EP3579343A1 - Hochstromkabel insbesondere für induktionsanwendungen - Google Patents

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EP3579343A1
EP3579343A1 EP19171174.6A EP19171174A EP3579343A1 EP 3579343 A1 EP3579343 A1 EP 3579343A1 EP 19171174 A EP19171174 A EP 19171174A EP 3579343 A1 EP3579343 A1 EP 3579343A1
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EP
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aluminum
sleeve
current cable
substantially cylindrical
current
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Andreas Nebelung
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Weldotherm Gesellschaft Fuer Waermetechnik Mbh
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Definitions

  • the invention relates to a high current cable for induction applications such as e.g. Inductive heating of metallic components during welding.
  • the invention also relates to a method for attaching an electrical connection to such a high-current cable and to the use of a connection sleeve for producing such an electrical connection.
  • the components are to be held (annealed) for a certain time after the actual welding process at a certain temperature. In all these cases, the components must be heated by suitable means in addition to the actual welding process.
  • one or more gas burners are connected upstream of a welding device, at which the components are then guided past, in order to preheat the weld region of the components to be welded.
  • a welding device at which the components are then guided past, in order to preheat the weld region of the components to be welded.
  • the heating of the components is very uneven, which can have a negative effect on the material of the components.
  • the steel 15 tolerates NiCuMoNb 5 - WB 36 (material number 1.6368) used in the Boiler industry is very often used, only very low cooling and cooling rates and should therefore not be preheated with a flame.
  • inductor In recent years, components are therefore increasingly heated by induction. In this case, eddy currents are induced in the components in the weld area before an actual welding device by means of a device called inductor, which lead to resistance heating. Depending on the inductor geometry, weld geometry and inductor performance, the entire weld seam area can be preheated. In this case, a distinction can be made between two fundamentally different inductor types, namely rigid and flaccid ones, which in each case have proven themselves for particular types of application. In addition, a distinction can be made between inductors that are actively cooled by fluid coolant and have appropriate coolant lines and those that do not have coolant lines.
  • Various rigid inductors are known which do not have coolant lines and are intended for rapid local heating.
  • the inductors are specifically designed for specific weld forms (eg fillet weld, butt weld), welding processes and components and serve to drastically increase the welding speed by briefly inductively heating the components (typically around 100 mm) in front of the welding torch.
  • the inductors are placed very close to the components.
  • a working height ie a distance between the inductor and the component, of 1 to 2 mm, for aluminum alloys even of preferably less than 1 mm is called.
  • Corresponding inductors operate with an inductor power of about 15 to 30 kW, and there will be AC fields in the Frequency range of about 9 to 23 kHz induced.
  • welding speeds of 400 to 1,200 mm / minute can be achieved.
  • Inductors of the other type so-called flaccid, ribbon or tubular inductors are eg from the US 2007/0215606 A1 known. They consist of a high-current cable in the form of preferably stranded stranded wire or a wire, wherein the cable either, as in said US 2007/0215606 A1 described, directly surrounded by a watertight hose or but is covered by a usually metallic braided hose, which then, if cooling is needed, may be surrounded by a watertight hose for guiding a coolant.
  • copper strands are known in which the electrical connection via a so-called high-current connector usually by means of lamellar contact elements with external water flow or as a bayonet plug with internal water flow.
  • Such cables are mechanically less robust, but have a current carrying capacity of about 40 A / mm 2 .
  • the cable-side connection elements are soldered or pressed as correspondingly shaped sleeves to the copper wire.
  • the invention has for its object to provide a sheathed aluminum high-current cable, which in a simple and secure manner to typical electrical equipment, such. Generator of an induction current, can be connected.
  • the invention is also based on the object of specifying a method for attaching an electrical connection piece to a sheathed aluminum high-current cable.
  • the object is achieved by a high-current cable having the features of claim 1 and a method having the features of claim 7.
  • the independent claim 10 relates to the use of a friction-welded sleeve according to the invention for producing an electrical connection in a jacketed aluminum high-current cable.
