ES2866166T3 - Procedimiento para crear una conexión de blindaje de un cable blindado; cable correspondiente con un blindaje - Google Patents

Procedimiento para crear una conexión de blindaje de un cable blindado; cable correspondiente con un blindaje Download PDF

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Abstract

Procedimiento para crear una conexión de blindaje de un cable blindado con las etapas: - colocar por deslizamiento un manguito (3) sobre un blindaje (4) de un cable, caracterizado por - insertar el cable junto con el manguito (3) en una bobina de soldadura por impulsos magnéticos, - aplicar corriente a la bobina de soldadura por impulsos magnéticos con un impulso de tal manera que una pared interior del manguito (3) se ensamble por unión de materiales con el blindaje (4).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para crear una conexión de blindaje de un cable blindado; cable correspondiente con un blindaje
El objeto de esta invención se refiere a un procedimiento para crear una conexión de blindaje de un cable blindado así como un cable.
Debido al creciente porcentaje de vehículos híbridos y eléctricos y a la electrificación asociada de la cadena cinemática, están aumentando los requisitos para las denominadas líneas de alta tensión. Las líneas de alta tensión son líneas con grandes secciones transversales de cable que tienen una capacidad de carga de corriente de varios 100 A con una fuerza dieléctrica simultánea de varios 100 V a algunos 1000 V. Debido a los altos voltajes y corrientes en las líneas de alta tensión, el flujo electromagnético de la línea es un componente esencial. Debe darse la compatibilidad electromagnética de las líneas conductoras de corriente en aplicaciones de alta tensión y debe evitarse de forma segura cualquier influencia sobre otros componentes eléctricos.
La radiación electromagnética se blinda a través de un blindaje que rodea el conductor del cable. A este respecto, el blindaje debe establecer contacto continuamente a lo largo de los componentes conductores de corriente con un mismo potencial eléctrico, en particular tierra, para garantizar un blindaje seguro de la radiación electromagnética. Sin embargo, esto también significa que el blindaje no solo debe estar intacto a lo largo del haz de cables, sino también en las transiciones entre dos cables y en el caso de entradas de cables en carcasas o similares. Dichas entradas de cable deben garantizar un contacto de blindaje seguro. Puesto que el blindaje por regla general está hecho de láminas y/o malla, el contacto con otros blindajes es complejo en términos de tecnología de procesos. Por esta razón, ya se propone poner en contacto el blindaje con un manguito y luego usar el manguito como contacto de blindaje.
Se conocen distintas técnicas para poner en contacto el manguito con el blindaje, como están descritas, por ejemplo, en los documentos DE 102007 051 836 A1 o DE 10200260897 B4. Sin embargo, los procedimientos de conexión descritos ahí están asociados con un esfuerzo de fabricación complejo. Los procedimientos conocidos se basan frecuentemente en un arrastre de forma y/o un arrastre de fuerza, siendo cuestionable la estabilidad a largo plazo de estas conexiones. Precisamente en el caso de aplicaciones automotrices, en las cuales las conexiones están expuestas a condiciones ambientales extremas, en particular vibraciones mecánicas así como ataques electroquímicos por electrolitos, se desea un contacto estable a largo plazo entre el blindaje y el manguito.
La publicación US 2001/0016459 A1 hace referencia en particular a un procedimiento y a un dispositivo para el mecanizado de piezas de trabajo metálicas por medio de una energía magnética pulsada.
La publicación US 2014/326501 A1 (base del preámbulo de las reivindicaciones 1 y 8) hace referencia a un cable eléctrico y a un procedimiento para la producción de un cable eléctrico así como a un dispositivo de soldadura para la producción de un cable eléctrico. El objeto hace referencia en particular a la posibilidad de la puesta en contacto de blindajes eléctricos en cables de alta tensión, en particular en cables de alta tensión en el ámbito de vehículos híbridos o eléctricos.
La publicación DE 102007 021 846 A1 se refiere a una conexión entre una tubería rígida y un elemento de línea flexible así como a un procedimiento para la producción de dicha conexión.
