ITTV20130063A1 - Procedimento per l'interconnessione di cavi elettrici - Google Patents
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Description
TITOLO: PROCEDIMENTO PER L'INTERCONNESSIONE DI CAVI ELETTRICI
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha per oggetto un procedimento per l'interconnessione di cavi elettrici ed in particolare di un primo cavo elettrico di fibre di carbonio con un secondo cavo elettrico in conduttore metallico.
Oggigiorno sono in uso dei cavi elettrici costituiti da un fascio di fibre di carbonio avvolto in una guaina realizzata in un materiale elettricamente isolante, quale ad esempio una resina siliconica; poiché il carbonio presenta una elevata resistenza al calore, tali cavi in fibre di carbonio si prestano a trovare una loro ottimale applicazione come resistenze elettriche riscaldanti, ad esempio nel settore delle termocoperte .
Per poter fornire l'alimentazione elettrica a tali cavi in fibre di carbonio, queste ultime devono essere connesse, alle loro estremità, a dei conduttori metallici, tipicamente in rame o in alluminio, collegati, direttamente o mediante appositi circuiti, ad una sorgente di alimentazione .
Ε' noto realizzare il collegamento elettrico tra un'estremità del fascio di fibre di carbonio ed un'estremità del conduttore metallico mediante un procedimento di connessione, denominato "crimpatura" , che prevede l'inserimento delle due estremità in un apposito anello metallico, il quale viene poi serrato così da comprimere tra loro le fibre di carbonio ed il conduttore metallico, realizzando il contatto elettrico tra gli stessi.
Tale processo di connessione di tipo noto presenta però un grande inconveniente: a causa della ridottissima resistenza meccanica, in particolare a trazione, delle fibre di carbonio, sono sufficienti delle modeste sollecitazioni meccaniche su uno o su entrambi i cavi per provocare lo strappo di tali fibre di carbonio, con la conseguente interruzione del collegamento elettrico tra i due cavi.
Per limitare la possibilità di una rottura delle fibre di carbonio, la compressione dell'anello metallico non dovrebbe essere troppo elevata, ciò potendo però compromettere la bontà del contatto elettrico tra il conduttore metallico e le fibre di carbonio stesse.
Non è inoltre possibile connettere un conduttore metallico ad un fascio di fibre di carbonio mediante saldatura, in quanto il carbonio, per le sue caratteristiche fisico/chimiche, non si presta ad essere saldato.
A causa dei suddetti inconvenienti l'utilizzo di tali cavi in fibre di carbonio risulta quindi molto ridotto.
E' noto il brevetto EP-A-1076341 che descrive una operazione di connessione di un filo isolato di un terminale di piedino che comprende: rimuovere un isolante ad un'estremità del filo isolato per esporre un conduttore; avvolgere il conduttore esposto in una parte a spirale e inserire quindi il terminale di piedino nell'apertura centrale della parte a spirale e fissare la parte a spirale del terminale di piedino con un terminale di fissaggio come ad esempio lega per saldatura.
E' anche noto il brevetto GB-A-171317 che descrive un terminale per l'uso con cavi elettrici ad alta tensione comprendente un singolo pezzo di filo elastico che ad un'estremità è formato in avvolgimenti che si adattano attorno all'estremità di un elemento o pezzo di cavo.
Il filo viene portato via centralmente dagli avvolgimenti approssimativamente linearmente e forma quindi un asse trasversale attorno ai fili conduttori del cavo.
Il filo inoltre si estende da tale ansa trasversale per formare un'ansa espansibile all'estremità libera per il fissaggio ad un elettrodo di candela o simile.
E' anche noto il brevetto JP-A-2004087446 che descrive un procedimento per unire fasci di fibre di carbonio comprendente inserire due fasci di fibre di carbonio nelle estremità opposte di un alloggiamento e quindi riempire l'alloggiamento con un materiale conduttivo per integrare le fibre di carbonio fra di loro.
