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Muffe für elektrische Kabel mit nichtmetallischen Mänteln Die )Erfindung
betrifft Muffen oder ähnliche Verbindungen für elektrische Kabel, die einen Außenmantel
aus einem nichtmetallischen Werkstoff, wie z. B. Polyäthylen, haben.
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Polyäthylen ersetzt Blei als Kabelmantelwerkstoff in dafür geeigneten
Fällen auf Grund der zunehmenden Verknappung an- Blei und des niedrigen spezifischen
Gewichtes von Polyäthylen.
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Bei Kabeln, deren einzelne Leiter mit Polyäthylen isoliert sind, entsteht
insofern eine gewisse Schwierigkeit bei der Herstellung von geschweißten Verbindungen
.der äußeren Polyäthylenmäntel, als die erforderliche Wärme zu einer Erweichung
der Isolierhüllen der einzelnen Leiter mit der Gefahr einer Berührung zwischen den
vorhandenen Leitern führt. Bei den üblichen bleiummantelten Kabeln tritt diese ,Schwierigkeit
in der Regel nicht auf, weil die Leiter solcher Kabel gewöhnlich mit Papier isoliert
sind und ferner die .dem Bleimantel bei der Herstellung einer Lötmuffe zugeführte
Wärme sehr schnell längs dem Kabelmantel weitergeleitet wird und die Isolation nicht
beschädigt. Im' Fall der Verwendung von Polyäthylen würde die zugeführte Wärme nicht
so schnell verteilt werden, weil Polyäthylen ein außerordentlich guter Wärmeisolator
ist.
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Mit der Erfindung wird eine Muffe geschaffen, die sich insbesondere
zur Herstellung von Verbindungen zwischen mit Polyäthylen ummantelten Kabeln eignet,
deren Leiter ebenfalls mit Polyäthylen isoliert sind. ;Solche Kabel werden schon
verschiedentlich auf dem Gebiet der Nachrichtenübermittlung
angewendet;
sie sind z. B@. zur Eingrabung im Erdboden geeignet, zur Verlegung an Pfosten längs
Eisenbahngleisen oder zur Aufhängung an (Stangen als Luftkabel. Bei einigen Anwendungen
kann eine äußere Draht- oder Bandbewehrung vorgesehen werden.
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Der !Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß das Bündel der
zunächst mit Isolierröhrchen einzeln isolierten Spleißstellen der mit einem wärmeempfindlichen
Isolierstoff, vorzugsweise ebenfalls Polyäthylen, isolierten Kabeladern in mehreren
Lagen mit Bändern aus dem wärmeempfindlichen Isolierstoff fest umwickelt und dann
von einem zugfesten Metallgehäuse umgelben ist, das mit mechanischen Mitteln mit
den Kabelmänteln fest verbunden ist.
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Wenn somit zwei Längen eines Kabels mit wärmeempfindlicher Isolation
und Ummantelung miteinander verbunden werden sollen, werden zunächst die einzelnen
Leiter miteinander in der üblichen Weise verspleißt, z. rB:. durch Verdrillung und
Verlötung,der freigelegten Enden. Rohrförmige Hülsen aus Polyäthylen, die vorher
über die isolierten Leiter geschoben worden sind, werden dann in -die richtige Stellung
gebracht, um die Spleißstellen zu isolieren. Wenn alle Leiter in der erforderlichen
Weise verbunden und isoliert «-orden sind, werden mehrlagige Wickel aus Polyäthylenband
auf das Spleißstellenbündel aufgebracht, um die Leiterverbindungen in ihrer Lage
festzuhalten.
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Die Verbindung zwischen den Kabelmänteln besteht bei einem ungeteilten
Muffengehäuse aus einer Metallhülse, die die in sie eingebrachten Leiter und die
Bewicklung umschließt und fest auf dem Polyäthylenmantel an den beiden Kabelenden
aufsitzt. Es wird dafür gesorgt, :daß Feuchtigkeit nicht in den Teil der Muffe eindringen
kann, der die Leiterverbindungen enthält. Die Hülse besteht aus einem Metallrohr
mit zwei .die Verbindung zum Kabelmantel herstellenden .Endstücken, die mit dem
Rohr aus einem Stück geformt oder an die Rohrenden angeschweißt oder angelötet sind.
