NO166905B

NO166905B - CONNECTOR FOR ELECTRICAL WIRES AND PROCEDURE TO USE THIS.

Info

Publication number: NO166905B
Application number: NO841419A
Authority: NO
Inventors: Peter Lars Larsson; Robert Parker; Thomas Dean Ratzlaff
Original assignee: Raychem Corp
Priority date: 1983-04-11
Filing date: 1984-04-10
Publication date: 1991-06-03
Also published as: EP0125042A1; FI841414A0; NO166905C; CA1224855A; NO841419L; HUT35114A; ES8605128A1; MX154854A; ES531457A0; ZA842644B; FI80969B; FI80969C; BR8401700A; GB2137913B; AU573581B2; HU189106B; FI841414A; JPS59209283A; DK162550C; ATE36095T1

Abstract

Connectors for terminating and splicing high voltage power cables comprise a metallic tubular sleeve having an open end for receiving an electrical conductor and a closed end. The inner wall of the sleeve is pretinned. The sleeve can be provided with a slug of solder proximate to the closed end. A connection is made by inserting the conductor into the sleeve, heating the solder, and as the solder melts, relatively moving the connector and the conductor toward each. The connector can be provided with an insert to accommodate conductors that are non-circular in cross-section. The connector can be provided with means for pressuring the slug of solder toward the open end of the sleeve at the temperature at which the slug of solder melts. With this connector, no relative movement between the conductor and the connector is required. Merely by melting the solder, the means for pressuring causes the solder to extrude around the conductor.

Description

Oppfinnelsen angår koplingsstykker for elektriske ledere, f.eks. kraftfordelingskabler, og fremgangsmåter . for anvendelse av koplingsstykkene. The invention relates to connectors for electrical conductors, e.g. power distribution cables, and methods . for the use of the couplings.

Som her anvendt skal "koplingsstykker" gjelde koplingsstykker som anvendes både for å avslutte' og for å skjøte ledere, som kraftkabler. As used here, "connecting pieces" shall apply to connecting pieces that are used both to terminate and to join conductors, such as power cables.

En rekke metoder er blitt utviklet for å avslutte eller skjøte høyspenningskabler i felten. Høyspenningskabler anvendes for å fordele elektrisk kraft og kan variere i stør-2 2 A number of methods have been developed to terminate or splice high voltage cables in the field. High-voltage cables are used to distribute electrical power and can vary in size-2 2

reise fra 16 mm opp til over 1500 mm . travel from 16 mm up to over 1500 mm.

En metode som er vanlig anvendt er .trykkrympning med A method that is commonly used is pressure shrinking with

en metallisk hylse. Det forekommer imidlertid problemer i forbindelse med trykkrympning. For eksempel er tungt hydraulisk krympeverktøy nødvendig som kan veie fra 22,5 til 4 5 kg. Dette tunge verktøy er ubekvemt å anvende i felten. Dessuten er et stort antall dyser nødvendige fordi en dyse a metallic sleeve. However, problems do occur in connection with pressure shrinkage. For example, heavy hydraulic crimping tools are required that can weigh from 22.5 to 45 kg. This heavy tool is inconvenient to use in the field. Also, a large number of nozzles are necessary because a nozzle

er nødvendig for hver kabelstørrelse. Hvis dysestørrelsen avviker selv med en liten fraksjon, hvilket lett kan forekomme på grunn av dyseslitasje, vil verktøyet ikke virke tilfredsstillende, og krympningssvikt kan oppstå. is required for each cable size. If the die size deviates even by a small fraction, which can easily occur due to die wear, the tool will not perform satisfactorily and shrinkage failure may occur.

En annet problem i forbindelse med trykkrympning er mangel på pålitelighet, spesielt i forbindelse med aluminiumledere. Dersom en utilfredsstillende påkrympning fås, vil avslutningen eller skjøten kunne overopphetes, hvilket kan føre til brann, systemsvikt eller utkobling. Another problem with shrinking is a lack of reliability, especially with aluminum conductors. If an unsatisfactory shrinkage is obtained, the termination or joint could overheat, which could lead to fire, system failure or disconnection.

Når trykkrympning anvendes, blir krympeelementet ofte fylt med et ledende fett for å sikre bedre elektrisk kontakt og for å hindre oxydasjon. I felten er dette ledende fett meget sølete å arbeide med. Ved høye temperaturer kan fettet begynne å flyte og føre til dårlig elektrisk kontakt. When pressure crimping is used, the crimp element is often filled with a conductive grease to ensure better electrical contact and to prevent oxidation. In the field, this conductive grease is very messy to work with. At high temperatures, the grease can begin to flow and lead to poor electrical contact.

Et annet problem som oppstår i forbindelse med trykk-krympning, spesielt for aluminiumledere, er at kaldflyting finner sted på grunn av termisk syklisering. Dette kan føre til varmeflukt som kan forårsake brann. Another problem that occurs in connection with pressure-shrinking, especially for aluminum conductors, is that cold flow occurs due to thermal cycling. This can cause heat to escape which can cause a fire.

En annen metode for å danne avslutninger og skjøter og som er blitt anvendt, er svetting hvor varmt, smeltet loddemetall helles inn i avslutninger eller skjøten. Dette er også en meget vanskelig teknikk å anvende i felten. E.t varmt loddemetallkar er nødvendig, og dette byr på sikker-hetsrisiko, og betydelige tap av kostbart loddemetall forekommer. Dessuten er temperaturkontroll av vesentlig be-tydning for å oppnå en god skjøt eller avslutning, og denne temperaturkontroll er det vanskelig å oppnå i felten. Dersom temperaturen er for lav, vil en tilfredsstillende forbindelse ikke fås på grunn av dårlig metallurgisk binding. Dersom temperaturen er for høy, vil flussmiddel i loddemetallet nedbrytes og føre til en sprø forbindelse som kan svikte. Det er derfor nødvendig med betraktelig dyktighet hos operatøren som utfører metoden. Another method of forming terminations and joints that has been used is sweating where hot, molten solder is poured into the terminations or joint. This is also a very difficult technique to apply in the field. A hot solder pot is required, and this presents a safety risk, and significant losses of expensive solder occur. Moreover, temperature control is of essential importance to achieve a good joint or termination, and this temperature control is difficult to achieve in the field. If the temperature is too low, a satisfactory connection will not be obtained due to poor metallurgical bonding. If the temperature is too high, the flux in the solder will break down and lead to a brittle connection that can fail. Considerable skill is therefore required on the part of the operator who performs the method.

En annen metode som er blitt vurdert, er et kjemisk oppvarmingssystem som er kjent under varemerket "Cadweld", for å sveise ledere til hverandre ved utnyttelse av eksoterm reaksjon og smeltet aluminium. Denne metode har oppnådd bare begrenset anvendelse fordi den kan være farlig. Den innbefatter en gass som må ventileres, og dette er vanskelig i felten, og den er kostbar fordi de anvendte former slites ut efter bare 50 anvendelser. Another method that has been considered is a chemical heating system known under the trade name "Cadweld", to weld conductors together utilizing exothermic reaction and molten aluminum. This method has achieved only limited application because it can be dangerous. It involves a gas that must be vented, and this is difficult in the field, and it is expensive because the molds used wear out after only 50 uses.

En ytterligere metode som er blitt vurdert, er metall-inertgassveising (MIG), dvs. sveising av aluminiumlederne under inertgass for å hindre oxydasjon av aluminiumet. Denne metode krever kostbart utstyr som i alminnelighet er uegnet for anvendelse i felten fordi det veier flere hundrede kilo eller mer og ikke lett kan bæres. A further method that has been considered is metal-inert gas welding (MIG), i.e. welding the aluminum conductors under inert gas to prevent oxidation of the aluminium. This method requires expensive equipment that is generally unsuitable for use in the field because it weighs several hundred kilograms or more and cannot be easily carried.

US patent 3243211 angår et varmkrympbart loddemiddel-koplingsstykke som kan inneholde loddemiddel. Det finnes ingen beskrivelse eller veiledning i dette patent angående en trykkutøvende anordning som befinner seg i hylsen og som er anordnet for å tvinge smeltet loddemiddel henimot hylsens åpne ende. Den eneste beskrivelse av en trykkutøvende anordning i hylsen er spiralfjæren 7 ifølge Fig. 3. Smelt-bart materiale 6 er bundet til hylsens 5 utside, og frigjøring av fjæren er anordnet for å tvinge det utvendige smeltbare materiale 6 til kontakt med en gjenstand som befinner seg utenfor hylsen 5. Konstruksjonen og funksjonen av innret-ningen ifølge dette US patent er sterkt forskjellig fra konstruksjonen og funksjonen av det elektriske koplings- US patent 3243211 relates to a heat-shrinkable solder connector which can contain solder. There is no description or guidance in this patent regarding a pressure exerting device located in the sleeve and arranged to force molten solder toward the open end of the sleeve. The only description of a pressure exerting device in the sleeve is the spiral spring 7 according to Fig. 3. Fusible material 6 is bound to the outside of the sleeve 5, and release of the spring is arranged to force the external fusible material 6 into contact with an object located itself outside the sleeve 5. The construction and function of the device according to this US patent is very different from the construction and function of the electrical connection

stykke i henhold til den foreliggende oppfinnelse. piece according to the present invention.

