SE1051233A1 - Ledningsförgrening - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en förgrening (21) för en väsentligen förlustfri förgrening av ledare (9,11,22), särskilt avsedd för användning i kommersiella fordon, innefattande en huvudledaren (22) samt minst en anslutande ledare (9,11,22). Uppfinningen uppnås genom att en förgreningshylsa (23) är anordnad runt huvudledaren (22) vid ett avisolerat område samt över ändpartiet för en isoleringsfri del av en anslutande ledare (9,11), att förgreningshylsan (23) är anordnad fastpressad över ledarnas (9,11,22) avisolerade partier med hjälp av en kontaktpressning som i ett och samma moment mekaniskt sammanbinder både huvudledaren (22) och anslutande ledare (9,11) med maximal kontaktyta, och att förgreningen (21) är anordnad i en fukttät inneslutning (24).(Figur 3)

Description

15 20 25 30 spänningsfall än en fast koppling, såsom t.ex. en kontaktpressad koppling.

I lastbilar är ledare och kopplingar ofta placerade i fordo- nets ramverk och utsätts därmed för yttre påverkan såsom väder och vind från omgivningen, och fukt och smuts tränger förr eller senare in i koppling och ledare. Detta påverkar kopp- lingspunkterna så att de med tiden genererar allt högre resistans och därmed sämre kontakt mellan inkommande ledare.

Det har tidigare varit vanligt att montera batterierna i kommersiella fordon i närheten av motorn. En lämplig placering har varit strax bakom hytten t.ex. i närheten av bränsle- tanken, så att ledarna mellan de stora förbrukarna och batteri blivit så korta som möjligt. Marknadskrav på större bränsle- tankar har dock på senare tid medfört att fordonets batterier behövt flyttas bakåt i fordonet och placeras numera inte sällan längst bak i fordonets ramverk. Därmed krävs långa och grova ledare från batterierna fram till fordonets motor och startmotor. Längden på ledarena blir alltså större. Eftersom varje kopplingsbox innebär risk för spänningsfall vill man minimera antalet kopplingsboxar i fordonet. Man tvingas att placera åtminstone en nära hytten för att tillåta en fördelning av ström till strömförbrukare i hytten. Men man behöver även tillföra ström till andra förbrukare som är placerade mellan batterierna och motorn/startmotorn, såsom exempelvis påbyggnader, bakgavellyftar etc. Eftersom dessa anordningar vanligen är placerade baktill på fordonet måste relativt långa ledare dras från denna främre kopplingsbox bakåt i fordonet, parallellt men motriktat ledaren från batterierna.

Det finns alltså ett behov av att grena av ledarna från batterierna på vägen mellan batterierna och motorn/startmotorn 10 15 20 25 30 så att ström kan tillföras dessa baktill placerade strömför- brukare. Om man använder känd teknik för att lösa detta problem medför detta att huvudledaren och de tillkopplade ledarna förses med ledningsskor som kontaktpressas mot ledaren och sedan skruvas fast i kopplingsplintarna. Eftersom varje sådan mekanisk skruvkoppling medför en risk för spänningsfall är detta inte en acceptabel lösning. Dessutom är dessa kopp- lingsplintar relativt skrymmande vilket är ett problem efter- som det råder platsbrist i fordonets ramverk på grund av övriga komponenter, sensorer, såsom trycktankar, kablage, slangar etc som måste få plats.

Trots täta lådor för kopplingsplintar uppstår med tiden korrosion kring det elektriska förbandet. Dessutom medger installationen med plint att ytterligare obehöriga/oönskade anslutningar görs med tiden, vilket kan försämra kvalitet och säkerhet. I ett elektriskt förband uppstår det alltid ett spänningsfall p.g.a. resistansen mellan kontaktytorna. Hög kostnad på grund av antalet ingående komponenter samt monter- ingsarbete. Kopplingsplintar är skrymmande och kräver stor plats.

Olika lösningar har föreslagits för att åstadkomma förgre- ningar av ledare och kablar.

