CH663862A5

CH663862A5 - T-foermige muffe zur steckbaren verbindung eines kabels mit einem elektrischen geraet.

Info

Publication number: CH663862A5
Application number: CH336084A
Authority: CH
Inventors: Dietmar Fenske; Gottfried Leonhardt; Adolf Kurz
Original assignee: Kabel & Lackdrahtfab Gmbh
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1984-07-11
Publication date: 1988-01-15
Also published as: DE3326386C2; DE3326386A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine T-förmige Muffe zur steckbaren Verbindung eines kunststoffisolierten, geschirmten Kabels mit einem elektrischen Gerät, insbesondere für eine eine Durchführung aufweisende Schalt- oder Transformatoranlage, wobei die Muffe in Richtung Geräteanschlussachse zwei trichterförmig sich nach aussen erweiternde Öffnungen aufweist, die sich in der Mitte mit der zur Geräteanschlussachse senkrecht stehenden kabelseitigen Bohrung treffen, und wobei in den elastomeren Isolierkörper der Muffe zumindest im Bereich des Kabeleintritts und des isolierkörpermittigen Anschlussbereiches ebenfalls elastomere, jedoch halbleitende Steuerelemente integriert sind.

Eine solche Muffe ist in Verbindung mit einem T-Stecker vorbekannt (Elastimold-Prospekt). Dabei wird ein metallisches Verbindungsstück auf den abisolierten Leiter des zu verbindenden Kabels aufgepresst und das ganze Teil von der kabelseitigen Öffnung her in den T-förmigen Muffenkörper eingeschoben bis der Kopf des Verbindungsstückes an die querstehende Innenwandung des Muffenkörpers anstösst. Das der Verbindung mit der Geräteseite dienende Kopfteil des metallischen Verbindungsstückes weist zwei planparallele Begrenzungsflächen auf, und die Verbindung mit der geräteseitigen Durchführung erfolgt in der Regel so, dass diese einen Schraubbolzen aufweist, der durch die glatte Bohrung des Verbindungsstückes gesteckt wird, und dass von der gegenüberliegenden Seite her ein Durchführungsgegenstück gegengeschraubt wird.

Die geometrischen Abmessungen bei der vorbekannten Anordnung sind so gewählt, dass die metallischen Teile in aller Regel einen deutlich grösseren Durchmesser aufweisen als es dem Durchmesser der Kabelisolierungsschicht entspricht. Das heisst, die kabelseitige Innenbohrung der Muffe ist entsprechend grösser als das nach Einführung des Kabels durch die Kabelinsolie-rung ausgefüllte Volumen. Da ein entsprechender Hohlraum die elektrische Sicherheit stark beeinträchtigen würde, ist beim vorbekannten Stand der Technik nun ein sogenannter Adapter vorgesehen, eine Hülse aus Isolierteilen, die zwischen die Kabelisolierung und den Muffenkörper in der richtigen Weise einzubringen ist.

Dies aber stösst in der Praxis immer wieder auf Schwierigkeiten. Etwaige Verschiebungen der Teile bzw. Hohlräume zwischen ihnen können bei mittleren bis hohen Spannungen sich sehr gefährlich auswirken. Weiterhin ist die Zentrierung des Verbindungsstückes in bezug auf die Geräteanschlussachse unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Muffe zu schaffen, die in bezug auf die elektrische Festigkeit verbessert und leichter und zuverlässiger montiert werden kann.

Bei einer T-förmigen Muffe der eingangs genannten Art ist die vorstehende Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst,

dass im Anschlussbereich ein metallisches Verbindungsstück eingelassen ist, das kabelseitig ein zylindrisches Steckbuchsenteil aufweist, an das sich zur Geräteanschlussachse hin ein gegenüber dem Durchmesser des zylindrischen Steckbuchsenteils in der Ebene senkrecht zur Geräteanschlussachse erweitertes Kopfteil anschliesst mit zwei in der genannten Ebene planparallel verlaufenden, zu den Anschlussseiten weisenden Kontaktflächen und mit einer in bezug auf die Kontaktflächen etwa mittigen Bohrung, die genau auf die Geräteanschlussachse zentriert

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

663 862

ist, und dass weiterhin dieses Verbindungsstück seinerseits eingebettet ist in ein entsprechend geformtes, den Bereich seiner Kontaktflächen und der Bohrung freilassendes, isolierkörper-mittiges Steuerelement, das sich im übrigen Bereich hohlzylindrisch etwa bündig mit den Innenflächen des Isolierkörpers in die Bereiche der hochspannungsführenden Anschlussteile erstreckt.