I US patent 3402758 er en anordning beskrevet hvor loddemiddel under innvirkning av lufttrykk tvinges fra en ekstern tilførsel inn i en form for å lage en elektrisk kopling. Det finnes ingen beskrivelse eller veiledning angående et koplingsstykke med en trykkutøvende anordning som er anordnet i en hylse for å tvinge loddemiddel henimot en åpen ende av hylsen. In US patent 3402758, a device is described where solder under the influence of air pressure is forced from an external supply into a mold to make an electrical connection. There is no description or guidance regarding a connector with a pressure exerting device arranged in a sleeve to force solder toward an open end of the sleeve.

I US patent nr. 2831446 beskrives også et koplingsstykke, men heller ikke ved bruk av dette blir loddemiddel, innvendig satt under trykk, tvunget henimot hylsens åpne ende. Denne virkning som er et karakteristisk trekk ved den foreliggende oppfinnelse, sikrer at loddemiddel tvinges mellom strengene i den av strenger oppbygde leder, hvorved den elektriske forbindelse forsterkes. In US patent no. 2831446, a coupling piece is also described, but when using this, solder, internally pressurized, is not forced towards the open end of the sleeve either. This effect, which is a characteristic feature of the present invention, ensures that solder is forced between the strands in the conductor made up of strands, whereby the electrical connection is strengthened.

I overensstemmelse med en side ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et elektrisk koplingsstykke omfattende minst én rørformet hylse med en lukket ende og en åpen ende for å motta en elektrisk leder i hylsen, idet hylsens innvendige omkretsvegg er fortinnet på forhånd og hylsen er anordnet for å motta en plugg av loddemetall for plassering nær den stengte ende, og det elektriske koplingsstykke er særpreget ved at en anordning er anordnet i hylsen for å utøve trykk mot pluggen av loddemetall for å tvinge loddemetallet henimot hylsens åpne ende ved den temperatur ved hvilken pluggen av loddemetall smelter. In accordance with one aspect of the present invention, there is provided an electrical connector comprising at least one tubular sleeve having a closed end and an open end for receiving an electrical conductor within the sleeve, the inner circumferential wall of the sleeve being pre-tinned and the sleeve being arranged to receive a plug of solder for placement near the closed end, and the electrical connector is characterized in that a device is provided in the sleeve for applying pressure to the plug of solder to force the solder toward the open end of the sleeve at the temperature at which the plug of solder melts .

Som her anvendt skal betegnelsen "på forhånd fortinnet" angi at en overflate er blitt belagt med loddemetall eller med et loddemetallignende materiale, som sink eller bronse. Selv om oppfinnelsen vil bli nærmere omtalt nedenfor hoved-sakelig under hensyn til fortinning på forhånd med loddemetall, vil det forstås at andre belegg enn loddemetall kan anvendes. As used herein, the term "pre-tinned" shall indicate that a surface has been coated with solder or a solder-like material, such as zinc or bronze. Although the invention will be discussed in more detail below mainly with regard to tinning in advance with solder, it will be understood that coatings other than solder can be used.

En enkelt hylse anvendes for avslutningsforbindelser, og to hylser som befinner seg i elektrisk ledende forbindelse med hverandre, anvendes for skjøteforbindelser. A single sleeve is used for termination connections, and two sleeves that are in electrically conductive connection with each other are used for joint connections.

Hylsens innvendige omkretsvegg kan være fortinnet på forhånd med et fast belegg av loddemetall eller f.eks. sink. The inner peripheral wall of the sleeve can be pre-tinned with a solid coating of solder or e.g. zinc.

Koplingsstykket kan være forsynt med loddemetallpluggen på plass, fortrinnsvis nær hylsens stengte ende, eller brukeren av koplingsstykket kan tilsette loddemetallpluggen i felten. The connector may be provided with the solder plug in place, preferably near the closed end of the sleeve, or the user of the connector may add the solder plug in the field.

Koplingsstykket ifølge oppfinnelsen anvendes ved at hylsen oppvarmes for å smelte loddemetallet samtidig som en kraft utøves for relativt å bevege koplingsstykket og lederen henimot hverandre. Før loddemetallpluggen i det minste har myknet, er ingen relativ bevegelse mellom koplingsstykket og lederen mulig. Når loddemetallet er smeltet, blir hylsen og lederen beveget relativt henimot hverandre. Hylsen fortsettes å oppvarmes, og samtidig fortsettes hylsen og lederen å beveges relativt henimot hverandre for å ekstrudere loddemetall henimot hylsens åpne ende. Dermed fylles eventuelle mellomrom i lederen fullstendig, som rom mellom tråder i flertråds-ledere, og dessuten fylles rommet mellom lederen og hylsen fullstendig med loddemetall. Oppvarmingen og bevegelsen fortsetter fortrinnsvis inntil lederen ikke lenger kan beveges, dvs. inntil den bunner ut i koplingsstykket. Stør-relsen av loddemetallpluggen velges fortrinnsvis slik at efterhvert som lederen bunner i koplingsstykket, blir en liten porsjon av loddemetallet ekstrudert ut av hylsen, og dette antyder for operatøren at koplingen er blitt utført. The coupling piece according to the invention is used in that the sleeve is heated to melt the solder metal at the same time as a force is exerted to relatively move the coupling piece and the conductor towards each other. Until the solder plug has at least softened, no relative movement between the connector and the conductor is possible. When the solder is melted, the sleeve and the conductor are moved relatively towards each other. The sleeve is continued to be heated, and at the same time the sleeve and the conductor are continued to be moved relatively towards each other to extrude solder towards the open end of the sleeve. In this way, any spaces in the conductor are completely filled, such as spaces between wires in multi-wire conductors, and furthermore the space between the conductor and the sleeve is completely filled with solder. The heating and movement preferably continue until the conductor can no longer be moved, i.e. until it bottoms out in the coupling piece. The size of the solder plug is preferably chosen so that as the conductor bottoms in the connector, a small portion of the solder is extruded from the sleeve, and this suggests to the operator that the connection has been made.

I enkelte tilfeller er det ikke mulig å bevege hylsen In some cases, it is not possible to move the sleeve

og lederen henimot hverandre. Nlr f.eks. to elektriske ledere skjøtes sammen, vil koplingsstykket ikke lenger kunne beveges efter at den første leder er blitt koplet til koplingsstykket, og den annen leder er ofte forholdsvis ubevegbar, and the leader towards each other. No. e.g. two electrical conductors are joined together, the connector will no longer be able to move after the first conductor has been connected to the connector, and the second conductor is often relatively immovable,

Koplingsstykket ifølge oppfinnelsen kan omfatte to hylser i elektrisk ledende forbindelse med hverandre, og hver hylse kan inneholde en trykkutøvende anordning. The coupling piece according to the invention can comprise two sleeves in electrically conductive connection with each other, and each sleeve can contain a pressure exerting device.

Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen holdes lederen o<q> koplingsstykket uh<p>vegelig mens den trykkut-øvende anordning som kan være anordnet slik at loddemetallpluggen forspennes henimot hylsens åpne ende ved værelse-temperatur, ekstruderer loddemetallet rundt lederen og inn i mellomrommene i lederen. According to a further feature of the invention, the conductor o<q> the connector is held immovable while the pressure-exerting device, which may be arranged so that the solder plug is biased towards the open end of the sleeve at room temperature, extrudes the solder around the conductor and into the spaces in the manager.

I overensstemmelse med en ytterligere side ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes ved denne en fremgangsmåte for å forbinde et koplingsstykke med en elektrisk leder, hvor koplingsstykket omfatter minst én rørformet hylse med en stengt ende og en åpen ende for å motta den elektriske leder i hylsen, idet hylsens innvendige omkretsvegg er blitt fortinnet på forhånd og en plugg av loddemetall befinner seg i hylsen nær dens stengte ende, og fremgangsmåten er særpreget ved at den elektriske leder anbringes i koplingsstykkets hylse og at loddemetallet oppvarmes til i det minste dets smeltetemperatur samtidig som lederen i hylsen holdes mot kraften fra en trykkutøvende anordning som anvendes i hylsen for å utøve trykk mot pluggen av loddemetall slik at dette tvinges henimot hylsens åpne ende ved den temperatur ved hvilken pluggen av loddemetall smelter. In accordance with a further aspect of the present invention, there is provided herein a method for connecting a connector with an electrical conductor, the connector comprising at least one tubular sleeve with a closed end and an open end for receiving the electrical conductor in the sleeve, the inner peripheral wall of the sleeve has been pre-tinned and a plug of solder is located in the sleeve near its closed end, and the method is characterized by placing the electrical conductor in the sleeve of the connector and heating the solder to at least its melting temperature at the same time as the conductor in the sleeve is held against the force of a pressure exerting device used in the sleeve to exert pressure against the plug of solder so that it is forced towards the open end of the sleeve at the temperature at which the plug of solder melts.

Den trykkutøvende anordning gir fortrinnsvis en kraft ved Tm av minst 0,07 MPa, mer foretrukket minst 0,21 MPa, for å oppnå en tilstrekkelig fylling av rommet mellom tråder. Den trykkutøvende anordning gir fortrinnsvis en kraft ved Tm av ikke over 1,4 MPa for å hindre at lederen tvinges ut av hylsen. The pressure exerting device preferably provides a force at Tm of at least 0.07 MPa, more preferably at least 0.21 MPa, in order to achieve sufficient filling of the space between threads. The pressure exerting device preferably provides a force at Tm of not more than 1.4 MPa to prevent the conductor being forced out of the sleeve.