  • the invention has the advantage of allowing aluminum high current cables to have a number of advantages over other high current cables, especially in so-called medium frequency applications (ie applications where alternating currents with a frequency of typically several hundred Hz up to several kHz are applied).
  • medium frequency applications ie applications where alternating currents with a frequency of typically several hundred Hz up to several kHz are applied.
  • the connecting sleeve provided according to the invention with a first substantially cylindrical section of a first metal and a substantially cylindrical section of a second metal welded thereto, wherein the first section consists of aluminum, advantageously makes it possible to weld the connecting sleeve to the aluminum strand.
  • the second substantially cylindrical portion of this can be advantageously connected to a high current plug, in particular soldered.
  • the second section is copper. But it can also be made of other suitable materials, e.g. Silver, insist. Since high current connectors of the type in question are typically made of brass, then the second section can be soldered to the high current connector.
  • the inner diameter of at least the second portion is sized to receive the sheath with the aluminum strand. This makes it possible to enclose the sheath and thus form a "clean" termination of the cable.
  • the sheath is a stainless steel braid sheath. This advantageously enables a particularly robust, but at the same time flexible, and thus to different geometries of e.g. Inductively to be heated area customizable design of the high current cable.
  • first substantially cylindrical portion and the second substantially cylindrical portion are friction welded together. This allows a particularly stable embodiment of the connection sleeve while maintaining a very good electrical conductivity.
  • the connection sleeve is pushed onto the high-current cable such that the aluminum strand is in the aluminum section of the connection sleeve, whereupon the aluminum section of the connection sleeve is welded to the aluminum strand.
  • the connection sleeve can be introduced into a receptacle of a high-current connector which is at least partially complementary to the connection sleeve and fastened there.
  • connection sleeve comprises the friction welding of the two substantially cylindrical sections with each other.
  • Fastening the ferrule in the socket can, if suitable materials for the reception, e.g. Brass, and the second substantially cylindrical portion of the ferrule, e.g. Kuper, used to be done by soldering.
  • suitable materials for the reception e.g. Brass
  • the second substantially cylindrical portion of the ferrule e.g. Kuper
  • Claim 10 relates to the use of a friction-welded connection sleeve with two substantially cylindrical sections, one of which is made of aluminum and the other of another metal, preferably copper or silver, for producing an electrical connection in a jacketed aluminum high-current cable.
  • a high current cable designated in its entirety by 10, which consists of a stranded strand of aluminum sheathed by a stainless steel braid 12 in this embodiment.
  • a relatively long section of the aluminum strand is exposed, ie significantly more than would actually have to be exposed to the welding of the aluminum strand with a section of a connecting sleeve described below.
  • the Fig. 2 shows a connecting sleeve according to the invention denoted in its entirety by 20 with two substantially cylindrical portions 22 and 24, wherein the portion 22 made of aluminum and the portion 24 in this embodiment made of copper.
  • the two sections 22 and 24 are friction welded together.
  • the ferrule 20 further has two grub screws 26 in the end portion of the copper-made portion 24, the serve for clamping a high current cable inserted into the connecting sleeve 20, but which are optional and need not be provided.
  • the two cylindrical portions 22 and 24 have the same outer diameter in this embodiment, but the inner diameter of the portion 24 may be sized larger than that of the aluminum portion 22, so that also a part of the sheath of the cable, as in Fig. 3 shown, can be inserted into the sleeve.
  • the inner diameter of the section made of aluminum can be smaller because it only has to absorb the aluminum strand.
  • Fig. 3 is the state after sliding and the connection sleeve on the cable, welding the aluminum wire with the aluminum section 22 of the sleeve and soldering the copper in this embodiment consisting of section 24 to the here made of stainless steel braid jacket 12, so that a high current cable according to the invention 30 is formed.
  • a high current cable according to the invention 30 is formed.
  • the high-current plug 40 has in this embodiment, a cylindrical contact portion 42, a cylindrical receiving sleeve 44 and a closure flange 46.
