sprechend der Erfindung verfahren werden. Hierzu kann es sich mitunter jedoch als zweckmäßig erweisen, einen nur einseitig offenen zylindrischen Formkörper zu verwenden, wobei das offene Ende zum Einführen etwa einer Meßsonde mit zugehöriger Anschlußleitung sowie zum Einführen eines Flanschkörpers nach dem Einbringen eines Füllmaterials dient.

Für den Fall, daß es sich um eine Leitungsverbindung handelt, kann es auch von Vorteil sein, wenn im Innenraum des zylindrischen Formkörpers ein zu­ sätzlicher Führungskörper für die beiderseitigen Leitungsenden vorgesehen ist. Damit bleiben diese Enden auch beim Zusammenpressen der Füllmasse eindeutig fixiert, Betriebsstörungen sind so von vornherein vermieden. Darüber hinaus bringt der Führungskörper Vorteile, wenn geschirmte Leitungen, beispielsweise Heizleitungen, miteinander verbunden werden und die Schirm­ drahtlage im Muffenbereich getrennt geführt werden muß.

Für den erwähnten Fall der Heizleitungen oder anderen Kabeln oder Leitungen, die selbst mit einer höher temperaturbeständigen Isolierung versehen sind, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Muffenkörper sowie die Flanschkörper aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff bestehen. Das kann beispiels­ weise ein Polyamid oder auch ein Fluorpolymeres sein, etwa ein aus der Schmelze nicht verarbeitbares Tetrafluorpolymeres.

Als Füllmasse für die Muffenverbindung oder den Endenabschluß sind vernetzte oder unvernetzte Massen auf Silikon-Kautschuk-Basis geeignet, es können auch teilvernetzte Silikonkautschuke Verwendung finden. Letztere sind besonders vorteilhaft in Verbindung mit Muffenkörpern und Flanschkörpern aus Fluorpoly­ meren, weil sich hierbei ohne Vorbehandlung der Oberflächen gute Haftfestig­ keiten im Grenzflächenbereich ergeben.

Selbstverständlich sind auch übliche Gießharze im Rahmen der Erfindung ein­ setzbar, die nach dem Aushärten eine kompakte Verbindung ergeben und durch den Eingriff in die Profilierung oder in die Gewindegänge wegen der Vielzahl hintereinander liegender Labyrinthe auch die geforderte Dichtigkeit gewähr­ leisten.

Verbessert werden kann die Dichtwirkung bei einer Anordnung nach der Erfin­ dung noch dadurch, daß die Form des Innen- und Außengewindes ein Spitzgewinde ist. Hierdurch werden die Wege im Bereich der Labyrinthe verlängert und damit deren Wirksamkeit noch gesteigert.

Wie bereits für den Fall eines Endenabschlusses angedeutet, können zusammen mit der Leiterverbindung im Formkörper Temperaturfühler und/oder -begrenzer enthalten sein. Diese können z. B. für die Unterbrechung des Stromkreises sorgen, wenn im Störungsfall ein bestimmer Temperaturwert überschritten wird.

Unabhängig von dem Einsatz der Erfindung und der gewählten Füllmasse oder dem Füllmaterial hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Wandung des Muffen­ körpers mindestens einmal durchbohrt ist. Durch eine solche Bohrung kann einmal die beim Zusammenschrauben der Muffe im Innern des Muffenkörpers be­ findliche Luft entweichen, zum anderen dient sie als optische Kontrollanzeige, wenn ein ausreichender Druck von den Flanschkörpern her die im Innern be­ findliche Masse in alle Hohlräume gleichmäßig verteilt hat, so daß ein Masseüberschuß nach draußen tritt.

Die Erfindung sei anhand der in der Figur als Ausführungsbeispiel dargestell­ ten Verbindungsmuffe näher erläutert.

Zur Herstellung einer dichten und zugfesten Verbindung der beiden z. B. als geschirmte Heizleitungen ausgebildeten elektrischen Leitungen 1 und 2 sind deren abgesetzte Enden in den Muffenkörper 3 eingeführt. Die elektrisch leitende Verbindung der beiden Leiterenden 4 und 5 erfolgt z. B. über eine Klemmhülse 6, zur Festlegung dieser Verbindung im Muffenraum dient ein zu­ sätzlicher Führungskörper 7 mit der längsverlaufenden Nut 8, in die die Leitungsenden samt der Klemmhülse eingelegt sind. An der der Nut 8 gegenüber­ liegenden, d. h. hier rückwärtigen Seite des Führungskörpers 7, ist eine entsprechende zweite Nut vorgesehen, in die die beispielsweise ebenfalls durch eine Klemmhülse verbundenen, zu einem Bund zusammengefaßten konzen­ trischen Schirme der Leitungen 1 und 2 eingelegt sind. Der zusätzliche Führungskörper 7 sichert so eine saubere Trennung der zu verbindenden Lei­ tungselemente und eine betriebssichere Verbindungsstelle.

Zum feuchtigkeitsdichten Abschluß des hier zylinderförmigen Muffenkörpers 3 dienen die Flanschkörper 9 und 10, die jeweils mit ihrem zylinderförmigen Schaft 11 bzw. 12 in den Muffenraum hineinragen. Die Flanschkörper 9 und 10 besitzen je eine durchgehende Bohrung 13 bzw. 14 zum Einführen der Leitungen 1 und 2.

Der Muffenkörper 3 ist an seiner Innenwandung mit einem durchgehenden Gegengewinde 15 versehen, das mit einem Gewinde 16 auf dem Schaft 11 bzw. 12 schraubbar zusammenwirkt. Das Gewinde ist möglichst steil oder spitz ausgebildet, um so im zusammengefügten Zustand an der Trennstelle von Muffenkörper 3 und Flansch­ körper 9 und 10 lange Wege zur Abdichtung zu schaffen.