Som eksempel på en egnet trykkutøvende anordning kan nevnes (1) en fjær som kan være anbragt mellom loddemetallpluggen og hylsens stengte ende, (2) et varmeekspanderbart metall som kan foreligge i form av en fjær, (3) en svellbar polymer som fortrinnsvis ekspanderer ved en temperatur ikke over Tm, (4) en gass, (5) en beholder som inneholder trykkgass som er slik avpasset at den vil bli frigjort ved en temperatur over 100°C og opp til Tm, (6) reaktanter som avgir en gass og som holdes adskilt ved hjelp av en barriere som gjør det mulig for reaktantene å reagere ved en temperatur over 100°C og opp til Tm,(7) reaktanter som avgir en gass når de reagerer, idet reaktantene bare er reaktive ved en temperatur mellom 100°C og Tm, og (8) et materiale som er et fluidum ved den temperatur ved hvilken loddemetallpluggen smelter og hvor koplingsstykket omfatter et tetningselement for å hindre lekkasje av fluidumet forbi barrieren. As an example of a suitable pressure-exerting device, mention can be made of (1) a spring which can be placed between the solder plug and the closed end of the sleeve, (2) a thermally expandable metal which can be in the form of a spring, (3) a swellable polymer which preferably expands by a temperature not above Tm, (4) a gas, (5) a container containing pressurized gas which is so adapted that it will be released at a temperature above 100°C and up to Tm, (6) reactants which emit a gas and which are kept apart by means of a barrier which enables the reactants to react at a temperature above 100°C and up to Tm, (7) reactants which give off a gas when they react, the reactants being only reactive at a temperature between 100 °C and Tm, and (8) a material which is a fluid at the temperature at which the solder plug melts and where the connector comprises a sealing element to prevent leakage of the fluid past the barrier.

Et koplingsstykke som inneholder en trykkutøvende anordning og som her er betegnet som et "selvaktivert koplingsstykke", kan innbefatte ari metallbarriere mellom loddemetallpluggen og den trykkutøvende anordning, idet barrieren som kan være fortinnet på forhånd virker som et stempel og er dimensjonsmessig stabil ved Tm og kan forskyves aksialt i hylsen. Barrieren kan være innrettet for at den skal smelte ved en temperatur over Tm. Koplingsstykket innbefatter fortrinnsvis et tetningselement for å hindre lekkasje av den trykkutøvende anordning forbi barrieren, spesielt når den trykkutøvende anordning omfatter et materiale som er et fluidum ved Tm. A connector that contains a pressure-exerting device and which is referred to herein as a "self-activated connector" may include a metal barrier between the solder plug and the pressure-exerting device, the barrier, which may be pre-tinned, acts as a piston and is dimensionally stable at Tm and may is displaced axially in the sleeve. The barrier may be designed to melt at a temperature above Tm. The coupling piece preferably includes a sealing element to prevent leakage of the pressure exerting device past the barrier, especially when the pressure exerting device comprises a material which is a fluid at Tm.

Den trykkutøvende anordning kan også omfatte en The pressure-exerting device may also comprise a

ekstern trykkgasskilde. Ifølge denne utførelsesform av oppfinnelsen kan det finnes en gasskanal gjennom hylseveggen nær hylsens stengte ende for å innføre trykkgass i hylsen for å tvinge loddemetallpluggen henimot den åpne ende når loddemetallpluggen er smeltet. external compressed gas source. According to this embodiment of the invention, a gas channel may be provided through the sleeve wall near the closed end of the sleeve to introduce pressurized gas into the sleeve to force the solder plug toward the open end when the solder plug is melted.

Koplingsstykket kan være forsynt med et rørformet innsatsstykke for anvendelse i forbindelse med ledere som ikke har et sirkelformig tverrsnitt. Det rørformede innssats-stykke er fortrinnsvis metallisk og roterbart anordnet i hylsen, og innsatsstykkets innvendige omkretsvegg er fortinnet på forhånd. Innsatsstykkets innvendige vegg har et tverrsnitt som ikke er sirkelformig, men et tverrsnitt som overensstemmer med lederens tverrsnitt. The coupling piece can be provided with a tubular insert for use in connection with conductors that do not have a circular cross-section. The tubular insert piece is preferably metallic and rotatably arranged in the sleeve, and the inner circumferential wall of the insert piece is pre-tinned. The inner wall of the insert has a cross-section that is not circular, but a cross-section that corresponds to the conductor's cross-section.

Koplingsstykket kan ha et tittehull gjennom hylsens vegg nær' hylsens åpne ende for å fastslå når pluggen av smeltet loddemetall er blitt ekstrudert til en stilling nær hylsens åpne ende. The connector may have a viewing hole through the wall of the sleeve near the open end of the sleeve to determine when the plug of molten solder has been extruded to a position near the open end of the sleeve.

For at en enkelt hylse kan benyttes for flere enn én lederstørrelse kan innsatsstykker med varierende veggtykkelse anvendes, idet hvert innsatsstykkes innvendige omkretsvegg er fortinnet på forhånd. Alternativt kan en fleksibel metallplate belagt med loddemetall anordnes. Platen pakkes rundt lederen inntil den pakkede leders utvendige diameter er blitt tilstrekkelig stor for koplingsstykkets innvendige diameter. In order for a single sleeve to be used for more than one conductor size, inserts with varying wall thickness can be used, as the inner peripheral wall of each insert is pre-tinned. Alternatively, a flexible metal plate coated with solder can be provided. The plate is wrapped around the conductor until the outer diameter of the wrapped conductor has become sufficiently large for the inner diameter of the connector.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for å According to a further embodiment of the present invention, a method is provided for

skjøte en første og en annen elektrisk leder til hverandre ved anvendelse av en elektrisk ledende leder som omfatter en første og en annen metallisk hylse i elektrisk ledende forbindelse med hverandre,. idet hver hylse har en lukket ende og en åpen ende, idet den sistnevnte anvendes for å motta en leder i hylsen,- hvor hver hylses innvendige omkretsvegg er fortinnet på forhånd, og hvor en plugg av loddemetall anvendes i hver hylse nær hylsens stengte ende, at den første leder forbindes med koplingsstykket ved å anbringe den første leder i den første hylse og ved å joining a first and a second electrical conductor to each other using an electrically conductive conductor comprising a first and a second metallic sleeve in electrically conductive connection with each other. each sleeve having a closed end and an open end, the latter being used to receive a conductor in the sleeve,- where the inner peripheral wall of each sleeve is pre-tinned, and where a plug of solder is used in each sleeve near the closed end of the sleeve, that the first conductor is connected to the connector by placing the first conductor in the first sleeve and by

oppvarme den første hylse til en temperatur som er tilstrekkelig høy til å smelte pluggen av loddemetall i den første hylse, og at den annen leder forbindes med koplingsstykket ved å anbringe den annen leder i den annen hylse, heating the first sleeve to a temperature sufficiently high to melt the plug of solder in the first sleeve, and connecting the second conductor to the connector by placing the second conductor in the second sleeve,

og fremgangsmåten er særpreget ved at pluggen av loddemetall i den annen hylse oppvarmes i det minste til den temperatur ved hvilken pluggen av loddemetall smelter, mens den annen leder i den annen hylse samtidig holdes mot kraften fra en trykkutøvende anordning som anvendes i det minste i den annen hylse for å utøve et trykk mot pluggen av loddemetall slik at loddemetallet tvinges henimot hylsens åpne ende ved den temperatur ved hvilken pluggen av loddemetall i den annen hylse smelter, slik at det smeltede loddemetall tvinges henimot hylsens åpne ende for å fylle rommet mellom den annen leder og den annen hylse med loddemetall . and the method is characterized by the fact that the plug of solder in the second sleeve is heated to at least the temperature at which the plug of solder melts, while the other conductor in the second sleeve is simultaneously held against the force of a pressure-exerting device that is used at least in the second sleeve to exert pressure against the plug of solder so that the solder is forced toward the open end of the sleeve at the temperature at which the plug of solder in the second sleeve melts, so that the molten solder is forced toward the open end of the sleeve to fill the space between the other conductor and the other sleeve with solder.

Koplingsstykket ifølge oppfinnelsen kan være forsynt med et mohteringshull gjennom hylsens vegg for å feste en festeinnretning til koplingsstykket for å holde en elektrisk leder på plass efterhvert som den trykkutøvende anordning tvinger smeltet loddemetall henimot hylsens åpne ende. The connector according to the invention may be provided with a socket hole through the wall of the sleeve to attach a fastening device to the connector to hold an electrical conductor in place as the pressure-exerting device forces molten solder towards the open end of the sleeve.

Koplingsstykket ifølge oppfinnelsen kan være forsynt med en stjerneformet pakning anordnet nær hylsens åpne ende, med stjernens spisser ragende innad slik at de griper fatt i en elektrisk leder som innføres i hylsen. The coupling piece according to the invention can be provided with a star-shaped gasket arranged near the open end of the sleeve, with the points of the star projecting inwards so that they grip an electrical conductor which is inserted into the sleeve.

