JP2021174776A - 2つの無機絶縁ケーブルの接続方法、互いに接続された2つの無機絶縁ケーブルを有する構造体、並びにケーブル、成形部品、および2つのケーブルを接続するための接続セット - Google Patents
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Abstract
【課題】容易且つ迅速に実施され、例えば絶縁体中への湿分の侵入を回避、または困難な条件下で素早い接続を可能にする2つのケーブル、またはケーブルとプラグとの接続方法を提供する。【解決手段】第1のケーブル100と第2のケーブル100’とを接続する方法であって、内部導体110,110’の融点よりも低い融点を有する、導電性の溶融可能な導体接続材料150を準備し、且つ両方のケーブルの内部導体110,110’が互いに向かい合い且つ溶融可能な導体接続材料150がその間にあるように、前記第2のケーブル100’の端部101’を前記第1のケーブル100の端部101に近付け、且つ熱が前記ケーブルの内部まで侵入して、両方の内部導体110,110’の間にある溶融可能な導体接続材料150が溶融し、両方のケーブルの内部導体110,110’が互いに電気的に接続するように、前記ケーブルの少なくとも1つを外部から加熱する方法。【選択図】図4
Description
本発明は、無機絶縁ケーブルとさらなる無機絶縁ケーブルまたはコネクタとの接続方法、さらなる無機絶縁ケーブルまたはコネクタと接続されている無機絶縁ケーブルを含む構造体、並びにケーブルもしくはコネクタ、相応の成形部品、および2つのケーブルを接続、またはケーブルとコネクタとを接続するためのセットに関する。
無機絶縁ケーブル(MIケーブル)は、極端な環境条件、例えば高温、高圧、放射線および/または腐食性の影響下で使用されており、一般にそこではケーブルの経年劣化が回避されるべきである。例として、深海における装置、例えば石油および/または天然ガス掘削装置または探鉱装置における、および/または化学または放射線汚染された環境における、例えば化学産業においてまたはエネルギーシステムおよび原子炉技術における、殊に爆発の危険のある領域における、ハウジングを有するエネルギー生成装置またはエネルギー貯蔵装置における、またはエネルギー生成装置またはエネルギー貯蔵装置または原子炉または毒性および/または有害な材料の貯蔵装置のカプセル化における装置を挙げることができ、例えばさらに小型モジュール炉(SMR)、核反応炉、水面下での石油およびガスの運搬、パイプライン、ホットセル、高温プロセスを挙げることができる。
無機絶縁ケーブル(MIケーブル)は原則的に3つの要素を有する。導電体、例えば銅製の導電体、または殊に熱電対の場合にはニッケル/銅ニッケル合金(Ni/CuNi)など、さらなるケーブルシース、典型的には金属管の形態、例えば特殊鋼、インコネル、銅製のものなど、並びにその間にある圧縮されたセラミック粉末製の絶縁体、例えばMgO、SiO2など。
2つのMIケーブルを接続するために、またはMIケーブルとプラグとを接続するために様々な接続方法がある。これらは通常、溶接または硬ろう付けに基づき、殊に気密性且つ高耐熱性である機械的に耐久性のある接続を作り出す。
図1を参照すると、2つのMIケーブル10、10’を接続するための公知の接続方法は、例えば、特殊鋼製の外部シース12、12’を、両方のケーブルの接続されるべき端部で機械的に切り取り、圧縮された絶縁体を除去し、両方のケーブルの銅導体11、11’を露出することが意図されている。次いで、穴17Lを有するスリーブ17をケーブル端部上にはめる。次いで、両方の露出した銅導体11、11’を互いにろう付けし、その露出されろう付けされた導体上に前記スリーブ17をはめて、両方の端部で、接続されるべきMIケーブルのシース管12、12’と硬くろう付けされる。スリーブ内の穴17Lを通じて、スリーブ内の空の空間を絶縁体粉末で充填し直し、振動を用いて緻密にして、最終的にスリーブ内の穴17Lを硬ろうを用いて閉じる。
しかしながら、この方法の欠点は、上記の段階の実施が比較的面倒であり且つ時間がかかることである。これは、とりわけ、アクセスが難しい位置、または長時間の滞在が可能ではない環境条件の場合、例えば高温、放射線等の場合に問題になる。殊に、絶縁体が粉末からなり且つ/または吸湿性である場合、長すぎる時間はさらに、開いたケーブルで絶縁抵抗の低下をもたらしかねない。さらに、他の接続方法は、密閉性の接続が保障されないという欠点を有することが多い。
従って、本発明の課題は、2つのケーブル、またはケーブルとプラグとの接続方法であって、できるだけ容易且つ迅速に実施され、例えば絶縁体中への湿分の侵入を回避するか、または困難な条件下で素早い接続を可能にする、前記方法を示すことである。殊に本発明によって、密閉接続を確実にする方法が示されるべきである。
このために、本発明は、第1のケーブル、殊に第1の無機絶縁ケーブルと、第2のケーブル、殊に第2の無機絶縁ケーブルとの接続方法を開示する。前記ケーブルは、それぞれ、電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の少なくとも1つの内部導体と、さらに、前記少なくとも1つの内部導体を少なくとも部分的に取り囲む外部シース、殊に金属の外部シースと、前記内部導体と前記外部シースとの間に少なくとも部分的に配置されて、前記内部導体を前記外部シースから絶縁する絶縁材料、殊に無機絶縁材料とを含む。
本発明による方法に際し、導電性の溶融可能な導体接続材料が準備され、前記材料は第1のケーブルおよび/または第2のケーブルの内部導体の融点よりも低い融点を有する。前記導体接続材料を、例えば材料片として、例えば小球、小板等として準備できるが、例えばペーストとして準備することもできる。
さらに、本発明による方法に際し、両方のケーブルの内部導体が互いに向かい合い、且つ溶融可能な導体接続材料がその間にあるように、第2のケーブルの端部を第1のケーブルの端部に近付ける。第2のケーブルの端部を、例えば軸方向において両方の内部導体が正面で向かい合い且つ非常に近くなるまで、例えば導体接続材料が存在する小さな距離まで、第1のケーブルの端部に近付けることができる。両方のケーブルの端部を、好ましくは、両方の内部導体がそれぞれ正面で導体接続材料と接触するような近さで互いに近付ける。