  • the inner diameter of the receiving sleeve 44 is dimensioned so that the receiving sleeve 44 a receptacle 48 for the connecting sleeve 20 according to Fig. 2 forms.
  • the connection sleeve can be secured by grub screws, which are screwed into the receptacle sleeve through one or more bores 50.
  • the portion of the connecting sleeve located on the cable facing part of the connecting sleeve made of a metal such as copper or silver in particular, which fits well with the metal, from which typically a high-current connector of the type in question, in particular brass, is, can solder.
  • a metal such as copper or silver in particular
  • the receiving portion of the plug not only ensures a good electrical connection between the high-current cable and the plug, but also protects the after the production of the corresponding connection inside the aluminum section of the connection sleeve.
  • the contact portion 42 of the plug 40 is provided in a conventional manner for insertion into a corresponding receptacle on an electrical device.
  • connection sleeve design and in particular the shape of the connection sleeve. It is important that the design of the sleeve of two different materials, one of which is aluminum, ensures that the connection sleeve can be securely and permanently welded to the aluminum strand.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Hochstromkabel (30) insbesondere für Induktionsanwendungen mit einer in einer Ummantelung (12) geführten, vorzugsweise verseilten Aluminiumlitze, wobei an wenigstens einem Ende der Aluminiumlitze eine auf die Litze geschobene Anschlusshülse vorgesehen ist, wobei die Hülse aus einem ersten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt (22) aus einem ersten Metall und einem daran angeschweißten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt aus einem zweiten Metall (24) besteht und wobei der erste Abschnitt (22) aus Aluminium besteht und mit der Aluminiumlitze verschweißt ist.

Description

    TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Hochstromkabel für Induktionsanwendungen wie z.B. das induktive Erwärmen metallischer Bauteile beim Schweißen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Anbringen eines elektrischen Anschlusses an ein solches Hochstromkabel sowie die Verwendung einer Anschlusshülse für das Herstellen eines solchen elektrischen Anschlusses.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei bestimmten Schweißvorgängen ist es notwendig, die miteinander zu verbindenden Bauteile vorzuwärmen bzw. nach einem Schweißgang auf einer bestimmten Temperatur zu halten. Durch Vorwärmen der Bauteile kann (materialabhängig) eine sog. Aufhärtung (Bildung sehr harter Gefügezonen durch Überschreitung bestimmter Kohlenstoffwerte in der beim Schweißen wärmebeeinflussten Zone) verhindert werden. Bei mehrlagigem Schweißen ist die sog. Zwischenlagentemperatur von Bedeutung, die nicht unter einen bestimmten Wert fallen sollte, um sog. Kaltrisse zu vermeiden. Bei bestimmten Prozessen sollen die Bauteile nach dem eigentlichen Schweißvorgang für eine bestimmte Zeit auf einer bestimmten Temperatur gehalten (geglüht) werden. In allen diesen Fällen müssen die Bauteile durch geeignete Mittel zusätzlich zum eigentlichen Schweißvorgang erwärmt werden.
  • Bei einem bekannten und häufig verwendeten Verfahren werden ein oder mehrere Gasbrenner einer Schweißvorrichtung vorgeschaltet, an denen die Bauteile dann vorbeigeführt werden, um den Schweißnahtbereich der zu schweißenden Bauteile vorzuwärmen. Je nach Anordnung und Ausrichtung der Brenner, Material und Form der Bauteile und Geschwindigkeit, mit der sich Bauteile und Brenner relativ zueinander bewegen, ist die Erwärmung der Bauteile sehr ungleichmäßig, was negative Auswirkungen auf den Werkstoff der Bauteile haben kann. Beispielsweise toleriert der Stahl 15 NiCuMoNb 5 - WB 36 (Werkstoffnummer 1.6368), der in der Kesselindustrie sehr oft eingesetzt wird, nur sehr niedrige Auf- und Abkühlraten und sollte daher nicht mit einer Flamme vorgewärmt werden.