Diese Verbindungsstücke haben einen größeren inneren Durchmesser als die Hülse und
tragen ein Innengewinde. An der Stelle, an der sich der Durchmesser ändert, befindet
sich innen eine Schulter oder ringförmige @#,nlage. Die Hülse, die Spannmuttern
und andere Bestandteile werden sämtlich über eines der beiden Kabelenden geschoben,
bevor die Leiterspleiße, wie vorher beschrieben, hergestellt und isoliert werden.
Wenn der Arbeitsgang der Verbindung der Leiter und Isolierung der Spleißstellen
beendet ist, wird die Hülse in ihre endgültige Stellung geschoben, so -daß sie die
Enden des Poly äthylenmantels an den beiden Kabelenden überlappt. Eine den Kabelmantel
umgebende Metallscheibe wird dann in das Verbindungsstück gegen die Schulter angedrückt,
bei der sich das E Verbindungsstück verengt. Ein Stopfbüchseneinsatzstück aus einem
nachgiebigen Stoff, wie z. B. Gummi oder einem Kunstkautschuk, wird dann regen die
erste Metallscheibe gedrückt, und dann wird eine weitere metallische Dichtungsscheibe
auf den nachgiebigen Stopfbuchseneinsatz gepreßt. Eine Druckbuchse mit Außengewinde
wird dann in das Verbindungsstück eingeschraubt, bis sie auf die zuletzt erwähnte
Dichtungsscheibe drückt, auf diese Weise den nachgiebigen Stopfbuchseneinsatz zusammenpreßt
und -den feuchtigkeitsdichten Verschluß herstellt. Die Druckbuchse endet in einem
eine geschlitzte Spannzange bildenden konischen Auslauf, und dann wird eine Spannmutter
als Abschluß auf das weitere Außengewinde der Druckbuchse aufgeschraubt.
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Die Spannmutter ist mit einer inneren konisch zulaufenden Bohrung
versehen, welche auf dem Außenkonus des- Spannzangenteiles der Druckbuchse angreift
und die Spannzange auf den Polyäthylenmantel preßt, so -daß der Kabelmantel fest
zusammengedrückt wird. Beide Enden der Muffe werden in der gleichen Weise hergestellt.
Es ist vorgesehen, daß die Muffe dank des nachgiebigen Stopfbuchseneinsatzes vollständig
feuchtigkeitsdicht ist und @daß jede auf die Muffe einwirkende Zugspannung von der
Hülse und den anderen Metallteilen der Muffe aufgenommen und auf den Polyäthylenmantel
übertragen wird, so daß keine (Gefahr besteht, daß die Leiter gestreckt oder gebrochen
werden. Außerdem ist -diese Konstruktion insofern besonders geeignet, dat sie völlig
mechanisch wirkt und -keine besondere Verbindungstechnik erforderlich ist, wie dies
üblicherweise der Fall ist, wenn thermoplastische Materialien aufweisende Muffenverbindungen
hergestellt werden.
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Die Erfindung soll mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
an Hand der Fig. i der Zeichnung näher erläutert werden, die eine Hälfte einer Muffe
gemäß der Erfindung darstellt.