さらに、本発明による方法に際し、少なくとも1つのケーブルが、両方の内部導体の間にある溶融可能な導体接続材料が溶融して、両方のケーブルの内部導体が電気的に互いに接続されるように外部から加熱される。その際、導体接続材料は、好ましくはそれぞれ正面で両方の内部導体のところで溶け、これらを接続する。有利には、両方のケーブルが、殊に両方の互いに導かれるケーブル端部が相接する位置で外部から加熱される。殊に、外部からケーブルに与えられた熱がケーブルを通じて内部に導かれるので、内部で両方の内部導体の間にある導体接続材料が溶融する。換言すれば、外部からケーブルに与えられる熱は間接的にのみ導体接続材料に達する。
これによって、有利にも、内部導体を露出するためにケーブル端部でケーブルシースを切り取ることを省略できる。さらに、露出された内部導体を外部から互いにろう付けすることを省省略できる。従って、本発明による方法は、2つのケーブルの迅速且つ容易な接続を可能にする。殊に複数の内部導体を有するケーブルの場合、本発明による方法ではこれらを全て同時に互いに接続することができ、且つ互いに個々にろう付けする必要がなく、そのことにより前記方法は改めて簡素化且つ迅速化される。
前記方法のさらなる態様において、導体接続材料の他に、さらに溶融可能なシース接続材料も準備する。ここでもまた、シース接続材料は材料片として、例えばケーブルシースの断面に相応するリングとして準備できるが、例えばペーストとして準備することもできる。シース接続材料は、好ましくは外部シースの融点よりも低い融点を有する。
シース接続材料を準備する場合、両方のケーブルの外部シースが互いに向かい合い、且つ溶融可能なシース接続材料がその間にあるように、第2のケーブルの端部を第1のケーブルの端部に近付けることができる。ここでもまた、ケーブルの端部を、例えば、両方の外部シースが正面で向かい合い且つ非常に近くなるまで、例えばシース接続材料が存在する小さな距離まで、互いに近付けることができる。両方のケーブルの端部を、好ましくは、両方の外部シースがそれぞれ正面でシース接続材料と接触するような近さで互いに近付ける。
さらには、少なくとも1つのケーブルは、導体接続材料の他に、両方の外部シースの間にある溶融可能なシース接続材料も溶融し且つ両方のケーブルの外部シースが互いに接続するように、外部から加熱される。これによって、密閉接続が有利に生じる。
両方のケーブルのケーブル端部は殊に、単純に切られたケーブル端部として存在でき、ケーブルシースを切り取って内部導体を露出させる必要はなく、なぜなら、間接的に内部に侵入する熱に基づき、直接的な加熱のために内部導体にアクセスする必要がないからである。従って、有利には、第1のケーブルおよび第2のケーブルの端部はそれぞれ、第2のケーブルの端部が第1のケーブルの端部に近付けられる際に、両方のケーブルの内部導体、および両方のケーブルの外部シースが互いにそれぞれ本質的に同じ距離で向かい合うように構成される。有利には、内部導体間の距離および外部シース間の距離はそれぞれ同じ軸位置にある。
好ましくは、導体接続材料はシース接続材料の融点よりも低い融点を有することが意図される。
前記方法のさらなる態様において、第2のケーブルの端部を第1のケーブルの端部に近付ける前に、殊に第1のケーブルの端部で内部導体と外部シースとの間に空隙が生じるように、絶縁材料を第1のケーブルの端部で除去する。このことによって、有利には、外部シースと内部導体とについては軸方向において同じ端点を有し、且つ絶縁材料についてはそれとは異なる、より早い端点を有するケーブル端部が生じる。
絶縁材料を第1のケーブルの端部で除去した後に、次いで、成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品を第1のケーブルの空隙にはめ込み、その際、前記成形部品は有利には、空隙、殊にリング状の空隙に対して相補的な形を有して、この空隙を正確に形に合わせて塞ぎ、且つ有利には、除去された絶縁材料の熱伝導性よりもより高い熱伝導性を有する。成形部品は、外部からケーブルに与えられる熱の侵入を促し、内部での導体接続材料の溶融を促進する。有利には、成形部品は、第1のケーブルの端部の部分領域で突出するように、第1のケーブルの空隙にはめ込まれる。従って、成形部品が空隙にはめ込まれた後、それは内部導体および外部シースの端点を超えて突出して終端できる。
次いで、第2のケーブルの端部を第1のケーブルの端部に近付ける際に、第2のケーブルの端部の空隙を、第1のケーブルの端部で突出する成形部品の部分領域上で、前記成形部品が両方のケーブルの空隙内に達するようにかぶせることができる。従って、成形部品は、ケーブル内部へのより良好な熱伝導の他に、接続される両方のケーブルの接続位置での曲がりに対する安定化ももたらすことができる。さらなる実施態様において、成形部品の代わりに、少なくともこの安定化作用を有する純粋な安定化部品を備えてもよい。
さらに、第1のケーブルの端部で突出する部分領域が導体接続材料の厚さよりも少なくなるように、殊にその半分の厚さであるように、成形部品を第1のケーブルの空隙にはめ込むことが意図され得る。この場合、次に、ここでもまた、第2のケーブルの端部で突出する部分領域が導体接続材料の厚さよりも少なくなるように、殊にその半分の厚さであるように、第2の成形部品を第2のケーブルの空隙にはめ込むことができる。殊に、第1のケーブルの空隙に成形部品がはめ込まれた後、導体接続材料は成形部品の突出する部分領域で保持されて、第1のケーブルの端部で位置付けられることができる。例えば、少なくとも1つの内部導体を収容するための少なくとも1つの貫通孔を有する成形部品を使用することができる。成形部品が第1のケーブルの端部で内部導体を超えて突出している場合、導体接続材料を、成形部品の突出している部分領域のところでその貫通孔に入れることができる。次に第2のケーブルの端部を第1のケーブルの端部に近付ける際、導体接続材料が有利には第2のケーブルの内部導体によって、前記貫通孔内に、殊に両方の内部導体が接触するまで深く押し込まれることができる。
有利には、さらに、第1のケーブルの空隙に成形部品がはめ込まれた後、シース接続材料は成形部品の突出する部分領域で保持されて、第1のケーブルの端部で位置付けられる。例えば、リング状のシース接続材料を、第1のケーブルの端部で突出する成形部品の部分領域上でかぶせることができる。次いで、第2のケーブルの端部を第1のケーブルの端部に近付ける際、シース接続材料を両方のケーブルの外部シースと接触させることができる。