  • Neben der sog. Flammenvorwärmung ist die Vorwärmung mittels Infrarotstrahlung bekannt, womit Temperaturspitzen in den Bauteilen vermieden werden sollen. Dieses Verfahren ist allerdings ebenso wie die Erwärmung mit Flammen sehr energieintensiv und mit Energieverlusten im Bereich von 70 % verbunden. Zudem ist mittels Infrarotstrahlung oft nur eine oberflächliche Erwärmung der Bauteile möglich, während gerade bei Bauteilen mit einer großen Dicke eine Erwärmung des gesamten Schweißnahtbereichs wünschenswert ist.
  • In den letzten Jahren werden Bauteile deshalb verstärkt mittels Induktion erwärmt. Dabei werden im Schweißnahtbereich vor einer eigentlichen Schweißvorrichtung mittels einer als Induktor bezeichneten Vorrichtung Wirbelströme in den Bauteilen induziert, die zur Widerstandserwärmung führen. Je nach Induktorgeometrie, Schweißnahtgeometrie und Induktorleistung kann der gesamte Schweißnahtbereich vorgewärmt werden. Dabei kann zwischen zwei grundsätzlich verschiedenen Induktorbauarten, nämlichen starren und schlaffen, unterschieden werden, die sich jeweils für bestimmte Anwendungsarten durchaus bewährt haben. Daneben kann zwischen Induktoren, die aktiv über fluide Kühlmittel gekühlt werden und über entsprechende Kühlmittelleitungen verfügen, und solchen, die nicht über Kühlmittelleitungen verfügen, unterschieden werden.
  • Aus der DE 100 47 492 A1 sind verschiedene starre Induktoren bekannt, die nicht über Kühlmittelleitungen verfügen und zur schnellen lokalen Aufheizung bestimmt sind. Die Induktoren sind spezifisch für bestimmte Schweißnahtformen (z.B. Kehlnaht, Stumpfnaht), Schweißverfahren und Bauteile gefertigt und dienen dazu, die Schweißgeschwindigkeit dadurch drastisch zu erhöhen, dass die Bauteile kurz (typischerweise etwa 100 mm) vor dem Schweißbrenner sehr schnell induktiv erwärmt werden. Dazu werden die Induktoren sehr dicht über den Bauteilen platziert. Für Stähle wird eine Arbeitshöhe, also ein Abstand zwischen Induktor und Bauteil, von 1 bis 2 mm, für Aluminium-Legierungen sogar von vorzugsweise weniger als 1 mm genannt. Entsprechende Induktoren arbeiten mit einer Induktorleistung von etwa 15 bis 30 kW, und es werden Wechselstromfelder im Frequenzbereich von ca. 9 bis 23 kHz induziert. Damit sind dann Schweißgeschwindigkeiten von 400 bis 1.200 mm/Minute erreichbar.
  • Induktoren der anderen Bauart, sogenannte schlaffe, band- oder schlauchförmige Induktoren sind z.B. aus der US 2007/0215606 A1 bekannt. Sie bestehen aus einem Hochstromkabel in Form vorzugsweise verseilten Litze oder eines Drahtes, wobei das Kabel entweder, wie in der genannten US 2007/0215606 A1 beschrieben, direkt mit einem wasserdichten Schlauch umgeben oder aber von aber von einem i.d.R. metallischen Geflechtschlauch ummantelt ist, der dann, falls eine Kühlung benötigt wird, von einem wasserdichten Schlauch zur Führung eines Kühlmittels umgeben sein kann.
  • So sind z.B. mit ein bis drei Lagen Kupfergeflechtschlauch ummantelte Metallschläuche bekannt, bei denen an das Ende ein Anschlussstück gelötet ist, mittels welchem dann der elektrische Anschluss durch Verschraubung mit Überwurfmutter erfolgen kann. Typischerweise befinden sich solche Kabel noch in einem Schutzschlauch aus Glasfasergewebe. Problematisch bei dieser Art von Kabeln ist, dass sie mechanisch nur mittelmäßig robust sind und zudem bereits bei Anwendungstemperaturen über 200 °C eine Wasserkühlung benötigen.