JP2006228539 beskriver exempelvis hur en kabel innehållande många olika ledare kan förgrenas till en annan kabel med ett flertal ledare genom att använda en viss typ av presskontak- ter. Utvalda ledare i den anslutande kabeln kopplas med hjälp av presskontakterna till utvalda ledare i huvudkabeln. För att mekaniskt förstärka kopplingen gjuts hela förgreningen där- efter in i ett harts med hjälp av en form som fylls med hartsämnet. Metoden enligt denna teknik är inte avsedd för 10 15 20 25 30 grova kablar för höga strömstyrkor eller för användning av enkla ringskor som träs över huvudkabeln för att uppnå hög mekanisk hållfasthet mellan kablarna. Föreliggande uppfinning åstadkommer en tät och åldersbeständig koppling med stor kontaktyta mellan kablarna som skall anslutas till varandra och som därmed ger obefintliga eller mycket små spänningsfall eller förluster i förgreningen, dvs i anslutningsytan mellan kablarna. Föreliggande lösning medför en enda kontaktpunkt mellan de två kablarna och förgreningen tar förhållandevis liten plats.

US4822434 beskriver en metod som innebär att en speciellt utformad kabelsko med två ringformade delar, sammankopplade med en metalledare, används för att skapa en anslutning/- koppling mellan en avklippt kabel och en oskarvad huvudkabel.

Huvudkabelns isolering skalas av någonstans på kabeln där man önskar skapa förgreningen och kabelskon träs på kabeln och pressas fast vid det avskalade stället. Den anslutande kabelns isolering skalas av i ändpartiet och dess ledare träs in i kabelskons andra ringformade del och kläms fast i den.

Därefter läggs kablarna och kabelskon i en form och ett ljushärdande material tillsätts och härdas.

Den visade kabelskon medför flera betydande nackdelar, dels har den en speciell utformning och tillverkas i små volymer och blir därför en dyr komponent. Dels medför den risk för ett spänningsfall genom att den har två olika anslutningspunkter, som håller en för varje kabel. Dels begränsar metalldelen, samman de ringformade delarna, i viss mån strömmen genom sitt begränsade tvärsnitt. Detta ökar risken för ett i sammanhanget betydande spänningsfall vilket oundvikligen ger förluster i kretsen.

Känd teknik inom detta område löser alltså inte problemet att 10 15 20 25 30 på ett enkelt och säkert sätt åstadkomma en väderskyddad förgrening för grova kablar eller ledare och för höga strömmar med mycket låga eller inga förluster i förgreningen och som samtidigt kräver liten plats.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att lösa ovan nämnda problem och att påvisa en förgrening som på ett enkelt, säkert och åldersbeständigt sätt åstadkommer en väderskyddad koppling eller förgrening för grövre ledare avsedd särskilt för kommersiella fordon och där förgreningen ger mycket låga spänningsfall och låga eller inga förluster.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att förgreningen skall vara så konstruerad att den samtidigt kräver förhåll- andevis liten plats.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att konstruktionen skall vara funktionell, kostnadseffektiv och enkel att tillverka, montera och underhålla.

Dessa och ytterligare ändamål och fördelar uppnås enligt upp- finningen genom en anordning definierad av de särdrag som anges i den kännetecknande delen av det självständiga patent- kravet l.

Uppfinningen avser alltså en väsentligen förlustfri kabel- förgrening för uppdelning av ström till olika strömförbrukare.

Uppfinningen är i första hand avsedd för kabelförgreningar för utomhusplacering och särskilt för användning i kommersiella fordon mellan fordonets batteri och startmotor samt till övriga strömförbrukare och innefattar en förgreningspunkt med 10 15 20 25 30 en huvudledare samt minst en anslutande ytterligare ledare.

Enligt en aspekt av uppfinningen ar huvudledaren anordnad obruten genom förgreningen/förgreningspunkten och minst en ytterligare ledare är metalliskt förbunden med huvudledaren i förgreningspunkten. Förgreningen ar ingjuten i en fukttat inneslutning.