さらに、好ましい変法は、両方のケーブルの接続位置を再度取り囲む外部の補強部品を備える。従って、第2のケーブルの端部を第1のケーブルの端部に近付ける前に、補強部品、殊に管状の補強部品を第1のケーブルまたは第2のケーブルの端部上で、その補強部品がこれらのケーブルの外部シースを取り囲むようにはめることができる。第2のケーブルの端部を第1のケーブルの端部に近付けた後、次いでその補強部品を、それが両方のケーブルの外部シースを取り囲み且つ殊にシース接続材料も取り囲むまで再度はめ直すことができる。次いで、ケーブルを外部から加熱する際、シース接続材料が両方の外部シース並びに取り囲む補強部品のところで溶融されて、両方の外部シースが互いに接続されると共に、両方の外部シースが取り囲む補強部品とも接続され得る。
記載される方法に際し、殊に第1のケーブルおよび/または第2のケーブルの内部導体が以下の材料の1つ: 銅、銅合金、E、J、K、T、N型の熱電対を含むか、またはそれらからなり、且つ/または第1のケーブルおよび/または第2のケーブルの外部シースが以下の材料の1つ: 特殊鋼、殊に300および400シリーズ、合金HR−160、230、718、600、インコネル合金またはハステロイを含むか、またはそれらからなり、且つ/または第1のケーブルおよび/または第2のケーブルの絶縁材料が以下の材料の1つ: MgO、SiO2、Al2O3を含むか、またはそれらからなるケーブルが使用される。
さらに、記載される方法に際し、殊に以下の材料の1つ: 銅/銀合金、Ni基合金、銅基合金または内部導体材料の融点よりも融点が低い合金を含むか、またはそれらからなる導体接続材料、および/または以下の材料の1つ: 銅/銀合金、Ni基合金、銅基合金、またはシース材料の融点よりも融点が低い合金を含むか、またはそれらからなるシース接続材料、および/または以下の材料の1つ: Al2O3、ムライト、BN、Si3N4、SiO2、AlN、SiO2、ZrO2、HfO2を含むか、またはそれらからなる成形部品が使用される。
2つのケーブルを接続するための先述の方法の他に、本発明は、殊に先述の方法によって製造されたかまたは製造可能である、第1のケーブル、殊に第1の無機絶縁ケーブルと、それに接続された第2のケーブル、殊に第2の無機絶縁ケーブルとを有する構造体にも関する。
従って、前記配置は、両方のケーブルの内部導体と、溶融し再度凝固した導体接続材料とが電気的に互いに接続されていることが意図される。
有利にはさらに、両方のケーブルの外部シースと、溶融し再度凝固したシース接続材料とが互いに接続されており、その際、両方のケーブルの内部導体、および両方のケーブルの外部シースが、本質的に同じ、それぞれの接続材料によって橋渡しされた互いの距離を有することが意図され得る。
さらに有利には、さらに、成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品が、少なくとも1つのケーブルの端部で、好ましくは両方のケーブルの端部で、内部導体と外部シースとの間の絶縁材料の代わりにケーブル間に配置されている。
さらに、両方のケーブルの外部シースは有利には補強部品で取り囲まれており、それは好ましくはさらにシース接続材料を取り囲み、その際、特に好ましくは、溶融し再度凝固したシース接続材料は、両方の外部シースも、補強部品も互いに接続する。
本発明はさらに、電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の少なくとも1つの内部導体と、前記少なくとも1つの内部導体を少なくとも部分的に取り囲む外部シース、殊に金属の外部シースと、前記内部導体と前記外部シースとの間に少なくとも部分的に配置されて、前記内部導体を前記外部シースから絶縁する絶縁材料、殊に無機絶縁材料とを有するケーブル、殊に無機絶縁ケーブルであって、殊に前記内部導体と前記外部シースとの間に空隙があるように、絶縁材料が前記ケーブルの端部には存在しない、前記ケーブルに関する。
前記ケーブルの端部は、ケーブルを切り取りまたは切断し、引き続き絶縁材料を除去することによって構成され得る。従って、ケーブルの端部は有利には、内部導体と外部シースとが本質的に同じ幅で突出するように構成されている。
有利には、成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品が、ケーブルの空隙に配置されており、その際、前記成形部品は有利には、空隙、殊にリング状の空隙に対して相補的な形を有して、且つこの空隙を正確に形に合わせて塞ぎ、その際、前記成形部品は有利には、絶縁材料の熱伝導性よりもより高い熱伝導性を有する。
成形部品はケーブルの端部の部分領域で突出していることがある。さらに、導体接続材料および/またはシース接続材料は、成形部品の突出した部分領域で保持され、ケーブルの端部に配置されることができる。
本発明はさらに、ケーブル、殊に無機絶縁ケーブルの端部の空隙、殊にリング状の空隙に配置するための成形部品であって、前記成形部品が有利には電気絶縁性に構成されており、且つ前記成形部品が有利には前記空隙に対して相補的な形を有して、この空隙を正確に形に合わせて塞ぐ、前記成形部品に関する。
本発明はさらに、第1のケーブル、殊に第1の無機絶縁ケーブルと、第2のケーブル、殊に第2の無機絶縁ケーブルとを接続するためのセットであって、成形部品、導体接続材料、および有利にはシース接続材料、並びに有利には補強部品を含む前記セットに関する。
2つのケーブルを接続するための先述の方法、および殊にそれにより製造可能な構造体、並びにケーブル、成形部品および接続セットの他に、本発明は、ケーブル、殊に無機絶縁ケーブルをコネクタと接続するための方法にも関する。
この方法の際に使用されるケーブルは、ここでもまた、電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の内部導体と、前記少なくとも1つの内部導体を少なくとも部分的に取り囲む外部シース、殊に金属の外部シースと、前記内部導体と前記外部シースとの間に少なくとも部分的に配置されて、前記内部導体を前記外部シースから絶縁する絶縁材料、殊に無機絶縁材料とを含む。