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Die isolierten Leiter i sind im weggeschnittenen Teil zwischen den
Polyäthylenhülsen 2 zu sehen, die die Leiterspleißstellen isolieren. Diese'Hülsen
2 werden von einem Polyäthylenband 3 und einem metallischen Schirmband q. umgeben,
das seinerseits wieder von einem Polyäthylenband 5 umgeben ist, das so vorbehandelt
ist, daß es klebrig ist. Die Hülse 6 bildet den Hauptteil der Muffe und wird gewöhnlich
aus Kupfer hergestellt und an beiden Enden mit einem die Stopfbuchse bildenden Verbindungsstück
io versehen; das bei 14 an die Hülse angelötet ist. Der als Stopfbuchseneinsatz
dienende nachgiebige Dichtungsring 8 wird zwischen den metallischen Dichtungsscheiben
7 und g zusammengepreßt, wenn die Druckbuchse i i in das Verbindungsstück io eingeschraubt
wird. Zum Schluß wird die Spannmutter 12 auf den weiteren Gewindeteil :der Druckbuchse
i i geschraubt, und sein enger zusammenlaufender Teil drückt den geschlitzten konzentrischen
Spannzangenteil der Druckbuchse i i auf den Kabelmantel 13 und sorgt dafür,
daß der Mantel fest zusammengepreßt wird.
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Die Muffe gemäß Fig. i ist eine sogenannte Geradeausmuffe. Es ist
jedoch nicht ohne weiteres möglich, in der beschriebenen Weise Abzweigmuffen herzustellen,
z. B. T-Muffen, um ein Paar oder mehrere Paare in ein getrenntes Kabel abzuzweigen,
wie
dies beispielsweise im Fall von Verteilernetzen erforderlich ist.
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Die weitere Erfindung bezweckt deshalb die Ausbildung einer Muffe,
mit der drei oder mehr vieladrige Kabel miteinander zu verbinden sind, die mit einem
organischen thermoplastischen Material, wie z. B. Polyäthylen, ummantelt sind. Dabei
bezweckt die weitere Erfindung auch, die Muffe so zu gestalten, daß sie nicht nur
wasserdicht, sondern auch robust ist und im Erdboden verlegt werden kann, sei es
für T- oder Y-Verbindungen oder auch für Geradeausverbindungen.
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Für diesen Zweck ist es für notwendig befunden worden, eine Konstruktion
zu wählen, bei der die miteinander zu verbindenden Kabel in einem in zwei Hälften
geteilten metallischen Muffengehäuse eingeschlossen werden. Auch bei dieser geteilten
Muffe wird das Bündel der zunächst mit Isolierröhrchen einzeln isolierten Spleißstellen
der Kabeladern in mehreren Lagen mit Bändern aus dem wärmeempfindlichen Isolierstoff
fest umwickelt und dann das zugfeste Metallgehäuse aufgebracht und mit mechanischen
Mitteln mit den Kabelmänteln fest verbunden. jedoch wird bei diesem geteilten Muffengehäuse
gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung die mechanische feste Verbindung des Gehäuses
mit den Kabelmänteln dadurch erzielt, daß die Gehäusehälse einen geringeren Querschnitt
als die Kabelmäntel haben, und es wird dann der verbleibende Muffenhohlraum mit
unter Druck in flüssiger Form eingepreßtem Polyäthylen od. dgl. ausgefüllt. Dabei
empfiehlt es sich, einen organischen thermoplastischen Werkstoff für die Füllung
des Muffenhohlraumes zu verwenden, der in Vergleich zu dem für die Kabelisolierung
oder Kabelumhüllung verwendeten Stoff ein niedrigeres Molekulargewicht hat, beispielsweise
eine niedriger molekulare Modifikation des Kabelisolierstoffes. Auf diese Weise
ist der Schmelzpunkt des eingeführten Werkstoffes niedriger als der der Kabelisolierung,
und es findet eine Verklebung statt, ohne daß die Isolation der Leiter so weit erreicht
wird, daß es zu Aderberührungen kommt oder andere Fehler verursacht werden. Für
diesen Zweck ist auch eine besondere Injektionspumpe entwickelt worden, um die Einführung
des Werkstoffes mit niedrigerem molekularem Gewicht bei der erwünschten Temperatur
zu erleichtern.