Förgreningen enligt uppfinningen medger alltså att huvudleda- ren frán fordonets batteri till startmotorn förblir oklippt/- obruten, varvid risken för spanningsfall och förluster i ledaren minimeras, men ändå kan förgrenas till strömförbrukare som ar placerade utefter huvudledaren på dess vag från batteriet till startmotorn. Korta ledare mellan batteri och strömförbrukare bidrar till minimalt spanningsfall varför det finns skal att hålla alla ledare så korta som möjligt.

Anslutande ledare, exempelvis av mindre diameter an huvud- ledarens, kopplas enligt uppfinningen till huvudledaren med hjälp av en förgreningshylsa, företrädesvis av metall, eller motsvarande som kontaktpressats så att ledarnas kardeler ligger an mot huvudledarens kardeler i ett område dar isoleringen skalats av från huvudledaren. Förgreningshylsan tras över huvudledaren, fram till det avskalade stallet, innan huvudledaren förses med kabelskor i sina båda andpartier och skruvas fast i batteriet eller i en strömförbrukare.

Förgreningshylsan ar alltså anordnad runt huvudledaren vid det isoleringsfria området och över andpartiet för en anslutande isoleringsfri del av den ytterligare anslutande ledaren.

Anslutande ledares kardeler trycks in i förgreningshylsan och fördelas nagot så att kontaktytan blir så stor som möjligt mot huvudledaren innan förgreningshylsan kontaktpressas. Det ar också möjligt att ultraljudsvetsa ledarna eller deras kardeler mot varandra. Det ar också möjligt att montera ledarna mot 10 15 20 25 30 varandra på annat kant satt, exempelvis genom lödning eller liknande. Förgreningspunkten, kopplingsstållet och de samman- satta ledarna gjuts darefter in med en gjutmassa som blir elektriskt isolerande efter hardning och bildar ett hermetisk slutet förband eller inneslutning så att fukt och smuts inte kan nå fram till friliggande metalldelar i förgreningspunkten.

Gjutmassan kan vara en plast såsom PVC eller annat för åndamålet låmpligt material som ger en fukttåt och slitstark konstruktion som ar mekaniskt stabil över tiden.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen år inneslutningen försedd med minst en anslutningskrage för fasthållning av minst ett rörformat kabelskydd över ledare som sticker ut ur inneslutningen. Antalet anslutningskragar kan företrädesvis motsvara antalet ur inneslutningen utstickande ledare.

Fördelar med den uppfinningsenliga lösningen år att fordonets huvudledare kan förbli obruten samtidigt som den medger förgrening till flera strömförbrukare vilket minimerar det totala spanningsfallet i kretsen. Förgreningen blir mycket tillförlitlig med avseende på det elektriska förbandet och dessutom mycket slitstark och åldersbestandig genom att kopplingsstållet/förbandet innesluts hermetiskt. Uppfinningen leder aven till farre arbetsmoment vid montering och ar inte lika platskravande som en normal kand kopplingsplint anordnad i en tåt låda. Detta gör systemet mera kostnadseffektivt, sarskilt vid stora volymer.

Den uppfinningsenliga förgreningen ger också battre draghåll- fasthet och blir tålig mot vårdslös hantering och ger hög flexibilitet för olika omgivningar genom möjligheten att byta gjutmassa. Miljöbelastningen reduceras dessutom då behovet av transporter från leverantörer av ingående komponenter reduceras till mycket låg nivå eftersom ingående delar ofta 10 15 20 25 30 redan används i höga volymer av underleverantören av t.ex. ledningsnät. En ingjuten förgrening väger dessutom mindre än en kopplingsplint i en tät låda, vilket medför ett lättare fordon vilket i sin tur medger en något högre maxlast och/eller mindre miljöpåverkan.

Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av den följande, mer detaljerade, beskrivningen av uppfinningen samt av bifogade ritningar och övriga patentkrav.

KORTFATTAD RITNINGSFÖRTECKNING Uppfinningen beskrivs närmare nedan i några föredragna utför- ingsexempel med ledning av bifogade ritningar.

Figur 1 visar en typisk elektrisk krets i ett fordon med en kopplingsbox enligt känd teknik.