この方法の際に使用されるコネクタは、電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の少なくとも1つのコンタクトと、有利には前記少なくとも1つのコンタクトを少なくとも部分的に取り囲むスリーブ、殊に金属スリーブと、さらに有利には、前記コンタクトと前記スリーブとの間に少なくとも部分的に配置されて、前記コンタクトを前記スリーブから絶縁する絶縁材料、殊にガラスを含む絶縁材料とを含む。前記コネクタは殊にケーブルをつなぐことができる端部を有する。
ケーブルとコネクタとを接続する前記方法に際し、内部導体および/またはコンタクトの融点よりも低い融点を有する、導電性の溶融可能な導体接続材料を準備する。
さらに、ケーブルの内部導体がコネクタのコンタクトに向かい合い、且つ溶融可能な導体接続材料がその間にあるように、ケーブルの端部をコネクタの端部に近付ける。
さらに、内部導体とコンタクトの間にある溶融可能な導体接続材料が溶融して、ケーブルの内部導体とコネクタのコンタクトとが電気的に互いに接続されるように、ケーブルおよび/またはコネクタを外部から加熱する。
前記方法は、2つのケーブルを接続するための方法と非常に類似して構成され得る。殊に、上記で挙げられた特徴もしくは方法の段階は、この方法についても引用され得る。その際、場合により、2つのケーブルの内部導体および外部シースとの用語が、コネクタのコンタクトおよびスリーブとの用語によって置き換えられる。
有利には、ここでもまた、外部シースおよび/またはスリーブの融点よりも低い融点を有する、溶融可能なシース接続材料を準備することがある。
さらに、好ましくは、ケーブルの外部シースがコネクタのスリーブに向かい合い、且つ溶融可能なシース接続材料がその間にあるように、ケーブルの端部をコネクタの端部に近付ける。
次いで、外部シースとスリーブとの間にある溶融可能なシース接続材料が溶融して、ケーブルの外部シースとコネクタのスリーブとが互いに接続されるように、ケーブルおよび/またはコネクタを外部から加熱できる。
有利には、ケーブルの端部およびコネクタの端部はそれぞれ、ケーブルの端部がコネクタの端部に近付けられる際に内部導体とコンタクトとが、並びに外部シースとスリーブとが、互いにそれぞれ本質的に同じ距離で向かい合うように構成されている。
好ましくは、導体接続材料はシース接続材料の融点よりも低い融点を有することができる。
前記方法のさらなる態様において、ケーブルの端部をコネクタの端部に近付ける前に、殊にケーブルの端部で内部導体と外部シースとの間に空隙が生じるように、絶縁材料をケーブルの端部で取り除くことができる。有利には、コネクタは、ケーブルにつなぐために構成されたその端部で、コンタクトとスリーブとの間に相応の空隙を既に有する。しかし、コンタクトとスリーブとが同じ位置で終端するように、コンタクトおよび/またはスリーブを短くすることも意図され得る。
絶縁材料をケーブルの端部で除去した後、成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品を第1のケーブルの空隙にはめ込むことができる。代替的または追加的に、相応の成形部品を、コネクタの端部でコンタクトとスリーブとの間の空隙にはめ込むこともできる。有利には、成形部品はケーブルおよび/またはコネクタの絶縁材料の熱伝導性よりも高い熱伝導性を有する。
好ましくは、成形部品は、第1のケーブルもしくはコネクタの端部の部分領域で突出するように、ケーブルおよび/またはコネクタの空隙にはめ込まれる。
さらに好ましくは、ケーブルの端部をコネクタの端部に近付ける際、成形部品がケーブルの空隙にもコネクタの空隙にも達するように、ケーブルの端部で突出する成形部品の部分領域がコネクタの端部の空隙にはめ込まれ、且つ/またはケーブルの端部の空隙がコネクタの端部で突出する成形部品の部分領域上でかぶせられる。従って、成形部品は、コネクタへの接続位置で、ケーブルの折れ曲がりに対する安定化ももたらすことができる。
ケーブルの端部で突出する部分領域が導体接続材料の厚さよりも少なくなるように、殊にその半分の厚さであるように、成形部品をケーブルの空隙にはめ込むことも意図され得る。この場合、相応してコネクタの端部で突出する部分領域が導体接続材料の厚さよりも少なくなるように、殊にその半分の厚さであるように、第2の成形部品をコネクタの空隙にはめ込むことができる。
ケーブルおよび/またはコネクタの空隙に成形部品がはめ込まれた後、導体接続材料は成形部品の突出する部分領域で保持されて、ケーブルおよび/またはコネクタの端部で位置付けられることができる。
有利にはさらに、ケーブルおよび/またはコネクタの空隙に成形部品がはめ込まれた後、シース接続材料は成形部品の突出する部分領域で保持されて、ケーブルおよび/またはコネクタの端部で位置付けられる。
好ましい変法において、ケーブルの端部をコネクタの端部に近付ける前に、補強部品を、その補強部品がケーブルの外部シースまたはコネクタのスリーブを取り囲むように、ケーブルまたはコネクタの端部の上にはめる。ケーブルの端部をコネクタの端部に近付けた後、補強部品を有利には、その補強部品がケーブルの外部シースもコネクタのスリーブも取り囲み、且つ有利にはシース接続材料を取り囲むまで、再度はめ直す。
記載される方法に際し、殊にケーブルの内部導体が以下の材料の1つ: 銅、銅合金、E、J、K、T、N型の熱電対を含むか、またはそれらからなり、且つ/またはケーブルの外部シースが以下の材料の1つ: 特殊鋼、殊に300および400シリーズ、合金HR−160、230、718、600、インコネル合金またはハステロイを含むか、またはそれらからなり、且つ/またはケーブルの絶縁材料が以下の材料の1つ: MgO、SiO2、Al2O3を含むか、またはそれらからなるケーブルが使用される。
さらに、記載される方法に際し、殊にコネクタのコンタクトが以下の材料の1つ: ニッケル/鉄、ニッケル/コバルト/鉄、鉄/コバルトまたはインコネルからなる合金を含むかまたはそれらからなり、且つ/またはコネクタのスリーブが以下の材料の1つ: 鋼、特殊鋼、インコネルまたはハステロイを含むかまたはそれらからなり、且つ/またはコネクタの絶縁材料が以下の材料の1つ: ガラス、ガラスセラミックまたはセラミックを含むかまたはそれらからなるコネクタが使用される。