  • Ferner sind in Silikonschläuchen geführte Kupferlitzen bekannt, bei denen der elektrische Anschluss über eine sogenannte Hochstrom-Steckverbindung meist mittels Lamellen-Kontaktelementen mit äußerer Wasserführung oder als Bajonett-Stecker mit innerer Wasserführung erfolgt. Solche Kabel sind mechanisch wenig robust, besitzen aber eine Strombelastbarkeit von etwa 40 A/mm2. Die kabelseitigen Anschlusselemente werden dabei als entsprechend geformte Hülsen an die Kupferlitze gelötet oder gepresst.
  • Insbesondere wenn sehr hohe Temperaturen unter Verwendung von Hochstromkabeln induktiv erzeugt werden sollen, z.B. Temperaturen bis zu 800 °C, haben sich Aluminium-Hochstromkabel besonders bewährt, bei denen i.d.R. in einem Edelstahlgeflechtschlauch eine Aluminiumlitze geführt ist. Trotz der hohen Temperaturen benötigen solche Kabel keine Wasserkühlung und sind sehr robust. Es hat sich allerdings gezeigt, dass es problematisch ist, solche Aluminium-Hochstromkabel in leichter und zuverlässiger Weise mit Anschlussstücken zum Anschließen der Kabel an elektrische Geräte zu versehen. Bislang werden dazu an das jeweilige Aluminiumkabel Kabelschuhe ebenfalls aus Aluminium angeschweißt. Allerdings werden entsprechende Induktionswärmeanlagen häufig durch fachfremdes Personal verwendet, so dass es nicht selten zu Fehlern bei der Verschraubung der Kabelschuhe mit Anschlüssen an einem elektrischen Gerät kommt, die sogar zur Zerstörung der Kabelschuhe führen können. Zudem ist die Isolation der Kabelschuhe problematisch. Für Aluminium-Hochstromkabel sind bislang keine Steckverbinder wie z.B. Steckverbinder für Kupferkabel bekannt, über welche in einfacher Weise auch durch fachfremdes Personal eine entsprechende Hochstromsteckverbindung realisiert werden könnte.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ummanteltes Aluminium-Hochstromkabel anzugeben, das in einfacher und sicherer Weise an typische elektrische Geräte, wie z.B. Erzeuger eines Induktionsstroms, anschließbar ist. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anbringen eines elektrischen Anschlussstücks an ein ummanteltes Aluminium-Hochstromkabel anzugeben.
  • Die Aufgabe wird gelöst von einem Hochstromkabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Der nebengeordnete Anspruch 10 betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen reibgeschweißten Hülse zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses bei einem ummantelten Aluminium-Hochstromkabel.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie es ermöglicht, Aluminium-Hochstromkabel, die eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Hochstromkabeln gerade bei sogenannten Mittelfrequenzanwendungen (d.h. Anwendungen, bei denen Wechselströme mit einer Frequenz von typischerweise einigen hundert Hz bis hin zu einigen kHz angewandt werden) wie z.B. der induktiven Erwärmung von metallischen Bauteilen im Rahmen der Werkstückvor- oder -nachbereitung bei Schweißvorgängen besitzen, in einfacher und vor allem sicherer Weise mit einem quasi standardisierten Hochstromstecker zur Herstellung von Steckverbindungen zu versehen.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene Anschlusshülse mit einem ersten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt aus einem ersten Metall und einem daran angeschweißten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt aus einem zweiten Metall, wobei der erste Abschnitt aus Aluminium besteht, ermöglicht es vorteilhaft, die Anschlusshülse mit der Aluminiumlitze zu verschweißen. Je nach Material des zweiten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitts kann dieser vorteilhaft mit einem Hochstromstecker verbunden, insbesondere verlötet werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der zweite Abschnitt aus Kupfer. Er kann aber auch aus anderen geeigneten Materialien, z.B. Silber, bestehen. Da Hochstromstecker der