Figur 2 visar en typisk elektrisk krets i ett fordon med en förgrening enligt uppfinningen.

Figur 3 visar mer i detalj och i sned sidovy sammankopplingen av en extra anslutande ledare till en obruten huvudledare med hjälp av en parallellskarvhylsa som kontaktpressats.

Figur 4a visar ett tvärsnitt genom ledarna och parallell- skarvhylsan enligt figur 3 med opressad parallellskarvhylsa.

Figur 4b visar ett tvärsnitt genom ledarna och parallell- skarvhylsan enligt figur 3 efter kontaktpressning.

Figur 5 visar ett längsgående snitt genom ledarna och förgren- ingen enligt figur 3 men i vy från sidan. 10 15 20 25 30 Figur 6 visar den ingjutna uppfinningsenliga forgreningen rakt från sidan.

Figur 7 visar den ingjutna uppfinningsenliga forgreningen i sned vy från sidan.

Figur 8 visar den ingjutna uppfinningsenliga forgreningen rakt från sidan med påmonterade ledningsskydd.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar alltså en typisk elektrisk krets 1 i ett fordon innefattande en kopplingsbox 2 enligt kand teknik. Den typiska elektriska kretsen 1 består av ett eller flera batterier 3, exempelvis placerade baktill i ramen på en dragbil (ej visat).

En huvudledare 4 leder från batteriet 3 fram till kopplings- skruvförband boxen 2 med ett flertal, exempelvis sex, anordnade på en metallplatta (ej visat) och vilken alltså elektriskt och teoretiskt kan koppla sex ledare till varandra.

Huvudledaren 4 ar avklippt vid kopplingsboxen 2 och försedd med en kabelsko som är fastskruvad i kopplingsboxen (ej visat). Från kopplingsboxen 2 leder en annan grov ledare 5 vidare till en startmotor 6 och en ytterligare ledare 7 leder från startmotorn 6 till en generator 8. Från kopplingsboxen 2 loper aven en ledare 9 till fordonets hytt 10 och grenas upp ytterligare i en elcen- (ej visade) anslutningspunkter t.ex. tral till de i hytten 10 befintliga stromförbrukarna, exempel- vis huvudstrålkastare, instrumentering, arbetsbelysning, ventilationssystem etc. Ledarna i hytten 10 är avsedda att leda mindre strömmar och kopplingsboxarna i hytten 10 utsatts inte for utomhusbetingelser på samma satt varfor dessa kopplingspunkter ar mindre känsliga. Från kopplingsboxen 2 10 15 20 25 30 10 leder även en ledare 11 till en ytterligare, baktill i fordonet placerad, kopplingsbox 12 för tillförsel av ström till de släpvagnar eller påbyggnader som fordonet för ögonblicket drar eller transporterar.

Figur 2 visar en elektriska krets 20, i princip samma som framgår av figur 1 men där en förgrening 21 enligt uppfinn- eller ingen används. Huvudledaren 22 från batteriet 3, batterierna, löper i detta fall obruten ända fram till startmotorn 6 och risken för spänningsfall och förluster i kretsen 20 minimeras. Förgreningen 21 är i det här utför- ingsexemplet anordnad på ungefär samma ställe som kopplings- boxen 2 annars skulle vara placerad. Förgreningen 21 kan dock naturligtvis placeras var som helst på huvudledaren 22, där det kan vara lämpligt för att ledarna i fordonet skall bli så korta som möjligt. Korta ledare mellan batteri 3 och strömför- brukare, såsom t.ex. starmotorn 6, bidrar till minimalt spänningsfall. De två ledarna 9,11 till hytten 10 resp till släpvagnen eller påbyggnaden via kopplingsdosan 12, är vanligtvis av mindre diameter än huvudledaren 22, är här kopplade till huvudledaren 22 med hjälp av en förgreningshylsa 23 eller motsvarande som kontaktpressats så att ledarnas 9,11 kardeler ligger säkert an mot huvudledarens 22 kardeler i ett område där isoleringen skalats av från huvudledaren 22.