さらに、記載される方法に際し、殊に以下の材料の1つ: 銅/銀合金、Ni基合金、銅基合金または内部導体の融点よりも融点が低い合金を含むか、またはそれらからなる導体接続材料、および/または以下の材料の1つ: 銅/銀合金、Ni基合金、銅基合金、またはシース材料の融点よりも融点が低い合金を含むか、またはそれらからなるシース接続材料、および/または以下の材料の1つ: Al2O3、ムライト、BN、Si3N4、SiO2、AlN、ZrO2、HfO2を含むか、またはそれらからなる成形部品が使用される。
ケーブルとコネクタとを接続するための先述の方法の他に、本発明はさらに、殊に先述の方法によって製造されたかまたは製造可能である、ケーブル、殊に無機絶縁ケーブルと、それに接続されたコネクタとを有する構造体にも関する。
従って、前記構造体は、ケーブルの内部導体およびコネクタのコンタクトと、溶融し再度凝固した導体接続材料とが電気的に互いに接続されていることが意図される。
有利にはさらに、ケーブルの外部シースおよびコネクタのスリーブと、溶融し再度凝固したシース接続材料とが互いに接続されており、その際、内部導体とコンタクト、並びに外部シースとスリーブとが、本質的に同じ、それぞれの接続材料によって橋渡しされた互いの距離を有することが意図され得る。
さらに有利には、さらに、成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品が、ケーブルの端部で、好ましくはケーブルの端部およびコネクタの端部で、内部導体と外部シースとの間の絶縁材料の代わりに、ケーブルとコネクタとの間に配置されている。
さらに、ケーブルの外部シースおよびコネクタのスリーブは有利には補強部品で取り囲まれており、それは好ましくはさらにシース接続材料を取り囲み、その際、特に好ましくは、溶融し再度凝固したシース接続材料は、外部シースもスリーブも、補強部品も互いに接続する。
本発明はさらに、電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の少なくとも1つのコンタクトと、前記少なくとも1つのコンタクトを少なくとも部分的に取り囲むスリーブ、殊に金属スリーブと、前記コンタクトと前記スリーブとの間で少なくとも部分的に配置されて、前記コンタクトを前記スリーブから絶縁する絶縁材料、殊にガラスを含む絶縁材料とを有するコネクタであって、その際、殊に前記コンタクトと前記スリーブとの間に空隙があり、且つ殊に前記コネクタの空隙内に成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品が配置されるように、絶縁材料が前記コネクタの端部には存在しない、前記コネクタに関する。
有利には、成形部品は、空隙、殊にリング状の空隙に対して相補的な形を有して、この空隙を正確に形に合わせて塞ぐ。さらに、成形部品は有利には、絶縁材料の熱伝導性よりも高い熱伝導性を有する。
成形部品はコネクタの端部の部分領域で突出していることがある。さらに、導体接続材料および/またはシース接続材料は、成形部品の突出した部分領域で保持され、コネクタの端部に配置されることができる。
本発明はさらに、コネクタの端部の空隙、殊にリング状の空隙に配置するための成形部品であって、前記成形部品が有利には電気絶縁性に構成されており、且つ前記成形部品が有利には空隙に対して相補的な形を有して、この空隙を正確に形に合わせて塞ぐ、前記成形部品に関する。
最後に、本発明はさらに、第1のケーブル、殊に第1の無機絶縁ケーブルと、コネクタとを接続するためのセットであって、成形部品、導体接続材料、および有利にはシース接続材料、並びに有利には補強部品を含む前記セットに関する。
以下で本発明を好ましい方法のバリエーションおよび添付の図面を参照してより詳細に説明する。
図2は2つの無機絶縁ケーブル100、100’(MIケーブル)を示し、前記ケーブルはそれぞれ、導電性内部導体110、110’を含み、前記内部導体はそれぞれ、特殊鋼製の外部シース120、120’で取り囲まれており、且つ前記内部導体110、110’と前記外部シース120、120’との間に圧縮されたセラミック粉末が絶縁材料130、130’として存在する。示される例において、両方の無機絶縁ケーブル100、100’は同じ構造に仕上げられている。
両方のケーブル100、100’はそれぞれの端部101、101’を有し、それは該ケーブルの切断によって得られ、つまり殊に分離端部もしくは切断端部として構成され得る。両方のケーブル100、100’の端部101、101’は、ケーブル100の内部導体110、外部シース120、および絶縁材料130が軸方向Aに沿って同じ端点で終端していることを特徴としており、同じことがケーブル110’にも該当する。
両方のMIケーブル100、100’はここで、その端部101、101’で接続され、ケーブル接続部が形成される。図3に示されるとおり、このために、ケーブル端部101、101’のところで、接続されるべきケーブル端部でそれぞれケーブル内に向かう空隙135が内部導体110、110’と外部シース120、120’との間に形成されるように、絶縁材料130、130’が除去される。
図4に示されるとおり、ケーブル、ここでは第1のケーブル100の空隙135に、内部導体のための貫通孔を有する酸化アルミニウム絶縁体として構成される成形材料160がはめ込まれる。しかしながら、成形部品160は有利には完全にはめ込まれるのではなく、ケーブル端部101の部分領域165で突出している。
さらに、それぞれ硬ろう成形部として構成された導体接続材料140およびシース接続材料150がケーブル端部101で位置付けられ、その際、導体接続材料140は成形部品の貫通孔内にはめ込まれ、且つ、殊にリング状に形成されているシース接続材料150は、成形部品160にかぶせられる。
空隙135に差し込まれる成形部品160は有利には、例えば圧縮された粉末として構成され得る絶縁材料130の領域において絶縁抵抗を有する。成形部品の比電気抵抗は、有利には1×1010Ω・cmを上回る。成形部品160の熱伝導性は、有利には非常に高いので、内部導体接続材料140は可能な限り迅速に溶解する。例として、成形部品は酸化アルミニウム(熱伝導率: 20W/m・K)を含むか、または酸化アルミニウムからなることができる。