hier in Frage stehenden Art typischerweise aus Messing bestehen, kann dann der zweite Abschnitt mit dem Hochstromstecker verlötet werden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Innendurchmesser zumindest des zweiten Abschnitts dazu bemessen, die Ummantelung mit der Aluminiumlitze aufzunehmen. Dies ermöglicht es, auch die Ummantelung einzufassen und somit einen "sauberen" Abschluss des Kabels zu bilden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Ummantelung um eine Edelstahl-Geflechtummantelung. Dies ermöglicht vorteilhaft eine besonders robuste, gleichzeitig aber auch flexible und mithin an unterschiedliche Geometrien eines z.B. induktiv zu erwärmenden Bereichs anpassbare Ausgestaltung des Hochstromkabels.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der erste im Wesentlichen zylindrische Abschnitt und der zweite im Wesentlichen zylindrische Abschnitt miteinander reibverschweiß. Dies ermöglicht eine besonders stabile Ausgestaltung der Anschlusshülse bei gleichzeitiger Beibehaltung einer sehr guten elektrischen Leitfähigkeit.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Anbringen eines Hochstromsteckers an einem Hochstromkabel mit einer ummantelten Aluminiumlitze wird zunächst eine Anschlusshülse mit zwei im Wesentlichen zylindrischen Abschnitten, von denen einer aus Aluminium und der andere aus einem anderen Metall, vorzugsweise Kupfer oder Silber, besteht, bereitgestellt und es wird an wenigstens einem Ende des Hochstromkabels ein Teil der Aluminiumlitze freigelegt, wobei diese beiden Schritte natürlich in beliebiger Reihenfolge oder auch parallel erfolgen können. Dann wird die Anschlusshülse auf das Hochstromkabel so aufgeschoben, dass sich die Aluminiumlitze in dem aus Aluminium bestehenden Abschnitt der Anschlusshülse befindet, worauf der aus Aluminium bestehende Abschnitt der Anschlusshülse mit der Aluminiumlitze verschweißt wird. Anschließend kann die Anschlusshülse in eine zu der Anschlusshülse zumindest partiell komplementäre Aufnahme eines Hochstromsteckers eingebracht und dort befestigt werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Bereitstellen der Anschlusshülse das Reibverschweißen der beiden im Wesentlichen zylindrischen Abschnitte miteinander.
  • Das Befestigen der Anschlusshülse in der Aufnahme kann, sofern geeignete Materialien für die Aufnahme, z.B. Messing, und den zweiten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt der Anschlusshülse, z.B. Kuper, verwendet werden, durch Anlöten erfolgen.
  • Anspruch 10 betrifft die Verwendung einer reibgeschweißten Anschlusshülse mit zwei im Wesentlichen zylindrischen Abschnitten, von denen einer aus Aluminium und der andere aus einem anderen Metall, vorzugsweise Kupfer oder Silber, besteht, zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses bei einem ummantelten Aluminium-Hochstromkabel.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der vier Zeichnungsfiguren umfassenden Zeichnung.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
    • Fig. 1
    zeigt ein geflechtummanteltes Aluminium-Hochstromkabel mit teilweise entfernter Ummantelung.
    Fig. 2
    zeigt eine Anschlusshülse zum Anschweißen an das Kabel gemäß Fig. 1.
    Fig. 3
    zeigt das Kabel mit angeschweißter Hülse.
    Fig. 4
    zeigt einen Stecker zur Aufnahme der Anschlusshülse.
    BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In der Fig. 1 ist ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnetes Hochstromkabel gezeigt, das aus einer bei diesem Ausführungsbeispiel von einem Edelstahlgeflecht 12 ummantelten verseilten Aluminiumlitze besteht. Zum besseren Verständnis des Aufbaus des Kabels ist ein relativ langer Abschnitt der Aluminiumlitze freigelegt, also deutlich mehr, als eigentlich zum nachfolgend noch beschriebenen Verschweißen der Aluminiumlitze mit einem Abschnitt einer Anschlusshülse freigelegt werden müsste.