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Fig. 2 zeigt als Beispiel einer solchen Muffe gemäß weiterer -Ausbildung
der Erfindung eine Spleißstelle, die in einer der beiden gleichen Hälften eines
geteilten Muffengehäuses liegt. Fig. 3 zeigt, zum Teil im Schnitt, .das Muffengehäuse
im geschlossenen Zustand mit der in .Arbeitsstellung gebrachten Injektionspumpe.
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In Fig. 2 ist die untere Hälfte 21 eines geteilten Muffengehäuses
dargestellt, dessen oberes nicht dargestelltes Teil die gleiche Gestalt hat. Das
Hauptkabel 22 tritt durch einen Kanal 23 in das Muffenunterteil2r ein. Der
Kanal ist genau halbzylindrisch, und wenn das Oberteil des (Gehäuses auf das untere
Teil aufgesetzt ist, so tritt das Kabel 22 durch eine den ':Ntuffenhals bildende
zylindrische Öffnung ein. Der Durchmesser der Öffnung ist etwas geringer als der
des Polyäthylenmantels 24 des Kabels 22, so daß der Mantel fest eingepreßt wird.
Die eigentliche Verspleißung der Kabelseelen ist nicht .dargestellt, aber man kann
erkennen, daß an dem nach vorn liegenden Ende der Muffe zwei Kabel 25 und
26 aus der Muffe herauskommen, von denen das Kabel 25 z. B. sechzehn isolierte Adern
und das Kabel 26 nur ein Paar enthält. In :der Mitte der Muffe sind die beiden Leiter
des Kabels 26 mit zwei Leitern von den sechzehn Leitern des Kabels 25 verspleißt.
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In den meisten Fällen wird ein T=Spleiß hergestellt, wenn man nicht
mit einem Geradeausspleiß zwischen aufeinanderfolgenden Längen des Kabels auskommt.
Einer von den Vorteilen der mit Polyäthylen ummantelten Kabel besteht darin, daß
diese Kabel in großen Längen hergestellt werden können. Wenn die T-Spleiße an :den
in Frage kommenden Leitern des Kabels 5 hergestellt worden sind, werden sie mit
Hilfe von geschlitzten Polyäthylenhülsen isoliert, und dann wird Polyäthylenband
um das Hauptkabel und getrennt über die T-Spleiße gewickelt. Diese Bewicklungen
werden mindestens bis zu dem gleichen Durchmesser hergestellt, wie sie die ursprüngliche
Polyäthylenumwicklung 27 aufweist, :die die isolierten Leiter umgibt. Ein metallisches
Schirmband 28 wird dann als nächstes aufgebracht, wonach weitere Bewicklungen 29
von Polyäthylenband folgen, die aufgelegt werden, um den ursprünglichen Polyäthylenmantel3o
zu ersetzen. Einige weitere Wicklungen 31 aus Polyäthylenband umschließen die :beiden
Kabel 2:5 und 26, um sie in annähernd paralleler Lage festzuhalten, und das vollständige
Gebilde wird :dann in das Unterteil des Muffengehäuses gelegt, wie dies in Fig.
2 zu sehen ist. :Das Oberteil wird dann aufgesetzt und mit dem Unterteil er durch
Bolzen verbunden.
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Die Fig. 3 zeigt, zum Teil im ;Schnitt, das vollständige Muffengehäuse
32. Das in Fig: r dargestellte Unterteil ist mit dem Oberteil 33 mittels Schraubenbolzen
und Muttern 34 verbunden. Die Kabel 22, 25 und 26 treten in :das Muffengehäuse durch
die zylindrischen Öffnungen der Muffenhälse an den Enden ein, und diese Öffnungen
haben, wie schon erwähnt wurde, einen solchen Querschnitt, daß die Polyäthylenmäntel
der Kabel fest zusammengepreßt werden, so daß keine vom Längszug der Kabel herrührenden
Kräfte von den Adern aufgenommen werden.