両方のケーブルの内部導体110、110を接続する(または内部導体とプラグのコンタクトとを接続する(これについては下記参照))、例えば硬ろうプリフォームとして構成された導体接続材料140は、様々な形態、例えばペレットまたはスリーブ等の形態を有し得る。さらに、ペーストを使用して、低いオーム抵抗を有する適切な接続を達成することもできる。内部に硬ろうプリフォームを備えた金属スリーブも使用できる。
両方のケーブル端部101、101’が互いに接するように導かれる前に、さらにリング状の補強部品170がケーブルのケーブル端部上で、殊に前記補強部品170が外部シースを面一で取り囲むが可動性であるようにはめられる。その外部の補強部品170は、ケーブルの1つの外部シース120、120’と同じ材料から、つまり例えば特殊鋼からなることができる。補強部品は任意であり、且つ殊に高い機械的負荷での用途の際に接続を補強するために役立つ。
図5において、第2のケーブル100’がどのように軸方向に第1のケーブル100の方向に近付けられるかが理解される。その際、第2のケーブル100’の端部101’にある空隙135は、成形部品160の突出する部分領域165上にかぶせられる。図6に示されるとおり、第2のケーブル100’は、両方のケーブル端部101’および101が、導体接続材料140およびシース接続材料150が存在する距離115によってのみまだ互いに分離されるまで第1のケーブル100に近付けられる。従って、ケーブルは殊に、両方の内部導体110、110’がそれぞれのケーブル端部101’、101に向いた正面で導体接続材料140に接触し、且つ両方の外部シース120、120’がそれぞれのケーブル端部101’、101に向いた正面でシース接続材料150に接触するまで、互いに導かれる。
両方のケーブル端部101、101’が互いに接するように導かれた後、外部の補強部品170が、両方の外部シース120、120‘およびシース接続材料150を取り囲むまではめ直される。
図7に示されるとおり、両方のケーブルを最後に、例えば火炎、ブローランプまたはHFコイルを用いて外部から加熱する。その際、シース接続材料150が溶融して、両方の外部シース120、120’が互いに、および補強部品170と接続する。これにより、密閉接続が生じる。熱はさらにケーブル内部に侵入し、その際、成形部品160がこの過程を促進する。内部に侵入する熱によって導体接続材料140も溶融して、両方の内部導体110、110’が互いに接続する。
全体として、記載される方法では、事前の組み立ておよび加熱によって内部導体と外部シースとの同時の接続を容易な方式で行うことができる。導体接続材料140およびシース接続材料150は、予め成形された成形部材として、またはペーストとして構成されることができ、且つ成形部品は酸化アルミニウムを含むか、または酸化アルミニウムからなることができる。この点でも、本方法は安価に実施することができる。
図8〜10を参照し、ケーブル100をコネクタ200と接続することもできる。コネクタは、コンタクト210と、取り囲むスリーブ220と、その間にある絶縁材料230とを含み、前記絶縁材料は殊にガラス、ガラスセラミックまたはセラミックから構成され得る。
ここでもまた、ケーブル100で最初に絶縁材料130が除去され、成形部品160がはめ込まれ、導体接続材料140およびシース接続材料150が位置付けられ、且つ場合により補強リング170が施与される。コネクタは既に初めにコンタクト210とスリーブ220との間に空隙を有することができるので、ここで有利には絶縁材料の除去は省略できる。選択的に、この空隙に成形部品をはめ込んでもよい。
次いで、ケーブルの内部導体110およびコネクタのコンタクト210が導体接続材料140で接触し、且つケーブルの外部シース120およびコネクタのスリーブ220がシース接続材料150で接触するまで、ケーブル100とコネクタ200とを互いに近付ける。加熱によって接続材料140、150が溶融し、所望の接続がもたらされる。
Claims (22)
- 第1のケーブル、殊に第1の無機絶縁ケーブル100と、第2のケーブル、殊に第2の無機絶縁ケーブル100’とを接続する方法であって、両方のケーブルがそれぞれ、
電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の少なくとも1つの内部導体110、110’、
前記少なくとも1つの内部導体を少なくとも部分的に取り囲む外部シース、殊に金属の外部シース120、120’、および
前記内部導体と前記外部シースとの間に少なくとも部分的に配置されて、前記内部導体を前記外部シースから絶縁する絶縁材料、殊に無機絶縁材料130,130’
を含み、
前記内部導体の融点よりも低い融点を有する、導電性の溶融可能な導体接続材料140を準備し、且つ
両方のケーブルの内部導体110、110’が互いに向かい合い且つ溶融可能な導体接続材料140がその間にあるように、前記第2のケーブル100’の端部101’を前記第1のケーブル100の端部101に近付け、且つ
熱が前記ケーブル100、100’の内部まで侵入して、両方の内部導体の間にある溶融可能な導体接続材料140が溶融し、両方のケーブルの内部導体110、110’が互いに電気的に接続するように、前記ケーブル100、100’の少なくとも1つを外部から加熱する、
前記方法。 - 前記外部シースの融点よりも低い融点を有する、溶融可能なシース接続材料150を準備し、且つ
両方のケーブルの外部シースが互いに向かい合い且つ前記溶融可能なシース接続材料150がその間にあるように、前記第2のケーブル100’の端部101’を前記第1のケーブル100の端部101に近付け、且つ
両方の外部シースの間にある溶融可能なシース接続材料150が溶融し且つ両方のケーブルの外部シース120、120’が互いに接続するように、前記少なくとも1つのケーブル100、100’を外部から加熱する、
請求項1に記載の方法。 - 前記第1のケーブルおよび第2のケーブルの端部101、101’がそれぞれ、前記第2のケーブル100’の端部101’が前記第1のケーブル100の端部101に近付けられる際に、両方のケーブルの内部導体110、110’および両方のケーブルの外部シース120、120’が互いにそれぞれ本質的に同じ距離115で向かい合うように構成され、且つ/または
前記導体接続材料140が、前記シース接続材料150の融点よりも低い融点を有する、