E' anche noto il brevetto EP1796215B1 in cui si rivendica un procedimento per l'interconnessione di un primo cavo elettrico (1), costituito da un fascio (2) di fibre di carbonio avvolto in una prima guaina isolante (3), con un secondo cavo (4) costituito da un conduttore metallico (5) avvolto in una seconda guaina isolante (6), che si caratterizza per il fatto di comprendere le seguenti fasi:
a) rimozione di un primo tratto di detta prima guaina (3) che ricopre una prima estremità (7) di detto fascio (2) e rimozione di un secondo tratto di detta seconda guaina (6) che ricopre una seconda estremità (8), di detto conduttore metallico (5), per una estensione superiore rispetto a quella del primo tratto;
b) avvolgimento a spirale di detta seconda estremità (8) di detto conduttore metallico (5) attorno a detto fascio di fibre di carbonio (2) a partire da detta prima estremità (7) di detto primo cavo (1), in una prima direzione fino a che tale conduttore metallico (5) arriva ad interessare la prima guaina (3);
c) inversione della direzione di avanzamento della spirale definita da detta seconda estremità (8), di detto conduttore metallico (5) a realizzare almeno un cappio (9) che avvolge detta prima guaina (3);
d) avvolgimento a spirale di detto conduttore metallico (5) in una seconda direzione opposta a detta prima direzione indietro verso detta prima estremità (7) di detto fascio (2) in allineamento mutuo di detto primo e secondo cavo (1, 4);
e) apposizione di almeno uno strato (10) di stagno o altro conduttore o elemento di copertura a ricoprire totalmente detta seconda estremità (8) di detto conduttore metallico (5).
Tale soluzione, pur risolvendo alcuni degli inconvenienti di cui alla tecnica nota presenta ancora il grande inconveniente di poter essere impiegata solo per ottenere una interconnessione tra conduttore in filo rame e resistore in fibra di carbonio che può avere una tenuta non superiore a 200°C.
La causa del limite nominato è dovuta alla ridotta misura di contatto della connessione che con potenza superiore a 50W a metro lineare del resistore in fibra di carbonio; si verifica infatti un eccesso di surriscaldamento sul punto di connessione che dopo breve tempo di funzionamento genera una bruciatura con conseguente interruzione dell'alimentazione del resistore .
Ne consegue pertanto che l'utilizzo di questa tecnologia ha una limitazione nelle applicazioni dove sia necessario realizzare riscaldatori con temperatura superiore a 200°C come in applicazioni industriali per riscaldamento tubazioni, serbatoi o altri elementi oppure per applicazioni su elettrodomestici civili come stiro e cottura.
Compito principale di quanto forma oggetto della presente invenzione è quindi quello di risolvere i problemi tecnici evidenziati, eliminando gli inconvenienti di cui alla tecnica nota citata e quindi escogitando una soluzione che consenta di ottenere una ottimale connessione elettrica tra un cavo in fibre di carbonio ed un cavo in conduttore metallico e che la stessa possa essere impiegata in applicazioni industriali per riscaldamento di tubazioni, serbatoi o altri elementi oppure per applicazioni su elettrodomestici civili come stiro e cottura che prevedano l'impiego di riscaldatori con temperatura superiore a 200°C.
Nell'ambito del compito sopra esposto, un altro importante scopo è quello di realizzare un'invenzione che permetta di interconnettere un cavo in fibre di carbonio con un cavo in conduttore metallico, riducendo il rischio di separazione dei due cavi anche sotto l'azione di sollecitazioni meccaniche.
Non ultimo scopo è quello di realizzare un procedimento per la interconnessione di un cavo in fibre di carbonio con un cavo di conduttore metallico che presenti costi realizzativi contenuti rispetto alla tecnica nota.
Il compito e gli scopi accennati, nonché altri che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un procedimento per l'interconnessione di un primo cavo elettrico (1), costituito da un fascio (2) di fibre di carbonio avvolto in una prima guaina isolante (3), con un secondo cavo (4) costituito da un conduttore metallico (5) avvolto in una seconda guaina isolante (6), che si caratterizza per il fatto di comprendere le seguenti fasi:
a. rimozione di un primo tratto (7) di detta prima guaina (3) che ricopre una prima estremità (7a) di detto fascio (2) e rimozione di un secondo tratto (8) di detta seconda guaina (6) che ricopre una seconda estremità (8a), di detto conduttore metallico (5), per una estensione sostanzialmente pari rispetto a quella del primo tratto (7);
b. separazione di detto secondo cavo (4) in un trefolo centrale rigido (9) e di due trefoli laterali flessibili (10a,10b);
c. posizionamento di detto trefolo centrale rigido (9) all'interno di detto fascio (2);
d. avvolgimento a spirale del primo di detti due trefoli laterali flessibili (10a,10b) su detto trefolo centrale rigido (9) ricoperto da detto fascio (2) in fibre di carbonio;
e. avvolgimento a spirale del secondo di detti due trefoli laterali flessibili (10b) su detto trefolo centrale rigido (9) ricoperto da detto fascio (2) in fibre di carbonio e su cui è stato avvolto detto primo trefolo laterale flessibile (1Oa);
f. apposizione di almeno uno strato (11) di stagno o altro conduttore a ricoprire totalmente detto primo tratto (8) di detto conduttore metallico (5) con detti primo e secondo trefolo (10a,10b) avvolti a spirale;
g. isolamento della zona stagnata;
h. crimpatura di un anello.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una particolare, ma non esclusiva, forma di realizzazione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nelle tavole di disegni allegate, in cui:
la fig. 1 illustra un conduttore metallico in cui si è provveduto a separare un trefolo centrale rigido di rame e due trefoli laterali flessibili; la fig. 2 illustra il posizionamento su detto trefolo centrale rigido di una prima estremità di un fascio di fibre di carbonio;
la fig. 3 illustra l'avvolgimento a spirale del primo dei due trefoli laterali flessibili di rame su detto trefolo centrale rigido di rame su cui è strato posto il fascio di fibre di carbonio;
la fig. 4 illustra il fascio di fibre di carbonio su cui sono stati avvolti i due trefoli laterali flessibili di rame;
la fig. 5 illustra la apposizione di uno strato di stagno;
la fig. 6 illustra l'isolamento della zona stagnata;
la fig. 7 illustra la crimpatura di un anello. Negli esempi di realizzazione che seguono, singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno in realtà essere intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.
Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.
Con riferimento alle figure precedentemente citate, il procedimento oggetto della presente domanda permette di ottenere l'interconnessione di un primo cavo (1), costituito da un fascio (2) in fibre di carbonio avvolto in una prima guaina (3) realizzata in un materiale elettricamente isolante, con un secondo cavo (4), costituito da un conduttore metallico (5), quale ad esempio rame o alluminio, avvolto da una seconda guaina (6), realizzata ancora in un materiale elettricamente isolante.
Vantaggiosamente almeno il materiale che costituisce la prima guaina (3) deve fornire, oltre a buone caratteristiche di isolamento elettrico, anche una buona resistenza meccanica.
Vantaggiosamente la prima e la seconda guaina (3,6) possono essere realizzate in due diversi materiali elettricamente isolanti.
Con riferimento alla figura 1 il procedimento prevede una prima fase nella quale un primo tratto (7) della prima guaina (3) ed un secondo tratto (8) della seconda guaina (6), che ricoprono rispettivamente una prima estremità (7a) del fascio (2) in fibre di carbonio ed una seconda estremità (8a) del conduttore metallico (5), vengono parzialmente rimossi.
Vantaggiosamente il secondo tratto (8) della seconda guaina (6) viene rimosso per una estensione sostanzialmente pari rispetto a quella del primo tratto (7).
Si effettua quindi una separazione di detto secondo cavo (4) in un trefolo centrale rigido (9) di rame e di un primo ed un secondo trefolo laterale flessibile (10a,10b).
Segue il posizionamento di detto trefolo centrale rigido (9) di rame all'interno di detto fascio (2) in fibre di carbonio.
Si provvede successivamente ad effettuare l'avvolgimento a spirale del primo trefolo laterale flessibile (10a) di rame su detto trefolo centrale rigido (9) di rame ricoperto da detto fascio (2) in fibre di carbonio.
Si provvede quindi ad effettuare anche l'avvolgimento a spirale del secondo trefolo laterale flessibile (10b) di rame su detto trefolo centrale rigido (9) di rame su cui è stato avvolto il primo trefolo laterale flessibile (IOa) di rame .
Il procedimento prevede quindi che si effettui la apposizione di almeno uno strato (11) di stagno o altro conduttore a ricoprire totalmente detta seconda estremità (8a) di detto conduttore metallico (5) con detti primo e secondo refolo (10a,10b) avvolti a spirale.
Viene poi effettuato un isolamento della zona stagnata con una terza guaina (12) e quindi si effettuata la crimpatura di un anello (13).
Si è così constatato come il trovato abbia raggiunto il compito e gli scopi prefissati essendosi ottenuto un procedimento che consente di ottenere una ottimale connessione elettrica tra un cavo in fibre di carbonio ed un cavo in conduttore metallico che può essere impiegato in condizioni di sicurezza in applicazioni industriali per riscaldamento di tubazioni, serbatoi o altri elementi oppure per applicazioni su elettrodomestici civili come stiro e cottura che prevedano l'impiego di riscaldatori con temperatura superiore a 200°C.
Inoltre il procedimento permette di interconnettere un cavo in fibre di carbonio con un cavo in conduttore metallico, riducendo il rischio di separazione dei due cavi anche sotto l'azione di sollecitazioni meccaniche.