Denne metode for skjøting eller tilkobling er sikker, pålitelig og lett å anvende i felten. Det eneste vesentlige utstyr som er nødvendig, er en gassbrenner. De erholdte avslutninger og skjøter er elektrisk pålitelige og mekanisk sikre. Metoden kan anvendes for såvel aluminium- som kobberledere og også for å skjøte en aluminiumleder til en kobberleder. This method of splicing or connection is safe, reliable and easy to use in the field. The only essential equipment required is a gas burner. The resulting terminations and joints are electrically reliable and mechanically safe. The method can be used for both aluminum and copper conductors and also for joining an aluminum conductor to a copper conductor.

Den rørformede hylse eller, hver rørformet hylse og/ eller hvert innsatsstykkesom anvendes i henhold til oppfinnelsen, er metalliske. The tubular sleeve or each tubular sleeve and/or each insert used according to the invention are metallic.

Når hylsen anordnes for å motta loddemetallpluggen, When the sleeve is arranged to receive the solder plug,

vil det forstås at den relative størrelse for disse komponenter må tas hensyn til. it will be understood that the relative size of these components must be taken into account.

Koplingsstykket og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes i forbindelse med en flertråds- eller massiv leder, og lederen kan utgjøre del av en kabel som er isolert med et polymermateriale eller med oljemettet papir. Kabelen kan være en flerleders sektorkabel med ledere som har et tverrsnitt som ikke er sirkelformig. The connector and the method according to the invention can be used in connection with a multi-wire or solid conductor, and the conductor can form part of a cable that is insulated with a polymer material or with oil-saturated paper. The cable can be a multi-conductor sector cable with conductors having a cross-section that is not circular.

Koplingsstykket ifølge oppfinnelsen vil i alminnelighet ha generelt sylindrisk form, men det kan alternativt ha ujevnt tverrsnitt. The coupling piece according to the invention will generally have a generally cylindrical shape, but it may alternatively have an uneven cross-section.

Tverrsnittet gjennom koplingsstykkets hylsevegg har fortrinnsvis et areal som i det minste er likt arealet for et tverrsnitt gjennom lederen, slik at koplingsstykket og lederen vil ha den^samme evne til å lede elektrisk strøm. Derved unngås varmpunkter i avslutningen eller skjøten. The cross-section through the sleeve wall of the connector preferably has an area that is at least equal to the area of a cross-section through the conductor, so that the connector and the conductor will have the same ability to conduct electric current. This avoids hot spots in the termination or joint.

Flere utførelsesformer av elektriske ledere og til-koblings- og skjøtemetoder som dels er i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse, vil nu bli beskrevet i form av eksempler under henvisning til de ledsagende tegninger, hvor Fig. IA viser et tverrsnitt gjennom et koplingsstykke som anvendes for å avslutte en kraftkabel, Fig. IB viser den ferdige avslutning i henhold til Several embodiments of electrical conductors and connection and splicing methods which are partly in accordance with the present invention will now be described in the form of examples with reference to the accompanying drawings, where Fig. IA shows a cross-section through a connecting piece which is used for to terminate a power cable, Fig. IB shows the completed termination according to

Fig. IA, Fig. 1A,

Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom et skjøtekoplings-stykke, Fig. 3-7 viser alle et selvaktivert avslutnings-koplingsstykke som er forsynt med en anordning for å trykke smeltet loddemetall henimot koplingsstykkets åpne ende, Fig. 8A er et frontoppriss av en kraftkabel hvori lederen er pakket inn i en på forhånd fortinnet, fleksibel metallplate, Fig. 2 shows a cross-section through a splicing connector, Figs. 3-7 all show a self-activated termination connector provided with a device for pushing molten solder towards the open end of the connector, Fig. 8A is a front elevation of a power cable in which the conductor is wrapped in a pre-tinned, flexible metal sheet,

Fig. 8B viser et tverrsnitt gjennom kabelen ifølge Fig. 8B shows a cross-section through the cable according to

Fig. 8A tatt langs linjen B-B ifølge Fig. 8A, Fig. 8A taken along the line B-B according to Fig. 8A,

Fig. 9 viser et tverrsnitt gjennom et skjøtestykke med et innsatsstykke i dette, og Fig. 10 viser et snitt gjennom skjøtestykket ifølge Fig. 9 tatt langs linjen 10-10 ifølge Fig. 9. Fig. 9 shows a cross-section through a joint piece with an insert in it, and Fig. 10 shows a section through the joint piece according to Fig. 9 taken along the line 10-10 according to Fig. 9.

Koplingsstykkene ifølge Fig. IA, IB og 2 er vist, og beskrevet nedenfor, bare som bakgrunnsinformasjon og utgjør ikke del av den foreliggende oppfinnelse. The coupling pieces according to Fig. IA, IB and 2 are shown, and described below, only as background information and do not form part of the present invention.

Under henvisning til Fig. 1 anvendes et elektrisk ledende koplingsstykke 10 for å avslutte en kraftkabel 12 som omfatter en isolasjon 14 som er blitt skåret tilbake slik at en flertrådig leder 16 avdekkes. With reference to Fig. 1, an electrically conductive connector piece 10 is used to terminate a power cable 12 which comprises an insulation 14 which has been cut back so that a multi-wire conductor 16 is exposed.

Som vist på Fig. 1 omfatter koplingsstykket 10 en metallisk, sylindrisk, rørformet hylse 18 med en stengt ende 20 og en åpen ende 22. As shown in Fig. 1, the connecting piece 10 comprises a metallic, cylindrical, tubular sleeve 18 with a closed end 20 and an open end 22.

Koplingsstykket 10 er på forhånd fortinnet med et tynt, massivt belegg av loddemetall 24 på hylsens 18 innvendige omkretsvegg 26. Det finnes også en loddemetallplugg 28 i hylsen nær den stengte ende 20. The connector 10 is pre-tinned with a thin, solid coating of solder 24 on the inner peripheral wall 26 of the sleeve 18. There is also a solder plug 28 in the sleeve near the closed end 20.

Hylsen 18 er fortrinnsvis laget av det samme materiale som er anvendt for lederen, og for aluminiumledere kan dette materiale være aluminiumlegeringer fra 1100 serien. The sleeve 18 is preferably made of the same material used for the conductor, and for aluminum conductors this material can be aluminum alloys from the 1100 series.

Det samme loddemetall som kan være et flussmiddelfritt loddemetall, kan anvendes såvel for belegget 24 som pluggen 28. Et foretrukket loddemetall for en kobberleder inneholder tinn, kadmium og sink og selges under varemerket "Neptune-SS". The same solder, which can be a flux-free solder, can be used both for the coating 24 and the plug 28. A preferred solder for a copper conductor contains tin, cadmium and zinc and is sold under the trademark "Neptune-SS".

Et foretrukket flussmiddelfritt loddemetall for en aluminiumleder inneholder sink, aluminium, kobber, jern og magnesium og selges under varemerket "Neptune-S". Et loddemetall som anvendes i forbindelse med et flussmiddel, kan også anvendes. I et slikt tilfelle foretrekkes det å anvende et flerkjernet loddemetall, som f. eks. et loddemetall som omfatter bly, tinn og eventuelt sølv. Et flerkjernet loddemetall utgjøres typisk av en ekstrudert loddemetall-stang som inneholder to eller flere områder med flussmiddel som strekker seg på langs i loddemetallstangen. Et flerkjernet loddemetall av denne type er tilgjengelig under handelsbetegnelsen "HMP Solder". A preferred fluxless solder for an aluminum conductor contains zinc, aluminum, copper, iron and magnesium and is sold under the trade name "Neptune-S". A solder used in conjunction with a flux can also be used. In such a case, it is preferable to use a multi-core solder, such as e.g. a solder that includes lead, tin and possibly silver. A multicore solder typically consists of an extruded solder rod containing two or more areas of flux extending lengthwise in the solder rod. A multi-core solder of this type is available under the trade name "HMP Solder".

Loddemetallbeleggets tykkelse kan være fra noen få tusendels millimeter og er i alminnelighet noen få hundredels millimeter. Forhåndsfortinningen kan utføres ved å oppvarme hylsen 10 og smelte loddemetall på den innvendige omkretsvegg 26 eller ved elektroplettering. The thickness of the solder coating can be from a few thousandths of a millimeter and is generally a few hundredths of a millimeter. The pre-tinning can be carried out by heating the sleeve 10 and melting solder on the inner peripheral wall 26 or by electroplating.

Hylsens 18 innvendige diameter må være større enn lederens 16 utvendige diameter, og den er fortrinnsvis minst 0,127 mm større. The inner diameter of the sleeve 18 must be larger than the outer diameter of the conductor 16, and it is preferably at least 0.127 mm larger.

Loddemetallet 28 kan anbringes på forhånd i hylsen 18 eller brukeren av koplingsstykket kan bringe loddemetallet på plass. Når loddemetallet er anbragt på forhånd, kan det smeltes for anbringelse i hylsen, og når det størkner, vil det feste seg til hylsens vegger og holdes sikkert på plass. The solder metal 28 can be placed in advance in the sleeve 18 or the user of the connector can bring the solder metal into place. Once the solder has been placed in advance, it can be melted for placement in the sleeve, and when it solidifies, it will stick to the walls of the sleeve and be held securely in place.