  • Damit sich die einzelnen Stränge der Aluminiumlitze nicht vollständig auffasern, wurde im gezeigten Zustand das Ende der Aluminiumlitze mit Isolierband 16 umwickelt.
  • Die Fig. 2 zeigt eine in ihrer Gesamtheit mit 20 bezeichnete erfindungsgemäße Anschlusshülse mit zwei im Wesentlichen zylindrischen Abschnitten 22 und 24, wobei der Abschnitt 22 aus Aluminium und der Abschnitt 24 bei diesem Ausführungsbeispiel aus Kupfer bestehen. Die beiden Abschnitte 22 und 24 sind miteinander reibverschweißt.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Anschlusshülse 20 ferner zwei Madenschrauben 26 im Endbereich des aus Kupfer bestehenden Abschnitts 24, die zum Festklemmen eines in die Anschlusshülse 20 eingeführten Hochstromkabels dienen, die aber optional sind und nicht vorgesehen sein müssen.
  • Die beiden zylindrischen Abschnitte 22 und 24 besitzen bei diesem Ausführungsbeispiel denselben Außendurchmesser, der Innendurchmesser des Abschnitts 24 kann aber größer bemessen sein als der des aus Aluminium bestehenden Abschnitts 22, so dass auch ein Teil der Ummantelung des Kabels, wie in Fig. 3 gezeigt, in die Hülse eingeführt werden kann. Der Innendurchmesser des aus Aluminium bestehenden Abschnitts kann dagegen kleiner sein, da er nur die Aluminiumlitze aufnehmen muss.
  • In Fig. 3 ist der Zustand nach Aufschieben und der Anschlusshülse auf das Kabel, Verschweißen der Aluminiumlitze mit dem aus Aluminium bestehenden Abschnitt 22 der Hülse und Anlöten des bei diesem Ausführungsbeispiel aus Kupfer bestehenden Abschnitts 24 an die hier aus Edelstahlgeflecht bestehende Ummantelung 12 gezeigt, so dass ein erfindungsgemäßes Hochstromkabel 30 gebildet ist. Für den Fachmann erschließt sich sofort, dass auf diese Weise ein nicht nur optisch ansprechender und eleganter Abschluss des Hochstromkabels gebildet werden kann, sondern dass sich dieser Abschluss hervorragend zum Anschließen an elektrische Geräte wie z.B. Erzeuger von Induktionswechselströmen eignet, denn der aus Aluminium bestehende Abschnitt kann leicht und dauerhaft mit der aus Aluminium bestehenden Litze verschweißt werden, während der aus Kupfer oder einem entsprechenden anderen geeigneten Metall bestehende Abschnitt eine hervorragende Leitfähigkeit und Robustheit aufweist, insbesondere aber leicht mit einem Stecker aus einem entsprechenden Material, typischerweise aus Messing, verbunden werden kann. Fig. 4 zeigt einen in seiner Gesamtheit mit 40 bezeichneten entsprechenden Hochstromstecker.
  • Der Hochstromstecker 40 besitzt bei diesem Ausführungsbeispiel einen zylindrischen Kontaktabschnitt 42, eine zylindrische Aufnahmehülse 44 und einen Abschlussflansch 46. Der Innendurchmesser der Aufnahmehülse 44 ist so bemessen, dass die Aufnahmehülse 44 eine Aufnahme 48 für die Anschlusshülse 20 gemäß Fig. 2 bildet. Die Anschlusshülse kann nach Einführen in die Aufnahme 48 durch Madenschrauben gesichert werden, die durch eine oder mehrere Bohrungen 50 in die Aufnahmehülse eingedreht werden. Vorzugsweise wird die Anschlusshülse jedoch nach dem Einbringen selbiger in die Aufnahme 48 mit dem Stecker 40 verlötet, was vorteilhaft dadurch möglich ist, dass der am kabelzugewandten Teil der Anschlusshülse befindliche Abschnitt der Anschlusshülse aus einem Metall wie insbesondere Kupfer oder Silber besteht, das sich gut mit dem Metall, aus dem typischerweise ein Hochstromstecker der hier in Frage stehenden Art, insbesondere Messing, besteht, verlöten lässt. Diese Materialien sind auch deutlich härter als Aluminium, so dass der Aufnahmeabschnitt des Steckers nicht nur für eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Hochstromkabel und dem Stecker sorgt, sondern gleichzeitig auch den nach Herstellen der entsprechenden Verbindung innenliegenden Aluminiumabschnitt der Anschlusshülse schützt. Der Kontaktabschnitt 42 des Steckers 40 ist in an sich bekannter Weise zum Einbringen in eine entsprechende Aufnahme an einem elektrischen Gerät vorgesehen.
  • Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich z.B. auf die Ausgestaltung und insbesondere die Formgebung der Anschlusshülse beziehen. Wichtig ist, dass die Ausgestaltung der Hülse aus zwei unterschiedlichen Materialien, von denen eines Aluminium ist, gewährleistet, dass die Anschlusshülse sicher und dauerhaft mit der Aluminiumlitze verschweißt werden kann.

Claims (10)

  1. Hochstromkabel insbesondere für Induktionsanwendungen mit einer in einer Ummantelung geführten, vorzugsweise verseilten Aluminiumlitze,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an wenigstens einem Ende der Aluminiumlitze eine auf die Litze geschobene Anschlusshülse vorgesehen ist,
    wobei die Hülse aus einem ersten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt aus einem ersten Metall und einem daran angeschweißten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt aus einem zweiten Metall besteht und
    wobei der erste Abschnitt aus Aluminium besteht und mit der Aluminiumlitze verschweißt ist.
  2. Hochstromkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt aus Kupfer oder Silber besteht.
  3. Hochstromkabel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser zumindest des zweiten Abschnitts dazu bemessen ist, die Ummantelung mit der Aluminiumlitze aufzunehmen.
  4. Hochstromkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung eine Edelstahl-Geflechtummantelung ist.
  5. Hochstromkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste im Wesentlichen zylindrische Abschnitt und der zweite im Wesentlichen zylindrische Abschnitt miteinander reibverschweißt sind.
  6. Hochstromkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusshülse in einem Hochstromstecker befestigt ist.
  7. Verfahren zum Anbringen eines Hochstromsteckers an einem Hochstromkabel mit einer ummantelten Aluminiumlitze,
    gekennzeichnet durch
    - Bereitstellen einer Anschlusshülse mit zwei im Wesentlichen zylindrischen Abschnitten, von denen einer aus Aluminium und der andere aus einem anderen Metall, vorzugsweise Kupfer oder Silber, besteht,
    - Freilegen eines Teils der Aluminiumlitze,
    - Aufschieben der Anschlusshülse auf das Hochstromkabel so, dass sich die Aluminiumlitze in dem aus Aluminium bestehenden Abschnitt der Anschlusshülse befindet,
    - Verschweißen des aus Aluminium bestehenden Abschnitts der Anschlusshülse mit der Aluminiumlitze und
    - Einbringen der Anschlusshülse in eine zu der Anschlusshülse zumindest partiell komplementäre Aufnahme eines Hochstromsteckers und
    - Befestigen der Anschlusshülse in der Aufnahme.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Anschlusshülse das Reibverschweißen der beiden im Wesentlichen zylindrischen Abschnitte miteinander umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigen der Anschlusshülse in der Aufnahme durch Anlöten erfolgt.
  10. Verwendung einer Anschlusshülse mit zwei im Wesentlichen zylindrischen Abschnitten, von denen einer aus Aluminium und der andere aus einem anderen Metall, vorzugsweise Kupfer oder Silber, besteht, zum Anbringen eines Hochstromsteckers an einem Hochstromkabel mit einer geflochtenen Aluminiumlitze.
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