Förgreningshylsan 23 träs över huvudledaren 22, fram till ett avskalat parti, innan huvudledaren 22 förses med ledningsskor i sina båda ändpartier och därefter skruvas fast i batteriet 3 eller i en strömförbrukare såsom t.ex. starmotorn 6. De anslutande ledarnas 9,11 kardeler trycks in i förgreningshylsan 23 och fördelas något så att kontaktytan blir stor innan förgreningshylsan 23 kontaktpressas. Det är också möjligt att ultraljudsvetsa ledarnas 9,11,22 kardeler till varandra. Man kan även ansluta ledarna 9,11,22 till varandra på annat lämpligt sätt, exempelvis genom lödning 10 15 20 25 30 11 eller liknande. Anslutningspunkten, förgreningshylsan 23, och de anslutna ledarna 9,11,22 gjuts därefter in med en gjutmassa som blir elektriskt isolerande efter härdning och bildar ett hermetisk förband, inneslutning. Gjutmassan kan vara en plast såsom PVC eller annat för ändamålet lämpligt material som ger en fukttät och slitstark konstruktion som är mekaniskt stabil över tiden.

Figur 3 visar mer i detalj och i sned sidovy inkopplingen av en anslutande ledare 9,11 till en obruten huvudledare 22 med hjälp av en parallellskarvhylsa 23 som kontaktpressats.

Huvudledarens 22 isolering har skalats av på lämpligt ställe utefter huvudledaren 22 och en ringformad parallellskarvhylsa 23 har trätts över huvudledaren 22 och förts fram till det ställe som saknar isolering.

I figur 4a visas hur den anslutande ledaren 9,11 har skalats av från sin isolering i ett av sina ändpartier och dess avskalade kardeler har tryckts in i parallellskarvhylsan 23 i utrymmet som finns mellan huvudledaren 22 och parallellskarv- hylsans 23 inre periferi. Den anslutande ledarens 9,11 kardel- er fördelas därvid företrädesvis halvmåneformat, betraktat i tvärsnitt, inför inskjutandet i parallellskarvhylsan 23 så att kardelerna kommer att ligga an mot huvudledarens 22 kardeler med en så stor anliggningsyta som möjligt. Därefter kontakt- pressas parallellskarvhylsan 23 så att ett mekaniskt stabilt förband bildas. Ledarnas kardeler trycks därmed samman och bildar ett effektivt elektriskt förband vilket förorsakar minimalt eller inget spänningsfall. Förbandet blir mycket slitstarkt och åldersbeständigt och dessutom förhållandevis platsbesparande. Den anslutande ledaren 9,11 böjs lämpligen åt samma håll som änden skjutits in i förgreningshylsan 23 så att ytterligare en mekanisk avlastning erhålls för att reducera risken för att ledaren 9,11 glider ur förgreningshylsan vid 10 15 20 25 30 12 hög dragbelastning. Ett visst avstånd erhålls samtidigt mellan huvudledaren 22 och den anslutande ledaren 9,11 där de löper jämsides med varandra. Av figuren framgår också hur parallell- skarvhylsans 23 diameter är anpassad så att den inre tvär- snittsarean både rymmer huvudledarens 22 kardeler och den anslutande ledarens 9,11 kardeler.

Figur 4b visar ett tvärsnitt av förgreningens 21 utseende efter det att kontaktpressningen slutförts och där framgår hur ledarnas 9,11,22 kardeler pressats samman till en väsentligen integrerad solid kropp med mycket god kontakt och minimal risk för spänningsförluster.

Figur 5 visar rakt från sidan ett längsgående snitt genom ledarna 9,11,22 och förgreningshylsan 23 av den uppfinnings- enliga förgreningen 21 enligt figur 3. Huvudledaren 22 löper obruten/oklippt genom förgreningen 21 och i en sammanpressad förgreningshylsa 23 hålls den anslutande ledaren 9,11 mekani- skt fast och i full elektrisk kontakt med huvudledaren 22.

Figur 6 visar den uppfinningsenliga förgreningen 21 rakt från sidan efter det att ledarna 9,11,22 och förgreningshylsan 23 gjutits in i en fukttät inneslutning 24. Inneslutningen 24 består här av en elektriskt isolerande plast, såsom PVC, men kan naturligtvis bestå av andra isolerande ämnen av känt slag.