La publicación DE 102010 003 599 A1 se refiere en particular a la puesta en contacto de cables que comprenden cordones de metales ligeros, tales como, por ejemplo, cordones de aluminio. Sin embargo, la publicación también se puede transferir a otros materiales de cordones, tales como, por ejemplo, cordones de magnesio y de cobre o a cordones hechos de aleaciones de uno o varios de los materiales adecuados anteriormente mencionados u otros. Los cables de este tipo se utilizan sobre todo en la construcción de vehículos de motor para suministrar energía eléctrica a los consumidores eléctricos. Del mismo modo, los cables de este tipo se usan para la puesta a tierra de sistemas eléctricos. Además del procedimiento para la confección de cables, la presente invención también se refiere a un cable confeccionado.
El objeto se basaba en el objetivo de poner a disposición una conexión de blindaje que sea estable a largo plazo y que se pueda producir de manera segura en el proceso, en particular manteniendo tiempos de ciclo cortos durante la producción.
Este objetivo se consigue a través de un procedimiento según la reivindicación 1 así como un cable según la reivindicación 8.
En el caso del procedimiento concreto, se coloca por deslizamiento un manguito sobre un blindaje de un cable.
El cable está constituido por regla general por un conductor interior, también denominado alma, un aislamiento interior, un blindaje y un aislamiento exterior. A este respecto, el conductor interior puede estar formado como un conductor plano o redondo y puede estar formado o bien monolíticamente de material macizo o bien a partir de un cordón. El aislamiento interior aísla el conductor interior con respecto al blindaje.
El blindaje se deja al descubierto y el manguito se coloca por deslizamiento directamente sobre el blindaje. A este respecto, el manguito puede ser de una sola pieza o incluso de varias piezas, y en particular puede presentar una parte superior y una parte inferior. El manguito se puede poner encima o colocar por deslizamiento sobre el cable o bien el blindaje.
Después de que el manguito se ha colocado por deslizamiento/puesto encima sobre el blindaje, el manguito se fija temporalmente al blindaje, por ejemplo, mediante un brazo de sujeción o similar. Una fijación también puede estar garantizada por que se ha colocado por deslizamiento el manguito sobre el blindaje en un ajuste prensado. En particular, el aislamiento interior es elásticamente deformable y, por lo tanto, posibilita una colocación por deslizamiento del manguito con una deformación simultánea del aislamiento, de manera que el manguito está sujeto de manera imperdible en el blindaje por la fuerza de retroceso del aislamiento.
Para la colocación por deslizamiento sencilla del manguito sobre el blindaje, el manguito puede presentar una abertura que se ensancha hasta un extremo del lado frontal del manguito. Por lo tanto, el manguito con el extremo ensanchado se puede colocar por deslizamiento sobre el blindaje y, durante la colocación por deslizamiento, el manguito comprime el blindaje contra el aislamiento y, por ello, se sujeta de manera imperdible sobre el blindaje.
El cable junto con el manguito se inserta a continuación en una bobina de soldadura por impulsos magnéticos con una herramienta correspondiente.
En cuanto el cable junto con el manguito se ha posicionado en la bobina de soldadura por impulsos magnéticos, se aplica corriente a la bobina de soldadura por impulsos magnéticos con un impulso eléctrico. El impulso tiene una intensidad de corriente tal que la fuerza de Lorentz que actúa sobre el manguito debido a la corriente parásita inducida en el manguito es suficiente para deformar plásticamente el manguito y, en particular, para ensamblarlo por unión de materiales al blindaje.
Por la alta velocidad de deformación causada por el impulso muy corto se produce una soldadura en frío entre el material del blindaje y el material del manguito. De acuerdo con la invención, la pared interior del manguito está ensamblada por unión de materiales al blindaje.
En una sección longitudinal de la zona de ensamblaje entre el manguito y el blindaje se muestra en particular una imagen de soldadura en forma de onda. Se producen zonas de contacto intermetálico entre el manguito de metal y el metal del blindaje.