Ved anvendelse av koplingsstykket 10 blir lederen 16 ført inn i hylsen slik at den bunner mot loddemetallpluggen 28. Hylsen blir derefter oppvarmet, f.eks. med en brenner 30, samtidig som koplingsstykket og lederen tvinges mot hverandre med en kraft av minst 4,5 kg, fortrinnsvis minst 13,6 kg. Når loddemetallet smelter, vil denne kraft føre til at hylsen og leder-n vil bli beveget henimot hverandre. Dette fører til at loddemetallet ekstruderes henimot hylsens åpne ender under trykk. Det trykksatte loddemetall fyller eventuelle mellomrom i lederen, innbefattende rom mellom trådene, og fyller fullstendig rommet mellom lederen og hylsen og fyller hylsens stengte ende, som vist ved hen-visningstallét 31 på Fig. IB. When using the connecting piece 10, the conductor 16 is led into the sleeve so that it rests against the solder plug 28. The sleeve is then heated, e.g. with a burner 30, at the same time that the connector and the conductor are forced against each other with a force of at least 4.5 kg, preferably at least 13.6 kg. When the solder melts, this force will cause the sleeve and conductor to be moved towards each other. This causes the solder metal to be extruded towards the open ends of the sleeve under pressure. The pressurized solder fills any spaces in the conductor, including spaces between the wires, and completely fills the space between the conductor and the sleeve and fills the closed end of the sleeve, as shown at reference numeral 31 in Fig. IB.

Det er av viktighet å fylle hylsens stengte ende med loddemetall fordi dette gir god elektrisk kontakt mellom enden av en leder og koplingsstykket. En slik kontakt finnes ikke i en påkrympet kopling. It is important to fill the closed end of the sleeve with solder because this provides good electrical contact between the end of a conductor and the connector. Such a contact is not found in a crimped connector.

Den relative bevegelse mellom lederen og loddemetallet under stengte omgivelser er tilbøyelige til å befordre en metallurgisk binding og en kopling av høy kvalitet. The relative movement between the conductor and the solder under a closed environment tends to promote a metallurgical bond and a high quality connection.

Fortrinnsvis blir et eventuelt oxyd på lederen fjernet mekanisk, f.eks. med en børste av rustfritt stål, før lederen føres inn i koplingsstykket. En eventuell oxydfilm på hylsens innvendige omkretsvegg blir fortrinnsvis fjernet ved hjelp av mekanisk abrasjon eller en ultralydmetode før hylsen forhåndsfortinnes for å lette dannelsen av en metallurgisk binding mellom lederen og koplingsstykket. Preferably, any oxide on the conductor is removed mechanically, e.g. with a stainless steel brush, before the conductor is fed into the connector. Any oxide film on the inner peripheral wall of the sleeve is preferably removed by mechanical abrasion or an ultrasonic method before the sleeve is pre-tinned to facilitate the formation of a metallurgical bond between the conductor and the connector.

Lederen og koplingsstykket beveges mot hverandre inntil lederen bunner ut i hylsen og ikke kan tvinges lengre inn. The conductor and the coupling piece are moved towards each other until the conductor bottoms out in the sleeve and can no longer be forced in.

I alminnelighet vil en mindre porsjon av loddemetallet bli ekstrudert ut av hylsen, som vist ved henvisningstallet 32 Generally, a smaller portion of the solder metal will be extruded from the sleeve, as shown at reference numeral 32

på Fig. IB, når denne bunnstøting forekommer. Dette gjør det lettere for operatøren å fastslå at tilkoplingen er fullstendig. Varmen blir derefter fjernet, og lederen og koplingsstykket avkjøles. Denne prosess fører til en sterk og elektrisk ledende, metallurgisk binding mellom lederen og koplingsstykket. in Fig. IB, when this bottoming occurs. This makes it easier for the operator to determine that the connection is complete. The heat is then removed and the conductor and connector are cooled. This process leads to a strong and electrically conductive, metallurgical bond between the conductor and the connector.

Loddemetallpluggen har tilstrekkelig masse til fullstendig å fylle eventuelle mellomrom i lederen, til å fylle rommet mellom lederen og hylsen og til å gjøre det mulig for en liten porsjon å ekstruderes ut av hylsen. The solder plug has sufficient mass to completely fill any voids in the conductor, to fill the space between the conductor and the sleeve, and to allow a small portion to be extruded from the sleeve.

Hylsen 18 kan være laget av et rør som er blitt krympet slik at det danner en stengt ende 20. For denne utførelses-form kan en åpning forekomme henimot den stengte ende. Det er en fordel ved den foreliggende oppfinnelse at smeltet loddemetall blir ekstrudert inn i eventuelle åpninger slik at disse stenges. Massen 31 med størknet loddemetall stanser inntrengning -av vann og andre forurensninger. The sleeve 18 can be made of a tube which has been shrunk so that it forms a closed end 20. For this embodiment, an opening can occur towards the closed end. It is an advantage of the present invention that molten solder is extruded into any openings so that these are closed. The mass 31 of solidified solder stops the ingress of water and other contaminants.

Fig. 2 viser et skjøtestykke 32 som omfatter to Fig. 2 shows a joint piece 32 which comprises two

aksialt på linje med hverandre anordnede metalliske, rør-formede hylser 44 som står i elektrisk ledende forbindelse med hverandre. Dette skjøtestykke 32 kan være laget i form fra et enkelt metallrør med en innført barriere 46. Barrieren 46 kan holdes på plass ved hjelp av lodding, påsveising av en påvirkende innpasset innretning eller en trykkinnpassende innretning. Hver hylse 44 er fortinnet på forhånd på den metallic tubular sleeves 44 arranged axially in line with each other, which are in electrically conductive connection with each other. This joint 32 may be made in shape from a single metal tube with an inserted barrier 46. The barrier 46 may be held in place by soldering, welding on an impact fit device or a pressure fit device. Each sleeve 44 is pre-tinned on it

innvendige omkretsvegg med et massivt belegg 24 av loddemetall og har en plugg 28 av loddemetall ved deres stengte ende. inner perimeter wall with a solid coating 24 of solder and have a plug 28 of solder at their closed end.

En av hylsene er vist med et tittehull 48, gjennom dens.vegg, slik at operatøren kan iaktta det smeltede loddemetall efterhvert som dette ekstruderes henimot den åpne ende, og stanse oppvarmingen av loddemetallet før dette ekstruderes ut av hylsen. Selv om bare én av hylsene er vist med et tittehull 4 8 på Fig. 2, er det klart at begge hylser kan være forsynt med et tittehull. One of the sleeves is shown with a viewing hole 48, through its wall, so that the operator can observe the molten solder as it is extruded towards the open end, and stop the heating of the solder before it is extruded from the sleeve. Although only one of the sleeves is shown with a peephole 48 in Fig. 2, it is clear that both sleeves can be provided with a peephole.

Skjøtestykket 3,2 anvendes på samme måte som avslutningsstykket 10. Dette innebærer at hver av to ledere koples The connecting piece 3,2 is used in the same way as the termination piece 10. This means that each of two conductors is connected

til én av hylsene på samme måte som beskrevet ovenfor i forbindelse med avslutningsstykket 10. De to ledere kan festes til skjøtestykket samtidig eller tilkoblingen kan gjøres i rekkefølge. to one of the sleeves in the same way as described above in connection with the termination piece 10. The two conductors can be attached to the joint piece at the same time or the connection can be made in sequence.

Skjøtestykker som omfatter flere enn to hylser, kan anvendes. For eksempel kan skjøtestykker med tre hylser i form av en "Y" eller "T" anvendes, og skjøtestykker med fire hylser i form av en "H" kan anvendes. Joints that include more than two sleeves can be used. For example, splices with three sleeves in the form of a "Y" or "T" can be used, and splices with four sleeves in the form of an "H" can be used.

Fig. 3-7 viser selvaktiverte koplingsstykker med en anordning for å sette loddemetallet under trykk henimot hylsens åpne ende når loddemetallet smelter. Selv om trykkanordningen bare er vist i forbindelse med avslutningsstykker, kan trykkanordningen anvendes i forbindelse med den ene eller begge hylser i et skjøtestykke, som det skjøtestykke 3 2 som er vist på Fig. 2. Som angitt ovenfor er trykkanordningen av størst nytte i forbindelse med skjøtestykker. Ved anvendelse av slike vil det ofte straks én leder er blitt Fig. 3-7 show self-activated coupling pieces with a device for putting the solder metal under pressure towards the open end of the sleeve when the solder metal melts. Although the pressure device is only shown in connection with terminations, the pressure device can be used in connection with one or both sleeves in a joint, such as the joint 3 2 shown in Fig. 2. As indicated above, the pressure device is of greatest use in connection with connecting pieces. When using such, there will often be one manager immediately

tt

tilkoblet, være umulig å få en relativ bevegelse mellom skjøtestykket og den annen leder. Ved anvendelse av et selvaktivert skjøtestykke er den relative bevegelse ikke nødvendig. connected, it will be impossible to get a relative movement between the joint and the other conductor. When using a self-activated joint, the relative movement is not necessary.