Inneslutningen 24 är vid ledarnas 9,11,22 passage ut ur inneslutningen 24 försedd med cylinderformade kragar 25 som fungerar som fästen för böjliga och rörformade kabelskydd 26 (se figur 8). Kragarna 25 är försedda med runtomgående spår 27 eller åsar vars syfte är att passa in i motsvarande spår eller åsar anordnade i kabelskydden 26.

Figur 7 visar den ingjutna uppfinningsenliga förgreningen 21 i vy snett från sidan. Här framgår kragarna 25 och, i det här 10 15 13 fallet, dess runtomgående åsar 28 tydligare. Kragarna 25 gjuts låmpligtvis i ett stycke med inneslutningen 24 och består därvid av samma material som inneslutningen 24. Kragarna 25 ligger an mot ledarna 9,ll,22 och styvar mekaniskt upp ledarna 9,ll,22 vid deras passage ut ur inneslutningen 24.

Figur 8 visar den ingjutna uppfinningsenliga forgreningen 21 rakt från sidan med påmonterade kabelskydd 26, ett kabelskydd 26 per utgående ledare 9,ll,22.

Beskrivningen ovan år i forsta hand avsedd att underlåtta for- ståelsen for uppfinningen och år naturligtvis inte begränsad till de angivna utföringsformerna utan åven andra varianter av uppfinningen ar mojliga och tankbara inom ramen for uppfinn- ingstanken och efterföljande patentkravs skyddsomfång. Sålunda behöver inte forgreningshylsan 23 var cirkelrund eller ror- formad utan den kan aven ha en annan tvårsnittsform, t.ex. vara utformad som ett metallblåck som pressas runt ledarna 9,ll,22.

Claims (9)

10 15 20 25 30 14 PATENTKRAV

1. Förgrening (21) för en väsentligen förlustfri elektrisk sammankoppling av ledare (9,11,22), särskilt avsedd för användning i kommersiella fordon, (22) innefattande en förgren- ingspunkt med en huvudledare samt minst en anslutande ytterligare ledare (9,1l), kännetecknad av, - att huvudledaren (22) ar anordnad obruten genom förgreningen (21), - att minst en ytterligare ledare (9,11) ar metalliskt förbunden med huvudledaren (22) i förgreningen (21), och - att förgreningen (24). (21) är anordnad i en fukttät inneslutning

2. Förgrening (21) enligt patentkrav 1, kännetecknad av, - att en förgreningshylsa (23) är anordnad runt huvudledaren (22) vid ett isoleringsfritt område av densamma samt över ändpartiet för en anslutande isoleringsfri del av den ytterligare anslutande ledaren (9,11).

3. Förgrening (21) enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av, - att förgreningshylsan (23) ar fast anordnad över ledarnas avisolerade partier med hjälp av en kontaktpressning som (22) mekaniskt sammanbinder huvudledaren och den ytterligare anslutande ledaren (9,1l) med maximal kontaktyta.

4. Förgrening (21) enligt patentkrav 1 - 3, kännetecknad av, består av en elektriskt isolerande - att inneslutningen (24) och härdad gjutmassa. 10 15 20 15

5. Förgrening (21) enligt patentkrav 4, kännetecknad av, - att gjutmassan består av en plast, såsom exempelvis PVC.

6. Förgrening (21) enligt något föregående patentkrav, kännetecknad av, (24) att inneslutningen år försedd med minst en anslutnings- krage (25) för fasthållning av minst ett rörförmat kabelskydd (26).

7. Förgrening (21) enligt något föregående patentkrav, kännetecknad av, (25) (24) utskjutande ledare att antalet anslutningskragar motsvarar antalet ur inneslutningen (9,ll,22).

8. Förgrening (21) enligt något föregående patentkrav, kännetecknad av, (23) att förgreningshylsan år av metall.

9. Fordon innefattande en förgrening (21) enligt något av patentkraven 1-8.