Gefüllt ist die Muffe, wie dargestellt, z. B. mit einem teil- oder ganz vernetzten Silikonkautschuk 17, der beim stirnseitigen Einführen der Flanschkörper in alle Hohlräume im Muffenraum eingedrückt und gleichzeitig gegen die von den Profilierungen in Form des Gewindes gebildeten vergrößerten Dichtflächen gepreßt wird. Die Bohrung 18 im Muffenkörper 3 dient dazu, bei der Montage in der Muffe noch befindliche Restluft entweichen zu lassen, sie übt darüber hinaus aber auch eine Kontrollfunktion aus. Überschüssiges Füll­ material wird aus dieser Bohrung nach außen gefördert, dieses Material ist die Gewähr dafür, daß der Muffeninnenraum tatsächlich ausgefüllt ist.

Die Stirnseiten der Schafte 11 und 12 besitzen z. B. radial verlaufende Aus­ sparungen 19 und 20, wobei die Aussparung 19 von oben gesehen in die Zeichen­ ebene senkrecht hinein verläuft. Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Füll­ masse 17 in diese Aussparung eingreift, ein selbsttätiges Lösen der Flansch­ körper 9 und 10 auf einfachem Wege also verhindert wird. Die Schraubverbindung kann daher als selbstsichernd bezeichnet werden.

Zur Herstellung der in der Figur dargestellten Verbindung kann man beispiels­ weise so vorgehen, daß von den abgesetzten Enden der Leitungen 1 und 2 her die Flanschkörper 9 und 10 auf die z. B. aus PTFE bestehende Isolierung aufgeschoben werden. Über das eine Leitungsende wird gleichzeitig der ebenso wie die Flanschkörper z. B. aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff bestehende Muffenkörper 3 aufgeschoben. Nach Durchverbinden der elektrischen Leiter 4 und 5 sowie der ggf. vorhandenen, hier nicht dargestellten, Abschir­ mung werden diese Verbindungen in die zugehörigen Nuten des Führungskörpers 7 eingedrückt. Von der Seite her wird nun der Muffenkörper 3 über die Verbin­ dungsstelle geschoben, der Flanschkörper 10 beispielsweise wird leicht eingeschraubt. Vom anderen Ende her wird die Füllmasse, etwa ein Gießharz oder ein Silikonkautschuk, kalt oder warm vernetzbar ein­ gebracht, zweckmäßig eingespritzt und anschließend durch Verschrauben dieses Endes des Muffenkörpers 3 mit dem Flanschkörper 9 sowie weiteres Einführen des Flanschkörpers 10 das Füllmaterial unter Druck in die Hohlräume innerhalb der Muffe verteilt bzw. dichtend gegen die Profilierungen in Form der Gewinde 15 und 16 gepreßt.

Diese Muffenverbindung ist in ihren räumlichen Abmessungen sehr begrenzt, die Montage ist ohne Aufwand durchzuführen, sie ist aber auch wegen der Einfachheit des Aufbaus und der eingesetzten Mittel betriebssicher. Das gilt auch bei der Wahl entsprechend durch Temperatur höher belastbarer Werkstoffe für sog. hitzebeständige Kabel und Leitungen oder Heizleitungen.

Claims (11)

1. Anordnung zum Verbinden oder zum Abschluß von elektrischen, kunststoffisolierten Leitern, bestehend aus einer die Leiter einschließlich deren Isolierung umgebenden Muffe in Gestalt eines zylindrischen Formkörpers, wobei sich im Raum zwischen den Leitern bzw. deren Isolierungen und dem Formkörper ein Füllmaterial befindet, und am Austritt jedes Leiters aus dem Innenraum der Muffe befindliche Flanschkörper mit zylinder­ förmigem Schaft und einer axialen Bohrung für die Leiter­ durchführung, wobei die Flanschkörper mit ihrem Schaft in den Innenraum der Muffe hineinragen, der an seiner in den Muffenraum hineinragenden Oberfläche mit einem Gewinde ver­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschkörper (9; 10) mit diesem Gewinde (16) in dem längs seiner Innen­ fläche das entsprechende Gegengewinde (15) aufweisenden Muffenkörpers (3) stirnseitig einschraubbar sind, wobei die gegenseitige Verschraubung von Flanschkörper (9; 10) und Muffenkörper (3) allein den zur Verteilung der im Muffen­ körper (3) befindlichen Füllmasse (17) und zur Abdichtung der Muffe notwendigen Preßdruck bewirkt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gegengewinde (15) über die gesamte Länge des Muffen­ körpers (3) erstreckt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschkörper (9; 10) am in den Muffenkörper (3) hineinragenden Ende des Schaftes (11; 12) stirnseitig ausge­ spart (19; 20) sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschkörper (9; 10) flanschseitig eine vom runden Querschnitt abweichende Querschnittsform aufweisen.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des zylindrischen Muffen­ körpers (3) ein zusätzlicher Führungskörper (7) für die bei­ derseitigen Leitungsenden (4; 5) vorgesehen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Muffenkörper (3) und Flanschkörper (9; 10) aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff be­ stehen.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hochtemperaturbeständige Kunststoff ein aus der Schmelze nicht verarbeitbares Tetrafluorethylen-Polymer ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (17) eine vernetzte oder unvernetzte Masse auf Silikonkautschuk-Basis ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Silikonkautschuk teilvernetzt ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Füllmasse (17) ein aushärtbares Gießharz ist.

11. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Muffenkörpers (3) min­ destens eine Bohrung (18) aufweist.