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Auf die Füllöffnung 36 im Oberteil des Muffengehäuses ist eine Pumpe
35 aufgeschraubt, mit der Polyäthylen von niedrigerem Molekulargewicht (und infolgedessen
auch niedrigerem (Schmelzpunkt) als die Polyäthylenisolation eingepreßt wird. Ein
Luftauslaß 37kann, wie dargestellt, vorgesehen sein, aber im allgemeinen ist die
Verbindung zwischen den beiden Gehäusehälften nicht völlig luftdicht, und auf einen
besonderen Luftauslaß kommt es nicht an.
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Die Pumpe 35 weist einen Zylinder 38 auf, der einen Kolben 39 hat,
der von einem Handgriff 40
und einem Stempel 41 betätigt wird: Der
Zylinder 38 ist von einem Mantel 42 umgeben, und ein Thermometer 43 befindet sich
in einem geschlossenen Rohr 44 innerhalb des Gehäuses. Beim Betrieb wird das Gehäuse
zu ungefähr drei Viertel mit C51 gefüllt und der Kolben 39 vollständig aus dem Zylinder
3,8 nach Abschrauben der Kappe 451 herausgezogen. Dann wird Polyäthylen in der Form
von,Schnitzeln in den Zylinder 38 eingefüllt und die Temperatur des Oles mit Hilfe
einer Lötlampe oder einer anderen Wärmequelle erhöht, bis die erwünschte Temperatur
erreicht ist, die zwischen i8o und 2oo° C liegt. - Sobald die Polyäthylenschnitzel
schmelzen, werden noch mehr Schnitzel nachgefüllt, bis die erforderliche Menge ganz
geschmolzen ist. Dann wird der Kolben wieder in den Zylinder .eingebracht, die Kappe
45 aufgeschraubt und das Mundstück 46 auf die Füllöffnung 36 des Muffengehäuses
aufgeschraubt.
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Der Hahn des Sperrventils 47 wird dann geöffnet und der Pumpenhandgriff
heruntergedrückt, um das flüssige Polyäthylen in das Muffengehgüse zu drücken. Wenn,das
Muffengehäuse voll ist, wird der Druck an dem Handgriff noch aufrechterhalten, solange
das Polyäthylen abkühlt, .bis daß die große Zusammenziehung beim Abkühlen durch
weiteres eingepumptes Polyäthylen ausgeglichen ist. Wenn das Muffengehäuse abgekühlt
ist, wird die Pumpe entfernt und ein Stöpsel in die Füllöffnung 16 geschraubt. Die
in Fig.2 gezeigte Spleißstelle ist dann in einer Polyäthylenmasse eingebettet und
vollständig gegen den Eintritt von Wasser geschützt.
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Obwohl die Erfindung in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bei
der Konstruktion einer T-Muffe angewendet wurde, ist sie in gleicher Weise auch
bei Y-Muffen oder Geradeausmuffen anwendbar. Die Muffengehäuse können aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung bestehen und die Muffenhälse für :den Eintritt der
Kabel während der Montage leicht nachgebohrt werden, so daß jeder beliebige Kabelquerschnitt
verwendet werden kann.
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Wenn die Muffe Teil eines unterirdischen Verteilernetzes bildet, soll
ihr Äußeres, nachdem das Gehäuse mit Polyäthylen gefüllt worden ist und abkühlen
konnte, mit einer bituminösen Mischung bestrichen werden, woraufhin die Muffe für
die Verlegung in der Erde fertig ist.
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Die Muffe gemäß der Erfindung ist in der Verwendung für mit Polyäthylen
isolierte und umhüllte Kabel beschrieben worden, weil Polyäthylen zur Zeit als besonders
geeigneter Werkstoff gilt. Es gibt jedoch auch noch andere nichtmetallische thermoplastische
Werkstoffe, die zur Isolierung oder Umhüllung von Kabel benutzt werden können, und
in zahlreichen Fällen kann dann die gleiche Konstruktion übernommen werden. Die
Erfindung ist, mit anderen Worten gesagt, nicht auf Polyäthy lenkabel beschränkt.