Durch die vorgenannten Massnahmen ist es entsprechend des erhöhten Vorfertigungsgrades möglich, einen montageunabhängigen genauen Sitz des metallischen Verbindungsstückes zu erreichen und andererseits einen einfachen und sicheren An-schluss des Kabels, dessen Leiter vor Einführung des Kabels in den Muffenkörper mit einem angepassten Steckteil zu versehen ist, beispielsweise durch die übliche Presstechnik. In jedem Falle kann die Pressverbindung oder eine andere Ausrüstung mit dem Steckteil so erfolgen, dass der Durchmesser des insgesamt kabelseitig einzuführenden Teils den Durchmesser der Kabelisolierung selbst nicht übersteigt, womit sich also ein Adapter erübrigt. Dies gilt insbesondere bei Verwendung eines Pressverbinders, wie er in der DE-OS 3 149 048 vorbeschrieben ist.

Zur Sicherstellung und Erhöhung der inneren Spannungsfestigkeit ist es zweckdienlich, dass sich das halbleitende Steuerelement so weit in die kabelseitige Bohrung erstreckt, dass es bei eingestecktem Kabel noch die Absetzkante der Kabelisolierschicht um einige Millimeter überdeckt. Entsprechendes gilt für die geräteseitige Anschlussseite, wo sich das Steuerelement bis über den beginnenden Isolierteil der zumeist aus Giessharz hergestellten Durchführung erstrecken sollte.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsge-mässen Muffenkörpers sind in abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es weiterhin, ein geeignetes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemässen Muffe aufzufinden. Dieses zeichnet sich erfindungsgemäss da-durchaus, dass zunächst das Verbindungsstück in die halbleitende elastomere Masse eines Steuerelementes eingebettet und anschliessend das ausgeformte Steuerelement einschliesslich Verbindungsstück mit der isolierenden elastomeren Masse des Isolierkörpers in einer geeigneten Form umspritzt bzw. umgössen wird.

Es versteht sich, dass weitere Steuerelemente, etwa das normalerweise trichterförmige Steuerelement, das sich im Bereich des Kabeleingangs befindet und bekanntermassen nach Einführung des Kabels auf der äusseren halbleitenden Schicht des Kabels aufliegt, in diesem Vorgang miteingebracht wird.

Der fertigungstechnische Aufwand dieses Verfahrens ist gegenüber bekannten Verfahren nur geringfügig erhöht, da es üblich ist, die Steuerelemente aus halbleitendem elastomeren Material vorzufertigen und anschliessend mit dem Isoliermaterial zu umgiessen.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind in weiteren abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Das Einsetzen der Lamelle nach Fertigstellung der Muffe bringt den wesentlichen Vorteil, dass diese nicht den zur Vernetzung der Elastomeren notwendigen Temperaturen ausgesetzt und damit deren vorzeitige Alterung verhindert wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Muffe näher erläutert, woraus sich weitere Vorteile der Erfindung entnehmen lassen.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die T-förmige Muffe, und

Fig. 2 die teils geschnittene Ansicht des metallischen Verbindungsstückes, wie es im Muffenkörper eingebettet enthalten ist.

In Fig. 1 sieht man links und rechts die sich nach aussen erweiternden geräteseitigen trichterförmigen Öffnungen 10 und 12. Die Muffe wird mit ihrem linken oder rechten Teil auf die normalerweise fest montierte meist aus Giessharz bestehende geräteseitige in der Form angepasste Durchführung geschoben,

die in der Regel einen Schraubbolzen enthält, der durch die Bohrung 28 geschoben wird. Von der gegenüberliegenden Seite wird in der Regel als Blindflansch ein Gegenisolierstück ohne Stromanschluss gegengeschraubt, derart, dass die stromführende Kontaktfläche der geräteseitigen Durchführung fest auf eine der Kontaktflächen 26 des metallischen Verbindungsstückes 20 aufgepresst ist.

Neben den beiden trichterförmigen Öffnungen 10 und 12 enthält der Muffen- bzw. Isolierkörper 15 die Bohrung 14, die rechtwinklig zur Geräteanschlussachse A-A verläuft und zur Aufnahme des vorbereiteten Kabelendes dient. In den Muffenkörper sind zwei aus halbleitendem ebenfalls elastomeren Material bestehende Steuerelemente integriert, einmal der kabelein-gangsseitige Feldsteuertrichter 16. Er ist so positioniert bzw. auf das einzuführende Kabel abgestimmt, dass dessen äussere halbleitende Schicht 42 mit dem Feldsteuertrichter 16 in Verbindung steht.