Para la colocación por deslizamiento del manguito sobre el blindaje, se propone que en primer lugar en un área se retire un aislamiento exterior del cable y a continuación se coloque por deslizamiento el manguito en esta área. A través de la retirada del aislamiento se deja a descubierto el blindaje, de manera que el manguito se puede poner encima directamente sobre el blindaje. En el caso de que el área en la que se retira el aislamiento se encuentre entre dos extremos del lado frontal del cable y esté rodeada por ambos lados por un aislamiento exterior, el manguito se compone preferentemente de varias piezas y se puede poner encima radialmente desde el exterior sobre el blindaje. En este sentido, las piezas individuales del manguito se pueden enclavar las unas con las otras por medio de un diseño mecánico correspondiente, de manera que las piezas del manguito estén dispuestas de forma imperdible en el blindaje antes de que el manguito se ensamble por unión de materiales al blindaje.
El impulso con el que se aplica corriente a la bobina de soldadura por impulsos magnéticos tiene una duración de menos de 1 segundo, en particular de menos de 0,5 segundos, preferentemente de manera aproximada de 0,3 segundos o menos. A este respecto, el pulso tiene preferentemente una duración de al menos más de 0,1 segundos.
Para la corta duración del impulso, un acumulador de energía en un generador de impulsos se descarga muy rápidamente. Esto da como resultado una alta intensidad de corriente, puesto que la carga almacenada por el acumulador fluye a través de la bobina de soldadura por impulsos magnéticos en un período de tiempo muy corto. En particular, se propone que el impulso presente una intensidad de corriente de al menos 10 kA, preferentemente al menos 100 kA. Para ello, está previsto en el generador de impulsos preferentemente al menos un condensador, cuya carga se descarga a modo de impulsos. La tensión puede encontrarse, por ejemplo, en 400 V.
Las altas intensidades de corriente en la bobina de soldadura por impulsos magnéticos dan como resultado una gran corriente parásita en el manguito, la cual, por su parte, provoca una fuerza de Lorentz en el manguito dirigida hacia el interior de la bobina. Esta fuerza de Lorentz da como resultado una deformación plástica permanente del manguito en muy poco tiempo, de manera que está garantizada una soldadura en frío entre el manguito y el blindaje.
La bobina de soldadura por impulsos magnéticos es preferentemente una bobina toroidal. Para asegurar que el manguito se suelde alrededor del blindaje con aproximadamente la misma energía, se propone que el cable junto con el manguito se inserte en la bobina de soldadura por impulsos magnéticos concéntricamente con el eje de bobina de la bobina toroidal. Esto da como resultado que la fuerza de Lorentz es lo más idéntica posible a lo largo del perímetro del manguito. Por ello, se garantiza una deformación plástica más uniforme posible del manguito y, por lo tanto, un ensamblaje por unión de materiales lo más uniforme posible del manguito a lo largo del perímetro de la superficie interior del manguito sobre el blindaje.
Como ya se ha explicado, el manguito se conforma en frío por el impulso. A través de la rápida conformación en frío se produce solo en la zona de soldadura una temperatura muy baja, lo cual puede resultar ventajoso. Debido al impulso y a la fuerza de Lorentz provocada por él, se supera la tensión de deformación permanente del material del manguito. Por lo tanto, el manguito se forma en frío sin contacto. Se realiza una colisión de alta velocidad entre la superficie interior del manguito y el blindaje, de manera que se logra casi sin calentamiento una conexión por unión de materiales entre el manguito y el blindaje. Preferentemente, el aislamiento exterior del cable se retira en un extremo del lado frontal del cable y el manguito se coloca por deslizamiento a continuación sobre el cable o bien el blindaje desde el extremo del lado frontal.
Se logra una conexión particularmente buena entre el manguito y el blindaje cuando el manguito y el blindaje están formados por el mismo metal. En particular, son apropiados los metales no ferrosos, tales como, por ejemplo, el aluminio o el cobre así como sus respectivas aleaciones. Es importante que el material del manguito tenga una alta conductividad. Por ello, se generan en el manguito grandes corrientes parásitas, que dan como resultado que la fuerza de Lorentz que actúa sobre el manguito sea grande.