Naturalmente i materiali impiegati nonché le dimensioni costituenti i singoli componenti del trovato potranno essere più pertinenti a seconda delle specifiche esigenze.
Le caratteristiche indicate come vantaggiose, opportune o simili, possono anche mancare od essere sostituite da equivalenti.
Claims (9)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per l'interconnessione di un primo cavo elettrico (1), costituito da un fascio (2) di fibre di carbonio avvolto in una prima guaina isolante (3), con un secondo cavo (4). costituito da un conduttore metallico (5) avvolto in una seconda guaina isolante (6), che si caratterizza per il fatto dì comprendere le seguenti fasi: a. rimozione di un primo tratto (7) di detta prima guaina (3) che ricopre una prima estremità (7a) di detto fascio (2) e rimozione di un secondo tratto (8) di detta seconda guaina (6) che ricopre una seconda estremità (8a), di detto conduttore metallico (5), per una estensione sostanzialmente pari rispetto a quella del primo tratto (7); b. separazione di detto secondo cavo (4) in un trefolo centrale rigido (9) e di due trefoli laterali flessibili (10a,10b); c. posizionamento di detto trefolo centrale rigido (9) all'interno di detto fascio (2); d. avvolgimento a spirale del primo di detti due trefoli laterali flessibili (10a,10b) su detto trefolo centrale rigido (9) ricoperto da detto fascio (2) in fibre di carbonio; e. avvolgimento a spirale del secondo di detti due trefoli laterali flessibili (10b) su detto trefolo centrale rigido (9) ricoperto da detto fascio (2) in fibre di carbonio e su cui è stato avvolto detto primo trefolo laterale flessibile (IOa); f. apposizione di almeno uno strato (11) di stagno o altro conduttore a ricoprire totalmente detto primo tratto (8) di detto conduttore metallico (5) con detti primo e secondo trefolo (10a,10b) avvolti a spirale; g. isolamento della zona stagnata; h. crimpatura di un anello.
- 2. Procedimento come alla rivendicazione 1 che si caratterizza per il fatto che detto primo tratto (7) della prima guaina (3) ed un secondo tratto (8) della seconda guaina (6), che ricoprono rispettivamente una prima estremità (7a) di detto fascio (2) in fibre di carbonio ed una seconda estremità (8a) di detto conduttore metallico (5), vengono parzialmente rimossi.
- 3. Procedimento come alle rivendicazioni 1 e 2 che si caratterizza per il fatto che detto secondo tratto (8) di detta seconda guaina (6) viene rimosso per una estensione sostanzialmente pari rispetto a quella di detto primo tratto (7).
- 4. Procedimento come alle rivendicazioni 1 e 3 che si caratterizza per il fatto di prevedere la separazione di detto secondo cavo (4) in un trefolo centrale rigido (9) e di un primo e di un secondo trefolo laterale flessibile (10a,10b).
- 5. Procedimento come alle rivendicazioni 1 e 4 che si caratterizza per il fatto di prevedere il posizionamento di detto trefolo centrale rigido (9) all'interno di detto fascio (2) in fibre di carbonio .
- 6. Procedimento come alle rivendicazioni 1 e 5 che si caratterizza per il fatto di prevedere l'avvolgimento a spirale di detto primo trefolo laterale flessibile (IOa) su detto trefolo centrale rigido (9) ricoperto da detto fascio (2) in fibre di carbonio.
- 7. Procedimento come alle rivendicazioni 1 e 6 che si caratterizza per il fatto di prevedere l'avvolgimento a spirale di detto secondo trefolo laterale flessibile (10b) su detto trefolo centrale rigido (9) su cui è stato avvolto detto primo trefolo laterale flessibile (10a).
- 8 Procedimento come alle rivendicazioni 1 e 7 che si caratterizza per il fatto di prevedere la apposizione di almeno uno strato (11) di stagno o altro conduttore a ricoprire totalmente detta seconda estremità (8a) di detto conduttore metallico (5) con detti primo e secondo refolo (10a,10b) avvolti a spirale.
- 9. Procedimento come alle rivendicazioni 1 e 8 che si caratterizza per il fatto di prevedere la apposizione di un isolamento della zona stagnata con una terza guaina (12) e quindi la crimpatura di un anello (13).
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| CN202034484U (zh) * | 2010-12-10 | 2011-11-09 | 鲍炜 | 一种电热板的防水接头 |
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2013
- 2013-04-26 IT IT000063A patent/ITTV20130063A1/it unknown
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