Weiterhin ist in den aus isolierendem Silikonkautschuk bestehenden Muffenkörper die mittige Steuerelektrode 18 integriert, die sich einerseits etwas entlang der Geräteanschlussachse A-A über das metallische Verbindungsstück 20 hinaus erstreckt, um im Anschlussbereich der Durchführung bzw. des Blindflansches elektrische Spannungsfestigkeit zu garantieren. Andererseits erstreckt sich — wie gezeichnet — dieses mittige Steuerelement 18 in Richtung der kabelseitigen Achse so weit, dass es über die Absetzkante 40 der Kabelisolierung noch hinweggeht, um den dort vorhandenen Luftspalt in bezug auf die erforderliche Hochspannungsfestigkeit unschädlich, d.h. spannungsfrei zu machen. Das mittige Steuerelement 18 ist so eingebettet in den Muffenkörper, dass seine Innenflächen mit den angrenzenden Innenflächen 30 des Isolierkörpers 15 bündig liegen.

In das mittige Steuerelement 18 ist das metallische Verbindungsstück 20 herstellerseitig integriert. Das metallische Verbindungsstück 20 weist kabelseitig ein zylindrisches Steckbuchsenteil 21 auf, in dessen erweitertem Querschnitt eine die Stromführung zum Verbindungsstück 20 übernehmende, den Innenmantel ausfüllende Lamelle 22 eingebracht ist. Das Kopfteil 24 des metallischen Verbindungsstückes ist genau auf die Geräteanschlussachse A-A zentriert, derart, dass die Achse seiner Bohrung 28 mit der Achse A-A zusammenfällt und ihr Mittelpunkt mit dem Schnittpunkt der Achsen A-A mit der Achse der kabelseitigen Bohrung 14, die sich im Schnittpunkt M treffen.

Das metallische Verbindungsstück 20 ist zugfest im mittigen Steuerelement 18 und damit im Isolierkörper 15 verankert, da sein Kopfteil 24 in bezug auf den Durchmesser des zylindrischen Steckbuchsenteils 21 in der Ebene senkrecht zur Geräteanschlussachse A-A erweitert ist.

Weiterhin ist in Fig. 1 das eingesteckte, geschirmte Kabel 35 gezeigt, dessen äussere Leitschicht 42 im zylindrischen Bereich des Feldsteuertrichters 16 endet und dessen Leiter mit einem dem metallischen Verbindungsstück 20 angepassten Steckteil 50 versehen ist, das kabelseitig eine Pressverbinderhülse 51 aufweist. Derartige Steckteile und ihre Verbindung mit dem Kabel gehören zum Stand der Technik.

Der Muffenkörper kann an seinen Aussenflächen vorteilhafterweise mit einer halbleitenden Schicht überzogen und etwa im Falle von freizugänglichen Anlagen mit einem — nicht gezeigten — metallischen Gehäuse versehen sein. Damit ist die Berührungssicherheit bis hin zur Verbindung mit dem seinerseits normalerweise ebenfalls gekapselten Gerät gewährleistet.

Fig. 2 zeigt das metallische Verbindungsstück 20. Auf der linken Seite ist das kabelseitige Teil, also das zylindrisch ausgebildete Steckbuchsenteil 21 gezeigt. Es enthält eingangsseitig eine Rille 23 zur Aufnahme eines — nicht gezeichneten — Sprengringes, der beim Durchstecken des geometrisch angepassten kabelseitigen Steckteils 50 in die dort angebrachte entsprechende Rille einrastet und somit das Kabel zugfest verbindet.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

663 862

4

Im mittleren Teil des zylindrischen Steckbuchsenteils 21 sieht man eine Erweiterung des Durchmessers und eine dort umlaufende Lamelle 22 zur Stromübertragung zwischen kabelsextxgem Steckerstift und dem metallischen Verbindungsstück. Im rechten Teil sieht man in seitlicher Ansicht von einer trichterförmigen Öffnung 10, 12 her auf das Kopfteil 24 des metallischen Verbindungsstückes 20. Statt der eckigen Koppfform kann genauso auch eine entsprechend runde Form gewählt werden. In der Mitte befindet sich eine dem geräteseitigen Anschlussbolzen angepasste Bohrung 28. Die Bohrung ist normalerweise glatt, d.h. ohne Gewinde ausgebildet. Es ist deutlich ersichtlich, dass das Kopfteil 24 gegenüber dem zylindrischen kabelseitigen Anschlussteil 21 erweitert ist, was ein festes auch unter Anlegen von Zug- oder Druckkräften beim Anschluss des Kabels ortsunveränderliches Einbetten ermöglicht. Die Kontaktflächen 26 liegen senkrecht zur Geräteanschlussachse A-A und sind so gross bemessen, dass eine einwandfreie Übertragung der vorgesehenen Ströme in Richtung der geräteseitigen Durchführung gesichert ist. Das metallische Verbindungsstück 20 kann insbesondere aus Kupfer gegossen sein, die Flächen können besonders behandelt oder mit einer Silberschicht belegt sein.