El conductor interior tiene preferentemente una sección transversal redonda o rectangular y, por lo tanto, puede formar un cable redondo o un cable plano. El conductor interior está formado, en particular, como conductor de cordón o como conductor de una sola pieza.
El blindaje es preferentemente una malla metálica y/o una lámina metálica.
Para la adaptación del manguito a una entrada de cable, se propone que el manguito tenga un perímetro exterior que esté adaptado a una entrada de cable. Esto puede dar como resultado que el manguito presente una sección transversal de abertura y una sección transversal exterior, siendo diferente la sección transversal de abertura de la sección transversal exterior. La sección transversal de abertura corresponde aproximadamente a la sección transversal del conducto interior, el aislamiento interior y el blindaje. Esto da como resultado que el manguito con la sección transversal de abertura se puede colocar por deslizamiento sobre el blindaje. Una sección transversal exterior que se desvíe de esto puede ocuparse de que, después del ensamblaje por unión de materiales, el manguito corresponda a una entrada de cable y esté garantizada una buena conexión de blindaje.
A continuación, se explica con más detalle el objeto mediante un dibujo que muestra ejemplos de realización. En los dibujos muestran:
la figura 1 un cable junto con manguito,
la figura 2 un cable insertado en una bobina de impulsos magnéticos;
la figura 3 un manguito soldado a un blindaje a través de un impulso magnético.
La figura 1 muestra un cable con un conductor interior 1. El conductor interior 1 puede estar formado como cordón o a partir de material macizo. El conductor interior 1 está elaborado preferentemente de cobre o de una aleación del mismo, pero también puede estar formado como aluminio o una aleación del mismo. La sección transversal del conductor interior 1 es preferentemente redonda o rectangular.
Está previsto un aislamiento primario 2 que rodea al conductor interior 1. El aislamiento primario 2 está formado por un material eléctricamente aislante.
Un blindaje 4 está enrollado alrededor del aislamiento primario 2. El blindaje 4 puede estar formado como una lámina metálica o una malla metálica o una combinación de las mismas.
El blindaje 4 rodea un aislamiento secundario 5. El aislamiento secundario 5 puede estar formado del mismo material que el aislamiento primario 2.
Se puede reconocer que, en el extremo del lado frontal del cable, el aislamiento secundario 5 se ha retirado del blindaje 4. El blindaje 4 se ha dejado a descubierto en un área del lado frontal. El manguito 3 se puede colocar por deslizamiento sobre esta área. A este respecto, el manguito 3 tiene preferentemente un diámetro interior que corresponde al diámetro exterior del aislamiento primario 2 junto con el blindaje 4.
El manguito 3 está formado preferentemente del mismo material que el blindaje 4. En este caso, son apropiados en particular el cobre o bien el aluminio así como sus aleaciones.
Después de que el manguito 3 se haya colocado por deslizamiento sobre el blindaje 4, el cable se posiciona por un equipo de alimentación en una bobina de impulsos magnéticos 6, como se muestra en la figura 2. La bobina de impulsos magnéticos 6 dispone de una pluralidad de devanados y está formada en particular como una bobina toroidal. Los devanados están alrededor del cable. El cable, preferentemente con su eje longitudinal, es colineal con el eje longitudinal de la bobina de impulsos magnéticos 6.
Se puede reconocer que el cable con el manguito 3 está posicionado en el interior de la bobina de impulsos magnéticos 6.
Se puede transmitir un impulso de corriente corto a la bobina de impulsos magnéticos 6 a través de un generador de impulsos, que presenta en particular al menos un condensador y una resistencia óhmica así como un interruptor. Para ello, la bobina de impulsos magnéticos 6 se pone en cortocircuito a través del condensador y la resistencia. Por ello, el condensador se descarga y la carga almacenada fluye muy rápidamente a través de la bobina de impulsos magnéticos 6. A este respecto, se producen corrientes de hasta algunos 100 kA.
