DE523998C - Elektrische Schweiss- oder Loetverbindung, insbesondere zwischen Kabelschuh und Leiter - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Schweiß- oder Lötverbindung zwischen Kabelschuh und Leiter und ein Verfahren zu deren Durchführung.
Um elektrische Leiter miteinander zu verbinden, versieht man die Leiterenden gewöhnlich mit Kabelschuhen. Die Kabelschuhe werden dann mittels Bolzen, Schrauben 0. dgl. zusammengebracht. Diese Kabelschuhe besitzen ein kurzes Rohrstück oder Hülsenteil mit anschließendem flachgedrücktem Laschenteil, das Bohrungen, Ausschnitte o. dgl. zur Aufnahme der Bolzen oder Schrauben aufweist. Die Kabelschuhe werden über den Leiterendteil gezogen und mit diesem dadurch vereinigt, daß flüssiges Lötmetall in die Kabelhülse eingelassen wird, in die der Leiterendteil gesteckt ist.

Eine derartige Befestigung des Kabelschuhes am Leiter kann aber nicht als einwandfrei angesehen werden. Da der Kabelschuh im allgemeinen aus einem Rohrstück hergestellt wird, sind seine Abmessungen, wie Breite der Lasche, Durchmesser und Stärke der Hülse, voneinander abhängig. Es ist daher recht schwierig, in einem solchen Falle eine gute und innige Verbindung zwischen Leiter und Kabelhülse einerseits und dem Anschlußteil und der Lasche andererseits zu gewährleisten. Es gilt aber nicht nur, dem Strom einen geringen Widerstand zu bieten, sondern auch die Verbindung derart auszubilden, daß sie hohen mechanischen Beanspruchungen gewachsen ist.

Ferner besteht die Gefahr, daß beim Löt-Vorgang das Leiterstück brüchig wird, besonders dann, wenn bei dünnen Kabeln mit einer Flamme unter Verwendung eines Flußmittels gelötet wird.

Durch die Erfindung werden diese Übelstände vermieden, und es wird eine innige, feste und gutleitende Verbindung zwischen Kabelschuh und Leiter erzielt, die auch hohen mechanischen Beanspruchungen standhält.

Erreicht wird der angestrebte Zweck dadurch, daß der den Leiter umgebende Teil des Kabelschuhes mit Schlitzen in seiner Längsrichtung versehen, über das Leiterende gezogen wird und mit diesem zwischen zwei stromführenden Elektroden derart zusammengepreßt wird, daß die Stellen erhöhten Widerstandes der Hülse zwischen den Elektroden liegen, so daß der Strom durch Hüleenteil und Leiter fließen muß und diese auf die gewünschte Temperatur erwärmt.

Erfindungsgemäß wird die Hülse des

Kabelschuhes in der Längsrichtung geschlitzt, so daß diese dem Durchgang des elektrischen Stromes in ihrer Umfangsrichtung einen erhöhten Widerstand entgegensetzt. Der Kabelschuh wird aus einem flächen Blechstück hergestellt, das eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt. Dieses Blechstück wird für den Laschen- und Hülsenteil vorgerichtet und um seine mittlere Längs-

achse zusammengebogen, wobei die Schlitze in der Hülse durch entsprechende Ausschnitte des Ausgangsbleches gebildet werden.

Je nach dem zur Verfügung stehenden Strom und folglich je nach der verfügbaren Wärme, die hierdurch erzeugt wird, werden Leiter und Kabelschuh mittels Schweißung oder Lötung vereinigt.

Um größere Vorrichtungen zu vermeiden und um diese sowohl im Freien als auch in der Werkstätte bequem benutzen zu können, wird vorzugsweise die Befestigung des Kabelschuhes am Leiter mittels Lötung oder Hartlötung durchgeführt, wobei als Lötmetali ein häufig als Schutzmittel für den Leiter vorgesehener Zinnüberzug dient. Ist jedoch der Leiter mit einem 'solchen Überzug nicht versehen, so trägt man auf den Leiter einen solchen auf, oder es wird das Bindemetall in Form von kleinen Stücken in die Leiteradern eingefügt, bevor der Lötvorgang vor sich geht. Soll die Verbindung von Kabelschuh mit Leiter durch Schweißung erfolgen, so erübrigt sich die Verwendung eines besonderen Bindemetalls.

Um eine gleichmäßige und gute Verbindung zwischen Leiter- und Kabelschuhmetall zu erzielen, und um zu erreichen, daß das Zinn möglichst ganz mit dem Kupfer bindet, müssen die Teile gut erhitzt werden. Je nach der Temperatur, auf die das Zinn und Kupfer gebracht wird, ist auch die Güte der Bindung dieser Metalle miteinander. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, Kabelschuh und Leiter auf Rotglut zu erhitzen, bei der das Kupfer weich und nachgiebig wird, so daß ein Druck von in die Backen von Handzangen oder ähnlichen Werkzeugen eingesetzten Elektroden bewirkt, daß das Zinn innig mit dem Kupfer bindet.

