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Hülsenförmiger Verbinder für elektrische Leiter in Kabelanlagen Die
Wärmedehnung der elektrischen Leiter in Kabelanlagen führt insbesondere bei größeren
Querschnitten der Leiter zu erheblichen Längsdehnungen, und es sind schon einige
Maßnahmen bekannt, um diese Längsdehnungen an den Stellen auszugleichen bzw. die
sie verursachenden Dehnungskräfte abzufangen, an denen die elektrischen Leiter enden
oder mit anderen Leitern verbunden werden, also z. B. in Endverschlüssen und Muffen.
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Um einem Kabelleiter eine Ausdehnungsmöglichkeit in der Achsenrichtung
zu geben, sind außer elastischen Bändern, Litzen und Geflechten häufig aus Band-
oder Rundmaterial gewickelte Schraubenfedern und mitunter auch schneckenförmige
flache Federn verwendet worden, die eine Dehnungsstelle elektrisch und mechanisch
überbrücken. Man hat auch schon die zu verbindenden einzelnen Drähte von verseilten
oder verlitzten Kabelleitern auf einen größeren Durchmesser korb- oder sternförmig
auseinandergebogen und in dieser Stellung miteinander verklemmt oder verschweißt.
Es ist weiter ein Endverschluß für Starkstromkabel bekannt, bei dem ein nachgiebiges
Verbindungsstück zwischen dem Kabelleiter und der Anschlußplatte des Endverschlußkopfes
aus mehreren Blechstreifen aus Leitermetall gebildet ist, die zu einem Paket in
Achsenrichtung des Kabelleiters übereinandergeschichtet sind und die Form eines
aufgeschnittenen Ringes oder eine Spirale haben.
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Ein erheblicher Nachteil von manchen dieser vorgefertigten oder erst
bei der Montage gebildeten Dehnungsausgleichsgliedern besteht darin, daß sie in
radialer Richtung einen erheblich größeren Raum beanspruchen als der Kabelleiter
selbst. Dieser Raum muß um so größer sein, je größer einerseits die aufzunehmenden
Dehnungskräfte und andererseits die für große Stromstärken erforderlichen Leitquerschnitte
sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einenhülsenförmigen Verbinder
für elektrische Leiter zu schaffen, der einerseits in bezug auf Federung und Leitquerschnitt
den jeweiligen Forderungen weitgehend angepaßt werden kann, andererseits aber wenig
Raum beansprucht und ohne zusätzliche Verbindungsstellen mechanisch und elektrisch
stabil ist. Der hülsenförmige Verbinder soll schon in einem Kabelwerk oder einer
Garniturfabrik so weit hergestellt werden, daß er an den gewünschten Stellen nur
noch in einen Endverschluß, eine Muffe od. dgl. eingebaut zu werden braucht. Er
soll insbesondere für ölkabelanlagen geeignet sein, aber auch in Koaxialkabelanlagen
für Fernmeldezwecke brauchbar sein, bei denen nach den seit einigen Jahren gemachten
Erfahrungen ebenfalls erhebliche Längsdehnungen der Innenleiter auftreten und die
bekannten Bandwendeln wegen mangelnder Längs- und Querstabilität nicht befriedigt
haben.
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Der die Erfindung bildende hülsenförmige Verbinder für elektrische
Leiter in Kabelanlagen zeichnet sich dadurch aus, daß er auf einem Teil seiner hohlen
Länge mit einem oder mehreren gewendelten, durch spanabhebende Werkzeuge erzeugten
Einschnitten versehen ist, so daß er in Achsrichtung federt. Seiner Hülsenform entsprechend
soll der Verbinder zur Aufnahme des oder der Leiter mindestens an seinem einen oder
an beiden Enden eine Bohrung aufweisen; vorzugsweise soll er jedoch eine durchgehende
Längsbohrung aufweisen. Im Bedarfsfall soll der Verbinder aus zwei miteinander verbindbaren
Stücken mit je einem wendelförmigen Einschnitt bestehen. Der durch die Einschnitte
erzeugte, in Achsrichtung federnde Wendelteil des Verbinders dient selbst der Stromleitung,
wirkt also anders als bei zwei bekannten Verbindern ein nur mechanisch wirksames
Schraübenfederglied, das ein die Stromleitung bewirkendes Drahtgeflecht oder Rohrgliederstück
gespannt hält.