s Die gesamte T-förmige Muffe wird zweckmässigerweise so gefertigt, dass zunächst das metallische Verbindungsstück 20 in eine teilbare Form eingebracht und positioniert wird, wonach das Einfüllen bzw. Umspritzen unter Druck mit einer halbleitenden, nach dem Aushärten noch elastischen Masse, am besten io Silikonkautschuk, erfolgt. Nach Aushärtung und Entformung dieses Körpers wird derselbe dann in eine weitere Form eingebracht und positioniert und erneut mit einer elastomeren Masse ohne halbleitende Zusätze umgössen bzw. umspritzt. Nach Aushärtung des Muffenkörpers wird er entformt und ggf. werden i5 seine Aussenflächen mit einer halbleitenden elastischen Schicht, wiederum auf Basis von Silikonkautschuk, beschichtet. Die Be-schichtung kann z.B. durch Aufspritzen erfolgen.

v

1 Blatt Zeichnungen

Claims

663 862

1. T-förmige Muffe zur steckbaren Verbindung eines kunststoffisolierten, geschirmten Kabels mit einem elektrischen Gerät, insbesondere für eine eine Durchführung aufweisende Schalt- oder Transformatoranlage, wobei die Muffe in Richtung Geräteanschlussachse (A-A) zwei trichterförmig sich nach aussen erweiternde Öffnungen (10, 12) aufweist, die sich in der Mitte (M) mit der zur Geräteanschlussachse (A-A) senkrecht stehenden kabelseitigen Bohrung (14) treffen und wobei in den elastomeren Isolierkörper (15) der Muffe zumindest im Bereich des Kabeleintritts und des isolierkörpermittigen Anschlussbereiches ebenfalls elastomere, jedoch halbleitende Steuerelemente (16, 18) integriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschlussbereich ein metallisches Verbindungsstück (20) eingelassen ist, das kabelseitig ein zylindrisches Steckbuchsenteil (21) aufweist, an das sich zur Geräteanschlussachse (A-A) hin ein gegenüber dem Durchmesser des zylindrischen Steckbuchsenteils (21) in der Ebene senkrecht zur Geräteanschlussachse (A-A) erweitertes Kopfteil (24) anschliesst mit zwei in der genannten Ebene planparallel verlaufenden, zu den Anschlussseiten weisenden Kontaktflächen (26) und mit einer in bezug auf ddie Kontaktflächen etwa mittigen Bohrung (28), die genau auf die Geräteanschlussachse (A-A) zentriert ist, und dass weiterhin dieses Verbindungsstück (20) seinerseits eingebettet ist in ein entsprechend geformtes, den Bereich seiner Kontaktflächen (26) und der Bohrung (28) freilassendes isolierkörpermittiges Steuerelement (18), das sich im übrigen Bereich hohlzylindrisch etwa bündig mit den Innenflächen (30) des Isolierkörpers (15) der Muffe in die Bereiche der hochspannungsführenden Anschlussteile erstreckt.

2. Muffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mittige Steuerelement (18) so weit in die kabelseitige Bohrung (14) hinein erstreckt, dass es bei eingestecktem Kabel noch die Absetzkante (40) der Kabelisolierschicht überdeckt.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Muffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mittige Steuerelement (18) in Richtung der Geräteanschlussachse (A-A) erstreckt.

4. Muffe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (15) und die Steuerelemente (16, 18) aus Silikonkautschuk bestehen mit einer Shore-Härte von 25 bis 35 für den Isolierkörper (15) und vorzugsweise 45 bis 65 für die Steuerelemente (16, 18).

5. Muffe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckbuchsenteil (21) des Verbindungsstückes (20) im Eingangsbereich eine umlaufende Rille (23) zur Aufnahme eines Sprengringes aufweist.

6. Muffe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Kabelteil aufnehmende Bohrung des Steckbuchsenteils (21) des Verbindungsstückes (20) einen zur Aufnahme eines sich rundum an die Innenwandung anschmiegenden hülsenförmigen Lamellenteils (22) an dessen Höhe und Stärke angepassten Bereich mit erweitertem Durchmesser aufweist.

7. Muffe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (20) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gegossen ist.

8. Muffe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest seine Kontaktflächen zu dem einzuschraubenden ge-räteseitigen Verbindungsteil und dem kabelseitigen Steckan-schluss mit einer Silberschicht versehen sind.

9. Verfahren zur Herstellung einer Muffe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Verbindungsstück (20) in die halbleitende elastomere Masse eines Steuerelementes eingebettet und anschliessend das ausgeformte Steuerelement einschliesslich Verbindungsstück mit der isolierenden elastomeren Masse des Isolierkörpers in einer geeigneten Form umspritzt bzw. umgössen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

dass auf den ausgeformten bzw. ausgehärteten Isolierkörper eine Schicht von halbleitendem Material aufgebracht, insbesondere aufgespritzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenteil erst nach der Fertigstellung der Muffe in das metallische Verbindungsstück eingesetzt wird.