Kabelschuhe gemäß der Erfindung besitzen gegenüber den aus Rohrmaterial verfertigten den Vorzug, daß sie bedeutend billiger sind, und daß der Laschenteil in seiner Breite nicht abhängig von dem Hülsendurchmesser ist.

Außerdem war bisher infolge der Verwendung ■von Rohrmaterial, wenn es eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzen sollte, die Bearbeitung nicht leicht, so daß man eher phosphorhaltiges Kupfer mit geringerer Leit-

fähigkeit in der Praxis Anwendung finden ließ. Demgegenüber kann gemäß der Erfindung Metallblech von hoher Leitfähigkeit entsprechend der gewählten Form des Kabelschuhes ausgestanzt und weiterverarbeitet werden.

Die Erfindung sei an Hand beiliegender Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen näher beschrieben, und erläutert.

Abb. ι zeigt eine Draufsicht auf das ausgestanzte Metallblechstück,

Abb. 2 eine Draufsicht auf das Blechstück nach Abb. 1, bei dem Hülsenteil und Laschenteil des Kabelschuhes vorgerichtet sind.

Abb. 3 zeigt den fertigen Kabelschuh, der in der Mitte gemäß Abb. 2 zusammengebogen ist.

Abb. 4 veranschaulicht schematisch die Art und Weise, wie Kabelschuh und Leiterteil mittels Elektrodenerwärmung zusammen

verbunden werden.

Abb. 5 zeigt die Verbindung zwischen Leiter und Kabelschuh teilweise im Schnitt.

Abb. 6 zeigt ein zu einem Kabelschuh zugerichtetes Rohr stück, dessen zylindrischer Teil mit Längsschlitzen gemäß der Erfindung versehen ist.

Der in Abb. 3 dargestellte Kabelschuh wird folgendermaßen hergestellt: Aus Metallblechmaterial wird ein Blechstück in einer Form nach Abb. 1 ausgeschnitten oder ausgestanzt, go dann weiter vorgerichtet, wie in Abb. 2 angedeutet, und schließlich um die senkrechte Mittelachse zusammengebogen. Es ist selbstverständlich, daß die Art und Weise der Herstellung eines derartig ausgebildeten Kabelschuhes für die Erfindung ohne Belang ist. Der fertige Kabelschuh besitzt zwei entsprechende flache Laschenteile 1 und 2 und zwei Hohlteile 3 und 4, die die Hülse bilden. Während die Laschenteile auf einem Rand ent- χ₀ο lang miteinander in Verbindung stehen, bilden die beiden Hohlteile 3 und 4 eine mit Längsschlitzen versehene Hülse zur Aufnahme des Leiterendteiles. Die Laschenteile besitzen Schrauben- oder Bolzenlöcher 5.

Um eine Vereinigung zwischen Leiterendteil und Kabelschuhhülse durchzuführen, wird das Leiterstück 6 in die geschlitzte Hülse 3, 4 eingeführt und dann der Wirkung der Elektroden 7 und 8 (Abb. 4) ausgesetzt. Nach genügend starker Erwärmung durch den Heizstrom, der durch · die Elektroden 7 und 8, durch die Hülsenteile 3 und 4 und den Leiter 6 hindurchgeht, wird das Bindemetall, das vorher um den Leiter herumgelegt worden ist, etwa Zinn, eine Bleizinnlegierung o. dgl. zum Schmelzen gebracht. Die Elektroden 7 und 8 sind derart ausgebildet, daß sie gegen die Hülsenteile 3 und 4 anliegen und diese mit dem Leiter zusammenpressen und so eine Befestigung des Kabelschuhes mit dem Leiter sicher bewirken.

Der Grund dafür, daß die Hülse Längsschlitze besitzt, ergibt sich aus folgender Überlegung:

Würde die Kabelschuhhülse nicht in dieser Art ausgebildet sein, so würde der größte Teil des Stromes direkt von der Elektrode 7 über die Hülse am Leiter 6 vorbei zur Elektrode 8 fließen, und nur ein ganz geringer Teil des Stromes würde den gewünschten Weg durch Hülse und Leiterendteil nehmen. Weiterhin ist es erforderlich, bei der Verwendung von verseilten Kabeln einen um etwa 15 bis 20% größeren Hülsendurchmesser zu nehmen, da während des Lötprozesses der Leiter sich stark ausdehnt. Wäre die Hülse nicht geschlitzt, so würde das herausgetriebene Metall auf die Befestigung des Kabelschuhes am Leiter von störendem Einfluß sein.

Die Elektroden 7 und 8 können in irgendeine beliebige Vorrichtung, vorzugsweise in ein leicht transportables Werkzeug eingespannt werden, beispielsweise in die Backen von Handzangen, Schraubstöcken o. dgl.