請求項2に記載の方法。 - 前記第2のケーブル100’の端部101’を前記第1のケーブル100の端部101に近付ける前に、殊に前記第1のケーブル100の端部101で前記内部導体110と前記外部シース120との間に空隙135が生じるように、前記第1のケーブル100の端部101で絶縁材料130を除去し、且つ、
有利にはさらに、殊に前記第2のケーブル100’の端部101’で前記内部導体110’と前記外部シース120’との間に空隙135’が生じるように、前記第2のケーブル100’の端部101’で絶縁材料130’を除去する、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記絶縁材料130を前記第1のケーブルの端部で除去した後に、成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品160を前記第1のケーブルの空隙135にはめ込み、
前記成形部品160は有利には、前記空隙、殊にリング状の空隙135に対して相補的な形を有して、この空隙135を正確に形に合わせて塞ぎ、且つ
前記成形部品160は、有利には、前記絶縁材料の熱伝導性よりもより高い熱伝導性を有する、
請求項4に記載の方法。 - 前記成形部品160が、前記第1のケーブル100の端部101の部分領域165で突出するように、前記第1のケーブルの空隙135にはめ込まれ、且つ
有利には、前記第2のケーブル100’の端部101’を前記第1のケーブル100の端部101に近付ける際、前記成形部品160が両方のケーブルの空隙135、135’に達するように、前記第2のケーブルの端部の空隙135’が、前記第1のケーブル100の端部101で突出する成形部品160の部分領域165上にかぶせられる、
請求項5に記載の方法。 - 前記第1のケーブル100の端部101で突出する部分領域165が前記導体接続材料140の厚さよりも少なくなるように、殊にその半分の厚さであるように、前記成形部品160を前記第1のケーブル100の空隙135にはめ込み、且つ、
前記第2のケーブル100’の端部101’で突出する部分領域165’が前記導体接続材料140の厚さよりも少なくなるように、殊にその半分の厚さであるように、第2の成形部品160’を前記第2のケーブル100’の空隙135’にはめ込む、
請求項6に記載の方法。 - 前記成形部品160を前記第1のケーブルの空隙135にはめ込んだ後に、前記導体接続材料140を前記成形部品の突出する部分領域165で保持し、前記第1のケーブル100の端部で位置付け、且つ
有利には、前記成形部品160を前記第1のケーブルの空隙135にはめ込んだ後に、前記シース接続材料150を前記成形部品の突出する部分領域165で保持し、前記第1のケーブル100の端部で位置付ける、
請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記第2のケーブル100’の端部を前記第1のケーブル100の端部に近付ける前に、補強部品170を前記第1のケーブルまたは前記第2のケーブルの端部101、101’上に、前記補強部品170がこれらのケーブルの外部シースを取り囲むようにはめて、且つ
前記第2のケーブルの端部を前記第1のケーブルの端部に近付けた後に、前記補強部品170を、前記補強部品170が両方のケーブルの外部シース120、120’を取り囲み、且つ有利には前記シース接続材料150を取り囲むようにはめ直す、
請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1のケーブルおよび/または前記第2のケーブルの内部導体110、110’が以下の材料の1つ: 銅、銅合金、E、J、K、T、N型の熱電対を含むか、またはそれらからなり、且つ/または
前記第1のケーブルおよび/または前記第2のケーブルの外部シース120、120’が以下の材料の1つ: 特殊鋼、殊に300および400シリーズ、合金HR−160、230、718、600、インコネル合金またはハステロイを含むか、またはそれらからなり、且つ/または
前記第1のケーブルおよび/または前記第2のケーブルの絶縁材料130、130’が以下の材料の1つ: MgO、SiO2、Al2O3を含むか、またはそれらからなる、
請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記導体接続材料140が以下の材料の1つ: 銅/銀合金、Ni基合金、銅基合金、または前記導体材料の融点よりも融点が低い合金を含むか、またはそれらからなり、且つ/または
前記シース接続材料150が以下の材料の1つ: 銅/銀合金、Ni基合金、銅基合金、または前記シース材料の融点よりも融点が低い合金を含むか、またはそれらからなり、且つ/または
前記成形部品160が以下の材料の1つ: Al2O3、ムライト、BN、Si3N4、SiO2、AlN、ZrO2、HfO2を含むか、またはそれらからなる、
請求項1から10までのいずれか1項に記載の方法。 - 第1のケーブル、殊に第1の無機絶縁ケーブル100と、それと接続される第2のケーブル、殊に第2の無機絶縁ケーブル100’とを有し、殊に請求項1から11までのいずれか1項に記載の方法によって製造されたかまたは製造可能な構造体であって、
両方のケーブルの内部導体110、110’が、溶融し再度凝固した導体接続材料140で電気的に互いに接続されており、且つ、
有利には、両方のケーブルの外部シース120、120’が、溶融し再度凝固したシース接続材料150で互いに接続されており、且つ
有利には、両方のケーブルの内部導体110、110’、および両方のケーブルの外部シース120、120’が、それぞれの接続材料によって橋渡しされる本質的に同じ距離115を互いに有し、且つ、
有利には、成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品160が、前記内部導体110、110’と前記外部シース120、120’との間の絶縁材料130、130’の代わりに、ケーブルの少なくとも1つの端部、有利には両方のケーブルの端部でケーブル間に配置されており、且つ、
有利には、補強部品170が両方のケーブルの外部シースを取り囲み、且つ有利にはシース接続材料を取り囲む、前記構造体。 - 電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の少なくとも1つの内部導体110、