Las corrientes que fluyen en la bobina 6 provocan una corriente parásita en el manguito 6. Por ello, se ejerce una fuerza de Lorentz sobre el manguito 3, que actúa en la dirección del interior del cable.
A través de esta fuerza de Lorentz, se realiza una conformación en frío del manguito 3, como se muestra en la figura 3. La fuerza de Lorentz actúa en la dirección 7 sobre el manguito 3 y el manguito 3 se deforma plásticamente en una fracción de segundo y se monta a presión sobre el blindaje 4. Por medio de la alta aceleración, se produce una conexión intermetálica entre la pared interior del manguito 3 y el blindaje 4. Por lo tanto, el manguito 3 no solo está conectado al blindaje 4 en arrastre de forma y en arrastre de fuerza, sino que también está ensamblado por unión de materiales.
A continuación, el cable se retira de la bobina de impulsos magnéticos 6 y se puede incrustar el siguiente cable.
El tiempo de ciclo es muy corto, puesto que la soldadura se realiza en muy poco tiempo, en particular en menos de 1 segundo. El generador de impulsos se puede cargar mientras se retira el cable de la bobina de impulsos magnéticos 6 y se incrusta un cable nuevo. Este tiempo puede ser suficiente para cargar el generador de impulsos o bien sus condensadores con carga suficiente, de manera que nuevamente una fuerza de Lorentz suficiente actúe sobre el manguito 3 en la siguiente etapa de trabajo.
Con la ayuda del procedimiento mostrado, se pueden producir conexiones entre manguitos y blindajes seguras en el proceso y estables a largo plazo.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para crear una conexión de blindaje de un cable blindado con las etapas:
- colocar por deslizamiento un manguito (3) sobre un blindaje (4) de un cable, caracterizado por
- insertar el cable junto con el manguito (3) en una bobina de soldadura por impulsos magnéticos,
- aplicar corriente a la bobina de soldadura por impulsos magnéticos con un impulso de tal manera que una pared interior del manguito (3) se ensamble por unión de materiales con el blindaje (4).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado
- por que en un área se retira un aislamiento exterior del cable y por que el manguito (3) se coloca por deslizamiento en esta área.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado
- por que el impulso tiene una duración de menos de un segundo.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado
- por que el impulso presenta una intensidad de corriente de al menos 10 kA, preferentemente más de 100 kA.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado
- por que la bobina de soldadura por impulsos magnéticos es una bobina toroidal y por que el cable, junto con el manguito (3), se inserta en la bobina de soldadura por impulsos magnéticos de forma concéntrica al eje de bobina de la bobina toroidal.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado
- por que el manguito (3) está conformado en frío por el impulso.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado
- por que el aislamiento exterior del cable se retira en un extremo del lado frontal del cable.
8. Cable con
- un conductor interior (1 ),
- un aislamiento interior que rodea al conductor interior (1 ),
- un blindaje (4) que rodea el aislamiento interior,
- un aislamiento exterior que rodea el blindaje (4),
- un manguito (3) que rodea el blindaje (4) colocado por deslizamiento sobre un área liberada del aislamiento exterior,
caracterizado
- por que el blindaje (4) está soldado por unión de materiales con una pared interior del manguito (3) mediante soldadura por impulsos magnéticos.
9. Cable según la reivindicación 8,
caracterizado
- por que el manguito (3) y el blindaje (4) están formados por un mismo metal, en particular por aluminio o sus aleaciones o cobre o sus aleaciones.
10. Cable según las reivindicaciones 8 o 9,
caracterizado
- por que al menos el conductor interior (1 ) tiene una sección transversal redonda o rectangular.
11. Cable según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado
- por que el blindaje (4) está formado por una malla metálica y/o una lámina metálica.
12. Cable según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado
- por que el manguito (3) presenta una sección transversal de abertura y una sección transversal exterior, siendo diferente la sección transversal de abertura de la sección transversal exterior.
ES18759068T 2017-11-13 2018-08-15 Procedimiento para crear una conexión de blindaje de un cable blindado; cable correspondiente con un blindaje Active ES2866166T3 (es)

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