På Fig. 2-7 er de samme henvisningstall blitt anvendt som på Fig. 1 for å angi elementer som er i det vesentlige de samme. In Fig. 2-7, the same reference numbers have been used as in Fig. 1 to indicate elements which are essentially the same.

Ifølge Fig. 3 omfatter trykkanordningen en massiv sy.linder 52 av en i varme svellbar eiler skumbar polymer. Mellom sylinderen 52 og loddemetallpluggen 28 er en barriere eller et stempel 54. Stempelet 54 kan aksialt forskyves i hylsen 18 og er laget av et slikt materiale som er termisk stabilt og ikke smelter ved den temperatur, Tm, ved hvilken loddemtallpluggen 28 smelter. Stempelet 54 kan være laget av samme legering som er anvendt for hylsen. Stempelet 54 er fortrinnsvis på forhånd blitt fortinnet med et belegg 55. According to Fig. 3, the pressure device comprises a massive cylinder 52 of a heat-swellable or foamable polymer. Between the cylinder 52 and the solder plug 28 is a barrier or a piston 54. The piston 54 can be axially displaced in the sleeve 18 and is made of a material which is thermally stable and does not melt at the temperature, Tm, at which the solder plug 28 melts. The piston 54 can be made of the same alloy as used for the sleeve. The piston 54 has preferably been pre-tinned with a coating 55.

Når varme tilføres koplingsstykket 50, øker polymerens størrelse. Straks loddemetallpluggen 28 smelter, vil polymeren tvinge stempelet 54 og loddemetallet 28 henimot hylsens 18 åpne ende 22. For å hindre at lederen 16 When heat is applied to the connector 50, the size of the polymer increases. As soon as the solder plug 28 melts, the polymer will force the piston 54 and the solder 28 towards the open end 22 of the sleeve 18. To prevent the conductor 16

tvinges ut av hylsen holdes denne på plass ved hjelp av en festeinnretning, som en skrue 56 som strekker seg gjennom et festehull 58 i hylsens 18 vegg nær hylsens åpne ende 22. En annen metode for å hindre at lederen "trekkes ut" er is forced out of the sleeve, this is held in place by means of a fastening device, such as a screw 56 which extends through a fastening hole 58 in the sleeve 18 wall near the sleeve's open end 22. Another method of preventing the conductor from being "pulled out" is

å anvende en stjerneformet pakning med en tykkelse av 0,076-0,127 mm nær hylsens åpne ende. En slik stjerneformet pakning har en glatt ytre omkrets og en innvendig omkrets med en rekke spisser. Når den anbringes i hylsen, vil den glatte ytre overflate ligge tilpasset an mot hylsens innvendige omkretsvegg, og stjernens spisser vil strekke seg innad. Stjernens spisser kommer i kontakt med og griper fast i lederen når denne innføres i hylsen. Efterhvert som lederen tvinges inn i koplingsstykket, vil pakningens skarpe, innvendige omkrets skrape langs lederen og fjerne et_eventuelt oxydlag som kan være tilstede. Dessuten vil pakningen holde lederen fast på plass og virke som en demning for å holde på loddemetallet i smeltet tilstand i hylsen. to use a star-shaped gasket with a thickness of 0.076-0.127 mm near the open end of the sleeve. Such a star-shaped gasket has a smooth outer circumference and an inner circumference with a series of points. When placed in the sleeve, the smooth outer surface will lie conformably against the inner circumferential wall of the sleeve, and the points of the star will extend inward. The points of the star come into contact with and grip the conductor when it is inserted into the sleeve. As the conductor is forced into the connector, the sharp inner circumference of the gasket will scrape along the conductor and remove any oxide layer that may be present. Also, the gasket will hold the conductor firmly in place and act as a dam to retain the molten solder in the sleeve.

For å hindre at polymeren lekker ut rundt stempelet 54 anvendes et polymert tetningshylseelement 60 som tåler høv temperatur, på hylsens 18 innvendige omkretsvegg og som ligger an mot sylinderen 52. Efterhvert som polymeren sveller, tvinger den tetningselementet 60 mot hylsens innvendige omkretsvegg. Stempelet 54 har et skjørt 62 som strekker seg hemimot hylsens 18 stengte ende 20, og tetningselementet 60 blir trykket mot skjørtets 62 innvendige vegg slik at lekkasje av den svellbare polymer 52 forbi stemplet hindres. Polymer-tetningselementet 60 er spesielt gunstig dersom det trykkpå-førende middel er et fluidum, som vist på Fig. 4, 5 og 7. Tetningselementet 60 kan være laget av et fleksibelt, varme-motstandsdyktig materiale, som tynt aluminium eller et polymermateriale, fortrinnsvis en plate av et polyamid som selges under varemerket Kapton. En egnet hylse kan være laget av 3-4 omslag med 0,0254 mm tykt Kapton. To prevent the polymer from leaking out around the piston 54, a polymeric sealing sleeve element 60 that can withstand high temperatures is used on the inner peripheral wall of the sleeve 18 and which rests against the cylinder 52. As the polymer swells, it forces the sealing element 60 against the inner peripheral wall of the sleeve. The piston 54 has a skirt 62 which extends towards the closed end 20 of the sleeve 18, and the sealing element 60 is pressed against the inner wall of the skirt 62 so that leakage of the swellable polymer 52 past the piston is prevented. The polymer sealing element 60 is particularly advantageous if the pressurizing agent is a fluid, as shown in Figs. 4, 5 and 7. The sealing element 60 can be made of a flexible, heat-resistant material, such as thin aluminum or a polymer material, preferably a sheet of a polyamide sold under the trademark Kapton. A suitable sleeve can be made from 3-4 wraps of 0.0254 mm thick Kapton.

Det trykkpåførende middel frembringer fortrinnsvis The pressurizing means preferably produces

en kraft mot stempelet ved Tm, som i alminnelighet er 150-409°C for loddemetall for aluminium- og kobberledere, av minst 0,7 kg/cm 2 , mer foretrukket minst 2,1 kg/cm 2, a force against the piston at Tm, which is generally 150-409°C for solder for aluminum and copper conductors, of at least 0.7 kg/cm 2 , more preferably at least 2.1 kg/cm 2 ,

for å oppnå en tilstrekkelig fylling av rommet mellom tråder og for å ekstrudere loddemetall hele veien henimot den åpne ende. Den trykkpåførende anordning gir fortrinnsvis en kraft ved Tm av under 14 kg/an 2 mot stempelet for å hindre at lederen og stempelet blir helt tvunget ut av hylsen. to achieve sufficient filling of the space between wires and to extrude solder all the way towards the open end. The pressure-applying device preferably provides a force at Tm of less than 14 kg/an 2 against the piston to prevent the conductor and piston from being completely forced out of the sleeve.

Et foretrukket materiale for polymeren inneholder: A preferred material for the polymer contains:

Skumningsmidlet selges under varemerket Celagen. Andre sulfonylhydrazidskumningsmidler kan anvendes. The foaming agent is sold under the brand name Celagen. Other sulfonylhydrazide foaming agents may be used.

Andre egnede polymerer kan innbefatte polyethylen, ethylénvinylacetat eller polypropylen som er blitt tverr-bundet ved bestråling for å hindre disse fra å presses ut av stempelet 54. Alle polymerer, som siliconpolymerer, som inneholder skumninøsmidde1 kan anvendes. Other suitable polymers may include polyethylene, ethylene vinyl acetate or polypropylene which has been cross-linked by irradiation to prevent these from being squeezed out of the piston 54. All polymers, such as silicone polymers, which contain foam mite 1 can be used.

Ifølge Fig. 4 kan trykket for å bevege koplingseftykkets 59 stempel 54 tilveiebringes ved hjelp av en ekstern gass-kilde i en gassylinder 65. Gassylinderen 6 5 står via en ledning 64 med en ventil 66 i forbindelse med en kanal-åpning 68 nær hylsens stengte ende. En pakning 70 hindrer gass fra å lekke forbi stempelet. Fortrinnsvis anvendes en ureaktiv gass, som nitrogen. According to Fig. 4, the pressure to move the piston 54 of the coupling seal 59 can be provided by means of an external gas source in a gas cylinder 65. The gas cylinder 65 is via a line 64 with a valve 66 in connection with a channel opening 68 close to the sleeve's closed end. A gasket 70 prevents gas from leaking past the piston. An unreactive gas, such as nitrogen, is preferably used.

Ifølge Fig. 5 er et koplingsstykke 71 forsynt med en trykk-settende anordning som omfatter en.sylinder 72 som inneholder en ureaktiv trykkgass 74. Sylinderen er stengt med en loddemetallplugg 76. Efterhvert som koplingsstykket. 71 oppvarmes, vil loddemetallpluggen 76 smelte, hvorved trykkgassen 74 frigjøres og driver stempelet 54 og loddemetallpluggen 28, According to Fig. 5, a coupling piece 71 is provided with a pressurizing device comprising a cylinder 72 containing a non-reactive pressure gas 74. The cylinder is closed with a solder plug 76. Each time as the coupling piece. 71 is heated, the solder plug 76 will melt, whereby the pressurized gas 74 is released and drives the piston 54 and the solder plug 28,

når denne er blitt smeltet, henimot hylsens åpne ende. when this has been melted, towards the open end of the sleeve.