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Die Einschnitte durch spanabhebende Werkzeuge unterbrechen zwar die
Materialstruktur, schmälern aber die Federfestigkeit nicht, wie die Erprobung schon
gezeigt hat. Sie sollen z. B. mit Einstechstählen, Fräsern oder Schleifscheiben
auf einer Drehbank mit axialem und radialem Vorschub des Werkzeugs in ähnlicher
Weise hergestellt werden wie Flach- oder Trapezgewinde. Es ist zwar schon bekannt,
Metallmäntel elektrischer Kabel beispielsweise aus Aluminium zur Erhöhung und Erreichung
einer gleichmäßigen Biegsamkeit durch spanabhebende Werkzeuge
mit
Rillen zu versehen. Abweichend vom Verbinder gemäß der Erfindung gehen diese Rillen
aber nicht quer durch den Kabelmantel durch, sondern werden nur in seine Oberfläche
eingeschnitten und dienen auch nicht zum Ausgleich von Längsdehnungen. Durch das
Merkmal, daß jeder Einschnitt eine Wendel bildet und somit mehrere volle Windungsgänge
aufweist und quer bis zur Achse durchgeht, unterscheidet sich der hohle hülsenförmige
Verbinder gemäß der Erfindung auch von den bereits bekannten biegsamen Rohren, rohrförmigen
Leitern, Kabelmänteln od. dgl. mit in Abständen angeordneten und zur Vergrößerung
der Biegsamkeit und hier auch der Dehn- und Stauchbarkeit dienenden einzelnen und
nur eingedrückten Rillen.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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In Abb. 1, die eine Aufsicht zeigt, ist ein hülsenförmiger Verbinder
gemäß der Erfindung zwischen zwei elektrische Leiter 1 und 1' achsengleich eingesetzt.
Der Verbinder 2 weist einen Einschnitt 3 mit vier vollen Wendelgängen auf und hat
damit ein federndes Mittelstück 3'. An seinen beiden Enden befindet sich je eine
Bohrung 4 zur Aufnahme der Kabelleiter 1 bzw. 1'. Die Leiter sind durch z. B. je
zwei nur schematisch angedeutete Einquetschungen 5 in den Bohrungen 4 besonders
gesichert.
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In Abb. 2 ist ein Endverschluß schematisch im Querschnitt dargestellt.
An den Leiter 1 des in dem Endverschluß endenden und wie üblich abgesetzten Kabels
6 ist ein Verbinder 2' angesetzt. Dieser Verbinder weist wieder ein durch einen
Einschnitt federndes Mittelstück 3' auf, jedoch geht die Längsbohrung zur Aufnahme
des Leiters 1 in diesem Fall nicht bis zum anderen Ende des Verbinders durch. Es
ist auch nur eine Einquetschung 5 vorgesehen. Das dem Leiterende abgewandte Ende
sitzt in der aus Leichtmetall bestehenden Kopfhaube 7, die den aus Porzellan oder
einem Isolierstoff bestehenden Endverschlußkörper 8 auf seiner einen Seite abschließt.
Auf der anderen Seite ist der Kabelmantel in üblicher Weise durch einen Einführungstrichter
9 feuchtigkeitsdicht mit dem Endverschlußkörper 8 verbunden. Bei dieser Anordnung
werden nicht nur die vom Leiter 1 herrührenden Längsdehnungen aufgefangen, sondern
auch die unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen dem Ende des Kabels 6 und dem
Endverschlußkörper 8, die aus Stoffen mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten
bestehen. Infolgedessen kann der Verbinder 2' in der nur angedeuteten Weise mit
der Kopfhaube 7 fest verklemmt oder verschweißt werden, ohne daß wie bei bekannten
Endverschlüssen andere Dehnungsausgleichsglieder zwischengeschaltet sind.
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In Abb. 3 ist im Querschnitt das Beispiel einer erfindungsgemäß ausgerüsteten
Sperrmuffe dargestellt. Die Muffe 10 besteht wie üblich aus zwei verschieden
langen und je sowohl miteinander als auch mit dem Mantel eines Kabels 6 verbundenen
Metallkörpern. In dem linken Metallkörper sitzt ein trichterförmiger Isolierkörper
111, der die beiden Muffenräume 12 und 13 öldicht voneinander trennt. Der Verbinder
2' besteht in diesem Fall aus zwei mit je einem wendelförmigen Einschnitt versehenen
Stücken, die miteinander unter öldichter Einklemmung des Isolierkörpers 11 mit Hilfe
eines Gewindes 14 verschraubt sind. Da es sich um eine Sperrmuffe handelt, gehen
die Längsbohrungen von den Verbinderenden her nur bis in Höhe der wendelförmigen
Einschnitte. Das Öl kann aus den Leitern der beiden Kabel 6 jedoch durch diese Einschnitte
hindurch in die Muffenräume 12 und 13 hinein zu den mit ihnen verbundenen, aber
nicht mitdargestellten ölausdehnungsgefäßen fließen.
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Als Werkstoff kann für den Verbinder jedes Leitmetall, mit besonderem
Vorteil aber Federbronze verwendet werden.
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Wie alle drei Abbildungen erkennen lassen, hat der Verbinder 2 bzw.
2' und 2" eine schlanke Form mit bei ungefähr gleich großem Leitquerschnitt nur
wenig größerem Durchmesser als der Kabelleiter. Infolgedessen kann er, weil er in
radialer und auch in axialer Richtung nur etwa den Raum von Verbindungsklemmen beansprucht,
in Endverschlüsse und Muffen üblicher Bauart eingebaut werden. Dies kann sogar nachträglich
ohne besondere Schwierigkeiten geschehen, z. B. bei Reparaturen an durch Wärmedehnungen
beschädigten Endverschlüssen und Muffen.