Für dünnes Kabel werden Stahlelektroden mit hohem Widerstand benutzt, während für stärkeres Kabel Kohleelektroden oder Elektroden mit Kohleüberzug Verwendung finden. Würden in letzterem Falle auch Stahlelektroden verwendet, so würde der Strom aus einem Transformator die zu verbindenden Teile nicht bis zu der gewünschten hohen Temperatur (Rotglut) erwärmen können. Die Kohleelektroden aber werden selbst stark erhitzt und wirken gleichzeitig wärmeisolierend, so daß sie eine stärkere Erwärmung von Kabelschuh und Leiterstück herbeiführen.

Man kann aber auch Stahlelektroden sowohl für die Erwärmung dünner als auch starker Leiter nehmen. Werden jedoch Stahlelektroden bei starken Leitern benutzt, so ist man gezwungen, den Lötprozeß bei einer niedrigen Rotglut des Kupfers (etwa bei 600° C) anstatt bei Hochrotglut (etwa bei 750° C) auszuführen. Das ist möglich bis zu einem Leiterquerschnitt von etwa 4 bis 5 cm² (1 million cm.).

Ein derartiges Verfahren darf ohne weiteres angewandt werden, insbesondere im Hinblick darauf, daß bei schweren Kabeln, die einer stärkeren Erwärmung und höheren Beanspruchung standhalten können als dünne Kabel, eine Kurzschlußüberlastung bei weitem nicht so leicht vorkommt.

Stellt es sich während des Verfahrens heraus, daß die Laschenteile 1 und 2 in unerwünschter Weise erhitzt werden, so ist das ein Beweis dafür, daß auch Strom über diese Teile geleitet wird. Dieser Wirkung begegnet man dadurch, daß auf die Teile 3 und 4 der Hülse ein stärkerer Druck ausgeübt wird, so daß auch mehr Strom dann durch die zu verbindenden Teile fließt.

Die Verbindung zwischen Leiter und Kabelschuhhülse ist, wie aus Abb. 5 hervorgeht, durch den durch den Leiter und die Hülse gelegten Schnitt sehr anschaulich gezeigt. Die sehr feste und dichte Vereinigung der Kabeladern mit der Hülsenwand führt demnach eine Verringerung des elektrischen Widerstandes in der Kabelschuhverbindung herbei.

Die in Abb. 6 dargestellte Ausführungsform eines aus Rohrmaterial hergestellten Kabelschuhes ist gemäß der Erfindung mit Längsschlitzen versehen und kann nach dem neuen Verfahren Verwendung finden.

Es erscheint vorteilhaft, die Kabelschuhhülse an ihrem Ende glockenförmig auszubilden oder den Rand etwas umzubördeln, um es zu ermöglichen, daß verseilte Leiter besser in die Hülse hineingeführt werden können und so ein Umbiegen der Seiladern vermieden wird.

Die Erfindung kann ferner sowohl bei einadrigen als auch bei mehradrigen Leitern Anwendung finden. Dabei ist es nicht notwendig, die Leiter vorher zu reinigen oder Lötmittel zu benutzen.

Schließlich kann das Verfahren auch angewandt werden, um zwei Leiterenden miteinander zu verbinden, und zwar erfolgt das entweder dadurch, daß Kabelschuhe gemäß der Erfindung benutzt werden, wobei die Kabelschuhe miteinander durch Bolzen zusammengebracht werden, oder aber man benutzt einen Kabelschuh, der keinen Laschenteil besitzt. In diesem Falle nimmt die Hülse die Enden der beider Leiter auf, die, sofern es sich um ein mehradriges Kabel handelt, vorher zweckmäßig verpleißt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrische Schweiß- oder Lötverbindung, insbesondere zwischen Kabelschuh und Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß der den Leiter umgebende Teil des Kabelschuhes derart ausgebildet ist, daß er dem Durchgang des elektrischen Stromes in bestimmter Richtung, insbesondere in seiner Umfangsrichtung, einen erhöhten Widerstand entgegensetzt.

2. Elektrische Schweiß- oder Lötverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Leiter umgebende Teil des Kabelschuhes in der Längsrichtung geschlitzt ist.

3. Elektrische Schweiß- oder Lötverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelschuh aus

einem für Laschen- und Hülsenteil vorgerichteten und zusammengebogenen Stück Metallblech von hoher elektrischer Leitfähigkeit besteht, wobei die Schlitze in der Hülse durch entsprechende Ausschnitte des Ausgangsbleches gebildet werden und die Hülse an ihrem Rand umgebördelt ist.

4. Verfahren zur Durchführung der elektrischen Schweiß- und Lötverbindung zwischen Kabelschuh und Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Hülsenteil des Kabelschuhes über das mit Lötmetall versehene Leiterende gestreift und mit diesem zwischen zwei stromführenden Elektroden derart zusammengepreßt wird, daß die Stellen erhöhten Widerstandes der Hülse zwischen den Elektroden liegen, so daß der Strom durch Hülsenteil und Leiter fließen muß, und diese auf die gewünschte Temperatur erwärmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahl- oder Kohleelektroden in die Backen von Zängen o. dgl. Werkzeuge eingesetzt sind, so daß ein Druck auf Hülse und Leiterendteil ausgeübt werden kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen