NO327906B1 - Endeskjote-enhet for kabel - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse angår en kabelendeavslutningsenhet (60) for en varmekabel, og en fremgangsmåte for fremstilling av nevnte avslutning eller skjøteenhet. Kabelendeavslutningen omfatter minst to isolerte ledere (11,12) anordnet i en felles eller ytre kappe (10) og har ender eller endepartier (1,2) som er strippet for sin isolasjon (11,12) og er elektrisk sammenkoblet (3), samt en omsluttende endehette (6) som er forseglet til kappen (10). Kabelendeavslutningen (60) omfatter videre minst ett forseglingselement (4) som er anordnet mellom de respektive lederisolasjoner (11,12) og den indre veggen (26) til endehetten (6).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en kabelende-skjøte-enhet eller kabelendeavslutningsenhet, særlig for varmekabler og mer spesielt toleder-varmekabler med en endeforsegling, hvor de to isolerte lederne er sammenkoblet og forseglet for å danne en elektrisk krets og således å lage et varmekabel-element.

Varmekabler er ofte brukt i baderomsgulv, hvor de er utsatt for meget aggressive omgivelser med høy fuktighet og høye pH-verdier.

Hovedproblemet med slike varmekabler er at fuktighet kan komme inn i kabelenden fra innsiden. Dette kan skyldes en skade på den ytre kabelkappen eller vann fra utsiden (f.eks. fra den omsluttende betong). Vann som har trengt frem til kabelendeforseglingen, kan danne en elektrisk bro mellom faselederelementet og den jordede skjermen eller jordtråden i kabelen, og produktet svikter. Dette vil typisk skje kort tid etter installering, og det kan medføre store direkte kostna-der for reparering av skaden.

Det er også en tendens at isolasjonen til motstandstråden vil trekke seg tilbake etter en stund med varmesykluser, med konsekvensen at metallet i faselederelementet kommer i direkte kontakt med jordtråden. Dette kalles "isolasjonskrymping" (eng. "shrink-back of insulation") og er typisk noe som hender etter at varmekabelen har blitt installert og har vært i drift i lengre tid. Hovedårsaken til dette er dårlig adhesjonskraft mellom lederen og isolasjonen (f.eks. kryss-bundet polyetylenisolasjon) påført denne.

Det er kjent å bruke forskjellige teknikker eller metoder som f.eks. kombinasjoner av: krympehylser (eng. "shrink sleeves"), smeltelim eller krympehylser med lim kombinert med en endehette sveiset til kabelens ytre kappe, for både å isolere endepartiene til de elektriske lederne og å forsegle kabelenden mot vanninntrengning. Erfaringen viser at denne metoden ikke alltid er tilfredsstillende. Vann kan i noen tilfeller penetrere endeforseglingen og danne en elektrisk bro fra ledersiden til jordtråden.

En annen tidligere løsning omfatter en krympehylse (eng. "shrink hose") med lim som elektrisk isolasjon (som gir en indre forsegling) og en påsveiset endehette, fortrinnsvis av et PVC-materiale, for å gi en ytre forsegling. Imidlertid har denne løsningen en svakhet i at den ikke er vanntett i 100 prosent av tilfellene. Noen variasjoner i krympegraden kan forekomme. I tillegg er fremstillingsprosessen med en krympehylse og en PVC-endehette meget tidkrevende, og det er nød-vendig med relativt dyre deler.

Problemet forårsaket av vanninntrengning løses ved hjelp av oppfinnelsen som definert i de selvstendige krav. Videre vil ytterliggere trekk ifølge denne oppfinnelsen løse andre problemer (f.eks. isolasjonskrympingen), som det er angitt i de uselvstendige krav.

Følgelig angår oppfinnelsen en kabelende-skjøteenhet eller -avslutning, særlig for en varmekabel omfattende minst to isolerte ledere anordnet, i en felles eller ytre kappe og med ender som er strippet for sin isolasjon og som er elektrisk sammenkoblet, med en omsluttende endehette som er forseglet til kappen.

Det som er nytt og særegent ved denne oppfinnelsen, er først og fremst at en forsegling eller et forseglingselement av et hovedsakelig elastomerisk materiale er anordnet mellom de respektive lederisolasjoner og den indre veggen til endehetten. Enkelte forseglinger eller forseglingselementer kan brukes for hver leder, men siden det er essensielt å holde endehettens dimensjoner til et minimum, er det en fordel å benytte en dobbeltforsegling for to ledere. Forseglingselementet vil sørge for beskyttelse mot vanninntrengning både langs ledernes overflate og langs overflaten av den ytre hetten som fortrinnsvis er av et PVC-materiale.

Endeforsegling med et dobbelt forseglingselement sammen med en endehette av et relativt stivt materiale, fortrinnsvis PVC, vil forsegle den indre enden og den ytre enden. Denne løsningen vil blokkere eller tette for vann selv om svei-singen av endehetten til kabelen ikke er 100 prosent vanntett .

Isolasjonskrymping når trukket ut av forseglingen, vil gi eller skaffe fri vei for vann til endeforseglingen, noe som i sin tur forårsaker feil. Derfor vil en pressklemme eller krympekonnektor (eng. "crimp connector") som danner den elektriske forbindelsen mellom de metalliske lederne, ha en slik form at den også mekanisk vil låse eller feste ledernes isolasjon.

Endeforseglingen ifølge oppfinnelsen vil være avhengig av de mekaniske egenskapene til lederisolasjonen, det elastomeriske (f.eks. silikongummi) forseglingselementet og den polymeriske endehetten (fortrinnsvis av et PVC-materiale).

Oppfinnelsen vil bli forklart videre i den etterfølgende beskrivelsen med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser prinsippet for et installert toleder-varmekabel-arrangement på et gulv, som er klar til å bli overstøpt med eller innbakt i betong; Fig. 2 viser til dels et tverrsnitt av en foretrukket utførelsesform av en kabelende-skjøteenhet eller kabelendeavslutning ifølge oppfinnelsen; Fig. 3 viser et tverrsnitt av en foretrukket utførelses-form av et forseglingselement ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser en installert toleder-varmekabel 50 som er anordnet på et gulv, som er klar til å bli overstøpt med betong. Varmekabelen 50 har en kabelende-skjøteenhet eller kabelendeavslutning 60 ifølge oppfinnelsen. Den andre enden av varmekabelen 50 er koblet til en bryter med en termostat 70 og er videre koblet til en kraftkilde eller strømforsyning (ikke vist). På fig. 2 er en foretrukket utførelsesform av kabelendeavslutningen 60 ifølge oppfinnelsen, illustrert. Skjøte-enheten eller avslutningen 60 omfatter endedelen til en varmekabel som har minst to isolerte ledere 11, 12 anordnet i en felles eller ytre kappe 10 i kabelen. De to isolerte lederne 11, 12 kan være anordnet i parallell eller tvunnet. Isolasjonen 11, 12 til lederne er blitt strippet for å danne uisolerte ender 1, 2. Ednene 1, 2 av de to isolerte lederne 11, 12 er elektrisk sammenkoblet 3. En omsluttende endehette 6 er blitt forseglet 8 til kappen 10. Kabelendeavslutningen 60 omfatter videre minst ett forseglingselement 4 av et hovedsakelig elastomerisk materiale, hvilket forseglingselement 4 er anordnet mellom de respektive lederisolasjoner 11, 12 og den indre veggen 26 til endehetten 6 for å for-hindre at eventuell fuktighet skal komme inn i området for kabelendeavslutningen. I en foretrukket utførelsesform er det tilveiebrakt kun ett forseglingselement 4 (se fig. 3). Imidlertid er det også mulig å ha flere forseglingselementer 4, for eksempel ett for hver av de respektive isolerte lederne 11, 12.

Materialet til den omsluttende endehetten 6 bør ha gode mekaniske egenskaper og også være tilstrekkelig stivt for derved å kunne tåle de omgivende trykkreftene i betongen. Derfor bør det elastomeriske materialet til forseglingselementet 4 være mykere enn materialet til den omsluttende endehetten 6. Materialet til forseglingselementet 4 bør ha gode elastomeriske eller elastiske egenskaper for å etablere en god forseglingsbarriere, og på denne måten sørge for beskyttelse mot vanninntrengning både langs overflaten av varmekabelens ledere og langs overflaten av den ytre endehetten 6 som vanligvis er av et PVC-materiale.

Varmekabelen har vanligvis minst én jordtråd (ikke vist) som er kappet der felleskappen 10 slutter. Jordiedningen er vanligvis laget av kobber.

Det foretrekkes at forseglingselementet 4 er forsynt med minst én ytre tetningsribbe 14 som støter mot den indre veggen 26 til endehetten 6, og at forseglingselementet 4 også har en endeflate som er anordnet for å støte mot den ytre felleskappen 10. Den ytre tetningsribben 14 kan være avrundet 44, i den minste på en side, for å sørge for lett montering eller påtræing av den omsluttende endehetten 6.

Generelt er de opprinnelige ytre tverrsnittsdimensjoner til forseglingselementet 4 større enn de tilsvarende innvendige tverrsnittsdimensjoner til endehetten 6, slik at en høy-effektiv forseglingsbarriere kan bli dannet.

Den omsluttende endehetten 6 kan være forsynt med minst én innvendig stoppflankeflate 16 for samvirke med en ytre endeflate 42 til forseglingselementet 4.

Fig. 3 viser et tverrsnitt av en foretrukket utførelsesform av forseglingselementet 4 ifølge oppfinnelsen, hvor det er anordnet individuelle åpninger 4A, 4B for montering eller inntræing av hver av de to isolerte lederne 11, 12 gjennom dets respektive individuelle åpninger 4A eller 4B. Deretter vil lederne 11, 12 ha sine ender eller endepartier 1, 2 koblet 3 sammen (se nedenfor). Forseglingselementet 4 omfatter fortrinnsvis tetningsribber 14 som er avrundet 44 på siden for montering eller påtræing av den omsluttende endehetten 6.

Vanligvis har toleder-varmekabler en motstandstråd og en "retur"-kobberleder. Det er imidlertid mulig å produsere en varmekabel med to motstandstråder.

Derfor, og også på grunn av det faktum at den fremstilte tråden til en varmekabel, med skiftende lengder av kobber- og motstandstråder, kan bli kuttet på forskjellige steder, er det tre mulige varianter for elektrisk sammenkobling: a) sammenkobling av to kobberlederender 1, 2; b) sammenkobling av to motstandstrådender 1, 2; og c) sammenkobling av en kobberlederende 1 og en motstandstrådende 2. Den elektriske sammenkobling i kabelendeavslutningen danner den elektriske kretsen i varmekabelelementet, hvor den andre enden er koblet til en strømforsyning.

De to lederendene 1, 2 kan være sammenkoblet 3 ved hjelp av sveising eller en hvilken som helst annen metode som er egnet for å danne en sikker elektrisk forbindelse mellom to ledere.

I en foretrukket utførelse er den elektriske sammenkoblingen 3 dannet ved hjelp av en pressklemme 33 som i tillegg har klemmepartier 33A, 33B for mekanisk låsing av lederisolasjonene 11, 12, for dermed å unngå enhver krymping av disse.

Produksjonsprosessen av kabelendeavslutningen ifølge oppfinnelsen er velegnet for automatisering. Prosessen vil fortrinnsvis omfatte følgende trinn: stripping av felleskappen 10, og (i enhver rekkefølge): stripping av isolasjonen 11, 12 i endene eller

endepartiene 1, 2 til de isolerte lederne 11, 12;

montering eller træing av minst ett forseglingselement 4 på endene 1, 2 til de isolerte lederne

11, 12;

og til slutt

elektrisk sammenkobling 3 av endene 1, 2 til lederne 11, 12,- samt

montering eller træing av en omsluttende endehette 6 på den ytre kappen 10 ved kabelenden; og

forsegling av endehetten 6 til den ytre kappen 10.

Det er forskjellige muligheter for forsegling av endehetten 6 til den ytre kappen 10, slik som varmeforsegling, forsegling med ultralyd eller andre egnede eller passende forseglings-eller fortetningsprosesser.

Det er hensiktsmessig å kutte jordtråden(e) hvor den ytre eller felleskappen 10 slutter før trinnet med å montere forseglingselementet 4.

Selv om den foregående beskrivelse med vedlagte tegninger er rettet mot de foretrukne utførelsesformene av oppfinnelsen, vil forskjellige modifikasjoner være opplagte for fagkyndige på området. Det er ment at alle variasjoner innenfor rammen av de vedføyde patentkrav skal omfattes av den foregående beskrivelse.

Claims (17)

1. Kabelendeavslutningsenhet, særlig for en varmekabel (50), omfattende minst to isolerte ledere anordnet i en felles eller ytre kappe (10) og med endepartier (1,2) strippet for sin isolasjon (11,12) og elektrisk sammenkoblet (3), og en omsluttende endehette (6) som er forseglet til kappen (10), karakterisert ved at kabelendeavslutningen (60) videre omfatter minst ett forseglingselement (4) av et hovedsakelig elastomerisk materiale, som er anordnet mellom og i kontakt med de respektive lederisolasjoner (11,12) og den indre veggen (26) til endehetten (6).

2. Enhet ifølge krav 1, hvor nevnte elastomeriske materiale til forseglingselementet (4) er mykere enn materialet til den omsluttende endehetten (6).

3. Enhet ifølge krav 1 eller 2, hvor en endeflate (41) på forseglingselementet (4) er anordnet for å støte mot den ytre felleskappen (10).

4. Enhet ifølge et av kravene 1-3, hvor forseglingselementet (4) er forsynt med individuelle åpninger (4A,4B) for hver av de isolerte lederne (11,12).

5. Enhet ifølge et av kravene 1-4, hvor de to lederendene (1,2) er kobberledere.

6. Enhet ifølge et av kravene 1-4, hvor de to lederendene (1,2) er motstandstråder.

7. Enhet ifølge et av kravene 1-4, hvor en (1) av lederendene tilhører en kobberleder og den andre enden (2) tilhører en motstandstråd.

8. Enhet ifølge et av kravene 1-7, hvor forseglingselementet (4) er forsynt med minst én ytre tetningsribbe (14) som støter mot den indre veggen (26) til endehetten (6).

9. Enhet ifølge et av kravene 1-8, hvor de innledende ytre tverrsnittsdimensjoner til forseglingselementet (4) er større enn de tilsvarende innvendige tverrsnittsdimensjoner til endehetten (6) ved nevnte indre vegg (26).

10. Enhet ifølge krav 8 eller 9, hvor den minst ene ytre tetningsribbe (14) er avrundet (44) for lett montering eller påtræing av den omsluttende endehetten (6).

11. Enhet ifølge et av kravene 1-10, hvor endehetten (6) er forsynt med en innvendig stoppflate (16) for samvirke med en ytre endeflate (42) på forseglingselementet (4).

12. Enhet ifølge et av kravene 1-11, hvor kabelen har minst én jordtråd som er kuttet i nærhet av punktet hvor felleskappen (10) er avsluttet.

13. Enhet ifølge et av kravene 1-12, hvor den elektriske sammenkoblingen (3) er dannet ved hjelp av en pressklemme (33) som har klemmepartier (33A,33B) for mekanisk låsing av lederisolasjonene (11,12).

14. Enhet ifølge et av kravene 1-13, hvor nevnte minst to isolerte ledere (11,12) er anordnet i parallell.

15. Fremgangsmåte for fremstilling av en kabelendeavslutningsenhet, særlig for en varmekabel (50), omfattende minst to isolerte ledere anordnet i en ytre eller felles kappe (10), hvor fremgangsmåten omfatter stripping av felleskappen (10) , karakterisert ved at den videre omfatter følgende trinn i en hvilken som helst rekkefølge: stripping av isolasjonen (11,12) på endepartiene (1,2) av de isolerte lederne; montering eller træing av minst ett forseglingselement (4) av et hovedsakelig elastomerisk materiale på de isolerte lederne (11,12); og elektrisk sammenkobling (3) av lederne (11,12); deretter montering eller træing av en omsluttende endehette (6) på kappen (10) ved kabelenden; og forsegling av endehetten (6) til kappen (10).

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, videre omfattende trinnet med å kutte minst én jordtråd der felleskappen (10) slutter, før selve monteringen av det minst ene forseglingselement (4) .

17. Fremgangsmåte ifølge krav 15 eller 16, hvor trinnet med den elektriske sammenkoblingen (3) dannes ved hjelp av en pressklemme (33) som har klemmepartier for mekanisk låsing (33A,33B) av lederisolasjonene (11,12).