前記少なくとも1つの内部導体を少なくとも部分的に取り囲む外部シース、殊に金属の外部シース120、および
前記内部導体と前記外部シースとの間に少なくとも部分的に配置されて、前記内部導体を前記外部シースから絶縁する絶縁材料、殊に無機絶縁材料130
を含むケーブル100であって、殊に前記内部導体110と前記外部シース120との間に空隙135があるように、絶縁材料130が前記ケーブル100の端部101には存在しない、前記ケーブル100。 - 前記ケーブルの端部101が、前記内部導体110と前記外部シース120とが本質的に同じ幅で突出するように構成されている、請求項13に記載のケーブル100。
- 成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品160が、前記ケーブルの空隙135に配置されており、
前記成形部品160は有利には、前記空隙、殊にリング状の空隙135に対して相補的な形を有して、この空隙135を正確に形に合わせて塞ぎ、且つ
前記成形部品160は有利には、前記絶縁材料の熱伝導性よりもより高い熱伝導性を有する、
請求項13または14に記載のケーブル100。 - 前記成形部品160が、前記ケーブル100の端部101の部分領域165で突出している、請求項15に記載のケーブル100。
- 導体接続材料140が、前記成形部品の突出する部分領域165で保持されて、前記ケーブル100の端部に配置されており、且つ/またはシース接続材料150が、前記成形部品の突出する部分領域165で保持されて、前記ケーブル100の端部に配置されている、請求項16に記載のケーブル100。
- ケーブル、殊に無機絶縁ケーブル100を、コネクタ200と接続する方法であって、前記ケーブルが、
電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の少なくとも1つの内部導体110、
前記少なくとも1つの内部導体を少なくとも部分的に取り囲む外部シース、殊に金属の外部シース120、および
前記内部導体と前記外部シースとの間で少なくとも部分的に配置されて、前記内部導体を前記外部シースから絶縁する絶縁材料、殊に無機絶縁材料130
を含み、且つ前記コネクタが、
電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の少なくとも1つのコンタクト210、
有利には、前記少なくとも1つのコンタクトを少なくとも部分的に取り囲むスリーブ、殊に金属のスリーブ220、および
有利には、前記コンタクトと前記スリーブとの間で少なくとも部分的に配置されて、前記コンタクトを前記スリーブから絶縁する絶縁材料、殊にガラスを含む絶縁材料230
を含み、
前記内部導体および/または前記コンタクトの融点よりも低い融点を有する、導電性の溶融可能な導体接続材料140を準備し、且つ
前記ケーブルの内部導体110が前記コネクタのコンタクト210と向かい合い且つ溶融可能な導体接続材料140がその間にあるように、前記ケーブル100の端部101を前記コネクタ200の端部201に近付け、且つ
熱が前記ケーブル100および/または前記コネクタ200の内部まで侵入して、前記内部導体110と前記コンタクト210との間にある溶融可能な導体接続材料140が溶融し、前記ケーブルの内部導体110が前記コネクタのコンタクト210と電気的に互いに接続するように、前記ケーブル100および/または前記コネクタ200を外部から加熱する、
前記方法。 - ケーブル、殊に無機絶縁ケーブル100と、それと接続されるコネクタ200とを有し、殊に請求項18に記載の方法によって製造されたかまたは製造可能な構造体であって、
前記ケーブルの内部導体110および前記コネクタのコンタクト210が、溶融し再度凝固した導体接続材料140で電気的に互いに接続されており、且つ、
有利には、前記ケーブルの外部シース120および前記コネクタのスリーブ220が、溶融し再度凝固したシース接続材料150で互いに接続されており、且つ
有利には、前記内部導体110および前記コンタクト210、並びに前記外部シース120および前記スリーブ220が、それぞれの接続材料によって橋渡しされる本質的に同じ距離215を互いに有し、且つ、
有利には、成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品160が、前記内部導体と前記外部シースとの間の絶縁材料130の代わりに、前記ケーブルの端部、有利には前記ケーブルの端部および前記コネクタの端部で前記ケーブルと前記コネクタとの間に配置されており、且つ、
有利には、補強部品170が前記ケーブルの外部シース並びに前記コネクタのスリーブを取り囲み、且つ有利にはシース接続材料を取り囲む、
前記構造体。 - 電気信号または電気エネルギーを伝送するための導電性の少なくとも1つのコンタクト210、
前記少なくとも1つのコンタクトを少なくとも部分的に取り囲むスリーブ、殊に金属スリーブ220、および
前記コンタクトと前記スリーブとの間で少なくとも部分的に配置されて、前記コンタクトを前記スリーブから絶縁する絶縁材料、殊にガラスを含む絶縁材料230
を含むコネクタ200であって、殊に前記コンタクト210と前記スリーブ220との間に空隙235があるように、前記絶縁材料230は前記コネクタの端部には存在せず、且つ、前記コネクタの空隙235に成形部品、殊に電気絶縁性の成形部品160が配置されている、前記コネクタ200。 - 殊に請求項13から17までのいずれか1項に記載のケーブル、殊に無機絶縁ケーブル100の端部の空隙、殊にリング状の空隙135に配置するための、または殊に請求項20に記載のコネクタ200の端部の空隙、殊にリング状の空隙235に配置するための成形部品160であって、
前記成形部品は有利には電気絶縁性に構成されており、且つ
前記成形部品は有利には前記空隙135、235に対して相補的な形を有して、これらの空隙135、235を正確に形に合わせて塞ぐ、前記コネクタ。 - 第1のケーブル、殊に第1の無機絶縁ケーブル100と、第2のケーブル、殊に第2の無機絶縁ケーブル100’またはコネクタ200とを接続するためのセットであって、成形部品160、導体接続材料140、および有利にはシース接続材料150、並びに有利には補強部品170を含む前記セット。
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