Ifølge Fig. 6 har et koplingsstykke 80 en fjær 82 som trykkfremskaffende anordning. Fjæren er laget av et materiale som ikke mister sin tilstand ved den temperatur, Tm, ved hvilken loddemetallet smelter, dvs. ved 360-400°C. Egnede materialer for fjæren 82 innbefatter 302 rustfritt stål, According to Fig. 6, a connecting piece 80 has a spring 82 as a pressure-generating device. The spring is made of a material that does not lose its condition at the temperature, Tm, at which the solder metal melts, i.e. at 360-400°C. Suitable materials for the spring 82 include 302 stainless steel,

SAE 52100 carbonstållegering, Tl høyhastighetsverktøystål, stållegering 8286 og Inconel 718. Fjæren 82 kan være laget av et varmgjenvinnbart metall som ekspanderer ved oppvarming, som nitinol som er en nikkel-titanbasert legering som selges under varemerket Tinel. SAE 52100 carbon steel alloy, Tl high-speed tool steel, steel alloy 8286 and Inconel 718. The spring 82 may be made of a heat-recyclable metal that expands upon heating, such as nitinol which is a nickel-titanium based alloy sold under the trade name Tinel.

En loddemetallstift 84 holder stempelet 28 på plass ifølge den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på A solder pin 84 holds the plunger 28 in place according to the embodiment of the invention shown in

Fig. 6. Stiften 84 strekker seg gjennom to på linje orienterte åpninger 86 som er tatt ut i diametralt motsatte partier av hylsen. Stiften er fortrinnsvis laget av det samme loddemetall som pluggen 28, slik at når stiften 84 smelter, blir loddemetallpluggen 28 smeltet efterhvert som den av f jséren 82 tvinges henimot hylsens åpne ende. Fig. 6. The pin 84 extends through two aligned openings 86 which are taken out in diametrically opposite parts of the sleeve. The pin is preferably made of the same solder as the plug 28, so that when the pin 84 melts, the solder plug 28 is melted as it is forced by the spring 82 towards the open end of the sleeve.

Det fremgår av Fig. 7 at et koplingsstykke 87 som trykkpåførende middel kan ha to reaktanter 88 og 90 som er skilt av en barriere 9 2 som smelter ved en temperatur over 100°C opp til Tm. Barrieren kan være laget av loddemetall. Reaktantene kan være materialer som avgir gass når de reagerer, som f.eks. natriumbicarbonat og eddiksyre. Straks koplingsstykket 87 oppvarmes og barrieren 92 smelter, vil reaktantene 88 og 90 reagere under avgivelsen av en gass som presser stempelet 54 og loddemetallpluggen 28 henimot hylsens åpne ende straks loddemetallpluggen har smeltet. It appears from Fig. 7 that a connecting piece 87 as pressure applying means can have two reactants 88 and 90 which are separated by a barrier 9 2 which melts at a temperature above 100°C up to Tm. The barrier can be made of solder. The reactants can be materials that give off gas when they react, such as e.g. sodium bicarbonate and acetic acid. As soon as the connector 87 is heated and the barrier 92 melts, the reactants 88 and 90 will react with the release of a gas which pushes the piston 54 and the solder plug 28 towards the open end of the sleeve as soon as the solder plug has melted.

Barrieren 92 kan sløyfes dersom reaktantene ikke The barrier 92 can be bypassed if the reactants do not

reagerer eller ikke utøver et for høyt trykk før en for- reacts or does not exert too much pressure before a pre-

høyet temperatur av minst over 100°C er blitt nådd. the high temperature of at least over 100°C has been reached.

Dessuten kan et pulver anvendes som avgir en gass ved In addition, a powder can be used which gives off a gas

forhøyet temperatur. elevated temperature.

En trykkfremskaffende anordning eller trykkfremskaffende middel er spesielt gunstig i den ene eller begge hylser for et skjøtestykke med en første og en annen hylse som befinner seg i elektrisk ledende forbindelse med hverandre. For et slikt koplingsstykke blir en første leder innkoplet i den første hylse. Derefter blir en annen leder koplet til koplingsstykket ved at den annen leder anbringes i den annen hylse og loddemetallpluggen i den annen hylse oppvarmes til minst Tm samtidig som den annen leder holdes på plass i den annen hylse under påvirkning av kraften fra den trykkfremskaffende anordning. Denne tvinger det smeltede loddemetall henimot hylsens åpne ende for fullstendig å fylle rommet mellom den annen leder og den annen hylse med loddemetall. Det er således ikke nødvendig å bevege den annen leder og koplingsstykket mot hverandre efter at den første leder er blitt tilkoplet. A pressure-generating device or pressure-generating means is particularly advantageous in one or both sleeves for a joint with a first and a second sleeve which are in electrically conductive connection with each other. For such a connector, a first conductor is engaged in the first sleeve. Then another conductor is connected to the connector by placing the other conductor in the other sleeve and the solder plug in the second sleeve is heated to at least Tm while the other conductor is held in place in the second sleeve under the influence of the force from the pressure-generating device. This forces the molten solder towards the open end of the sleeve to completely fill the space between the second conductor and the second sleeve with solder. It is thus not necessary to move the second conductor and the connecting piece towards each other after the first conductor has been connected.

Fig. 8 viser en leder 16 som er blitt innpakket i en fleksibel innpakkingsfolie 96 slik at lederen 16 kan innpasses i et koplingsstykke med en hylse med en innvendig diameter som er for stor for den uinnpakkede leder. Innpakkingsfolien 96 kan omfatte en fleksibel metallfolie med et massivt belegg av loddemetall på den ene eller begge overflater. Innpakkingsfolien kan være laget av aluminium med en tykkelse av 0,127-0,51 mm med et loddemetallbelegg av den samme type som er anvendt for pluggen og har en tykkelse av 0,025-0,051 mm. Innpakkingsmaterialet kan være forsynt med merker for å angi den lengde som er nødvendig for ledere med forskjellig diameter. Et materialsett kan således anvendes som omfatter en leder og et på forhånd merket inn-pakkingsmateriale slik at et enkelt materialsett kan inneholde et stort antall ledere med forskjellig størrelse. Fig. 8 shows a conductor 16 which has been wrapped in a flexible wrapping foil 96 so that the conductor 16 can be fitted into a connector with a sleeve with an internal diameter that is too large for the unwrapped conductor. The wrapping foil 96 may comprise a flexible metal foil with a solid coating of solder on one or both surfaces. The wrapping foil can be made of aluminum with a thickness of 0.127-0.51 mm with a solder coating of the same type as used for the plug and having a thickness of 0.025-0.051 mm. The wrapping material may be marked to indicate the length required for conductors of different diameters. A material set can thus be used which comprises a conductor and a pre-marked packing material so that a single material set can contain a large number of conductors of different sizes.

Et koplingsstykke kan være forsynt med et metallisk innsats stykke som på forhånd er blitt fortinnet på dets innvendige omkretsoverflate. Ifølge Fig. 9 omfatter et skjøtestykke 100 to hylser 102, hvorav det ene er forsynt med et metallisk innsatsstykke 104 med et massivt belegg 106 av loddemetall på sin innvendige omkretsoverflate. Innsatsstykket 104 er A connector may be provided with a metallic insert which has been pre-tinned on its inner peripheral surface. According to Fig. 9, a joint piece 100 comprises two sleeves 102, one of which is provided with a metallic insert 104 with a solid coating 106 of solder on its inner peripheral surface. The insert 104 is

roterbart anordnet i hylsen 102. Det fremgår av Fig. 10 rotatably arranged in the sleeve 102. This can be seen from Fig. 10

at innsatsstykkets innervegg 108 har et tverrsnitt som ikke er sirkulært. Dette gjør det mulig å anvende koplingsstykket 100 for ledere som har et tverrsnitt som ikke er sirkulært, og spesielt lederne i sektorinndelte høyeffekts-kabler. that the inner wall 108 of the insert has a cross-section that is not circular. This makes it possible to use the connecting piece 100 for conductors that have a cross-section that is not circular, and in particular the conductors in sector-divided high-power cables.

Et viktig særtrekk er at innsatsstykket 104 kan roteres. An important feature is that the insert 104 can be rotated.

Dette gjør det mulig å orientere innsatsstykket på linje med lederen slik at denne kan innføres i innsatsstykket. This makes it possible to orient the insert piece in line with the conductor so that it can be introduced into the insert piece.

Uten et slikt roterbart innsatsstykke kan en slik orientering på linje vise seg umulig når skjøtestykket 100 er blitt tilkoblet til en første leder. Efter denne første til-kopling er det umulig å rotere skjøtestykket for å oppnå Without such a rotatable insert piece, such orientation in line may prove impossible when the joint piece 100 has been connected to a first conductor. After this initial connection, it is impossible to rotate the joint to achieve

en orientering på linje, og den annen leder kan ofte ikke roteres. an orientation in line, and the other conductor often cannot be rotated.

Innsatsstykker 104, trykkfremskaffende anordninger, innpakningsmaterialer 96 og kikkehull 48 kan anvendes både i forbindelse med skjøtestykker og avslutningsstykker. Inserts 104, pressure-generating devices, wrapping materials 96 and peepholes 48 can be used both in connection with connecting pieces and closing pieces.

De komponenter som er nødvendige for å lage et koplingsstykke ifølge oppfinnelsen kan holdes tilgjengelige i form av et materialsett. For eksempel kan et materialsett inneholde en på forhånd fortinnet hylse som inneholder en loddemetallplugg, eller loddemetallpluggen kan være separat tilgjengelig i materialsettet. Dessuten kan materialsettet ha loddemetallplugger med forskjellige størrelser for å The components which are necessary to make a coupling piece according to the invention can be kept available in the form of a material set. For example, a kit may contain a pre-tinned sleeve containing a solder plug, or the solder plug may be separately available in the kit. Also, the material kit may have solder plugs of different sizes to

kunne anvendes i forbindelse med kabler med forskjellige størrelser. Materialsettet kan dessuten innbefatte inn-pakkingsmaterialer, innsatsstykker og festemidler 56. could be used in connection with cables of different sizes. The material set can also include packing materials, inserts and fasteners 56.

Det bør forstås at barrieren ved hylsens "stengte" ende kan være (^) selve hylseveggen, som vist på Fig. IA, (2) It should be understood that the barrier at the "closed" end of the sleeve may be (^) the sleeve wall itself, as shown in Fig. IA, (2)

en innført barriere, som barrieren 46 ifølge Fig. 2, eller an introduced barrier, such as the barrier 46 according to Fig. 2, or

(3) stempelet 28. Et eksempel på denne tredje utførelses-form er et selvaktivert skjøtestykke med to hylser uten barriere 46 og med en enkelt fjær for å påvirke to stempler, hvorav ett stempel befinner seg i hver hylse. (3) the piston 28. An example of this third embodiment is a self-activated joint with two sleeves without barrier 46 and with a single spring to actuate two pistons, one piston of which is located in each sleeve.

Det fremgår av den ovenstående beskrivelse at sammen-lignet med de kjente metoder oppnås betydelige fordeler It appears from the above description that, compared to the known methods, significant advantages are achieved

ved å anvende koplingsstykkene og fremgangsmåten ifølge by using the connectors and the method according to

den foreliggende oppfinnelse. For eksempel er fremgangsmåten sikker og krever intet omfattende utstyr. the present invention. For example, the procedure is safe and does not require extensive equipment.

Koplingsstykkene er enkle å anvende, og de The connectors are easy to use, and they

oppnådde forbindelser er ikke avhengige av dyktige fagfolk. Dessuten kan forbindelser lageé selv for kabler med isolasjon av oljemettet papir. achieved connections do not rely on skilled professionals. Moreover, connections can be made even for cables with oil-saturated paper insulation.

Den erholdte forbindelse kan tåle varmesyklisering The compound obtained can withstand thermal cycling

uten svikt, holder seg intakt selv under påvirkning av store strekkrefter og kan anvendes for kabler med en stør-relse over 1000 MCM hvor krympeforbindelser ofte ikke kan anvendes. without failure, remains intact even under the influence of large tensile forces and can be used for cables with a size over 1000 MCM where crimp connections often cannot be used.

Selv om den foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet meget detaljert under henvisning til visse foretrukne ut-førelsesformer av denne, er andre utførelsesformer mulige. For eksempel kan barrieren 46 sløyfes fra et skjøtestykke, Although the present invention has been described in great detail with reference to certain preferred embodiments thereof, other embodiments are possible. For example, the barrier 46 can be looped from a joint,

og et enkelt middel for å presse loddemetall, som en fjær, kan anvendes for samtidig å presse begge loddemetallplugger henimot begge åpne ender av koplingsstykket. Dessuten kan kabler med liten diameter forbindes med ledere med stor diameter uten å anvende innpakningsmaterialét 96. Selv om hylsen hele tiden er blitt beskrevet som "rørformet", kan hylsen dessuten være laget i form av to (eller flere) and a simple means of pressing solder, such as a spring, can be used to simultaneously press both solder plugs towards both open ends of the connector. Also, small diameter cables can be connected to large diameter conductors without using the wrapping material 96. Furthermore, although the sleeve has been described as "tubular", the sleeve can be made in the form of two (or more)

i lengderetning oppsplittede delhylser ("gripere") som kan monteres rundt lederen eller lederne for å danne den rørformede hylse som skal anvendes. longitudinally split partial sleeves ("grippers") which can be fitted around the conductor or conductors to form the tubular sleeve to be used.

Claims

1. Electrical connector comprising at least one tubular sleeve (18) having a closed end (20) and an open end (22) for receiving an electrical conductor (16) in the sleeve, the inner circumferential wall of the sleeve being pre-tinned and the sleeve is arranged to receive a solder plug (28) for placement near the closed end (20), characterized in that a device (52,54) is arranged in the sleeve to exert pressure against the solder plug (28) to force the solder towards the open end of the sleeve (22) at the temperature at which the plug of solder melts.

2. Connecting piece according to claim .1, characterized in that the pressure exerting device comprises a spring (82) which is placed between the solder plug (28) and the closed end (20) of the sleeve (18).

3. Connecting piece according to claim 1, characterized in that it exerts pressure device (52, 54) comprises a swellable polymer (52) which swells at a temperature not higher than the temperature at which the solder plug (28) melts.

4. Connecting piece according to claim 1, characterized in that the pressure exerting device comprises a gas (74).

5. Connecting piece according to claim 1, characterized in that the pressure exerting device comprises reactants (88,90) which react with each other during the evolution of a gas, the reactants being separated by a barrier (92) which enables the reactants to react at a temperature above 100°C and up to the temperature at which the solder plug (28) melts.

6. Connecting piece according to claim 1, characterized in that the pressure-exerting device comprises reactants (88,90) which develop qass when they react, the reactants being only reactive at a temperature above 100°C and up to the temperature at which the solder plug (28) melts.

7. Connecting piece according to claim lr characterized in that it comprises a metallic barrier (54) between the plug of solder (28) and the pressure exerting device (52), the barrier being arranged to melt at a temperature that is higher than the temperature at which the plug of solder (28) melts, and as the barrier can slide axially in the sleeve (18).

8. Connecting piece according to requirement <7>» characterized in that the pressure exerting device (52) comprises a material which is a fluid at the temperature at which the plug of solder (28) melts, and that the connecting piece comprises a sealing part to prevent leakage of the fluid past the barrier (54). i9. Connecting piece according to claims 1-8, characterized in that it includes a star-shaped gasket arranged near the open end (22) of the sleeve (18) with the star tips projecting inwards so that they grip an electrical conductor (16) which is inserted in the sleeve (18) . 10- Connecting piece according to claims 1-9, characterized in that it comprises two of the aforementioned tubular sleeves (44) in electrically conductive connection with each other. 11. Connecting piece according to claim 10, characterized in that in both sleeves (44) there is a pressure exerting device (52, 54). 12. Method for connecting a connector with an electrical conductor, wherein the connector comprises at least one tubular sleeve (18) with a closed end (20) and an open end (22) to receive the electrical conductor (16) in the sleeve, the inner peripheral wall of the sleeve has been pre-tinned and a plug of solder (28) is located in the sleeve near its closed end (20), characterized in that the electrical conductor (16) is placed in the sleeve (18) of the connector and that the solder metal (28) is heated to at least its melting temperature while the conductor (16) in the sleeve (18) is held against the force of a pressure exerting device (52) which is used in the sleeve to exert pressure against the plug of solder metal (28) so that this is forced towards the open end (22) of the sleeve (18) at the temperature at which the plug of solder metal (28) melts. 13. ' Method according to claim .12, characterized in that the conductor (16) and the connecting piece are moved towards each other when the solder metal (28). has been melted. 14. Method according to claim 12 or 13, characterized in that the sleeve (18) and the conductor (16) are moved towards each other to extrude the solder metal (28) towards the open end (22) of the sleeve (18) so that any space in the conductor (16) is essentially completely filled with solder (28) and so that the space between the conductor (16) and the sleeve (18) is essentially completely filled with solder (28). 15. Method for joining a first and a second electrical conductor to each other using an electrically conductive coupling piece comprising a first and a second metallic sleeve (44) in electrically conductive connection with each other, each sleeve having a closed end (20 ) and an open end (22), the latter being used to receive a conductor (16) in the sleeve, the inner peripheral wall of each sleeve being pre-tinned, and where a plug of solder (?8) is used in each sleeve near the sleeve's closed end (20), that the first conductor (16) is connected to the connector by placing the first conductor in the first sleeve (44) and by heating the first sleeve to a temperature sufficiently high to melt the solder plug ( 28) in the first sleeve, and that the second conductor (16) is connected to the connector by placing the second conductor in the second sleeve (44), characterized in that the solder plug (28) in the second sleeve (44) is heated to at least the temperature at which the solder plug melts, while the second conductor (16) in the second sleeve (44) is simultaneously held against the force of a pressure exerting device (52) which is used at least in the second sleeve (44) to exert a pressure against the plug of solder metal (28) so that the solder metal is forced towards the open end (22) of the sleeve (44) at the temperature at which the plug of solder (28) in the second sleeve (44) melts, so that the molten solder (28) is forced towards the open end (- 22) of the sleeve (44) to fill the space between the second conductor (16) and the second sleeve (44) ) with solder (28).