DE1911140A1

DE1911140A1 - Kabelendenverbindung

Info

Publication number: DE1911140A1
Application number: DE19691911140
Authority: DE
Inventors: D Ascoli Ralph Gregory; Alleva Leon Leonard
Original assignee: Anaconda Wire and Cable Co
Current assignee: Anaconda Wire and Cable Co
Priority date: 1968-03-06
Filing date: 1969-03-05
Publication date: 1969-10-02
Also published as: FR2003365A1; GB1239784A; US3539708A

Description

PATENTANWALT STUTTGART

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3o März 1969

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Anaconda Wire and Cable Company 6o5 Third Avenue, EEW YOHE Β.ϊ. / USA

Kabelendenverbindung

Sie Erfindung betrifft eine Kabelendenverbindung, insbesondere eine rasen herstellbare feuchtigkeitsdichte Verbindung zweier oder mehrerer kunststoffisolierter elektrischer Drähte, insbesondere einer Fernsprechanlage, mittels einer die Kontaktstelle umgebenden isolierenden Hülse.

Zur Herstellung von Kabelendenverbindungen, insbesondere

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zur Verbindung der Enden zweier oder mehrerer Telefondrähte hat ein Verfahren weite Verbreitung gefunden, bei dem, ohne die Isolierhülle dieser Drähte vorher entfernen zu müssen, eine dünnwandige, aus Hartmetall bestehende und nach innen gerichtete Zacken aufweisende Hülse verwendet wird, deren Zacken die isolierende Hülle der Drähte beim Zusammenquetschen der Halse durchdringen und in die leitende Drahtseele eindringen· Diese Hartmetallhülse wird von einer verhältnismäßig dickwandigen verformbaren Hetallaanschette umgeben, die ihrerseits innerhalb einer isolierenden Eunststoffhülle angeordnet ist« Hierbei werden die miteinander zu verbindenden Drahtenden gemeinsam in die Hartmetallhülse eingeschobene Auf die Mantelflächen der äußeren Umhüllung wird hierauf mittels eines Werkzeuges.ein Druck ausgeübt, der die ineinandergeschobenen Seile zusaramenquetsoht· Dieser Druck ist ausreichend, um die in der Hartmetallhülse vorgesehenen Zacken in die metallische Seele der Drähte einzupressen. Die dickwandige metallische Büchse wird hierbei bleibend verformt und verhindert somit, daß die Zacken der Harimo— tallhülse wieder zurückfedern und der elektrische Kontakt somit wieder unterbrochen wird·

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BAD ORIGINAL

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Dlese Eabelen&enverbindungen wurden in erster Linie bei papierisolierten Xelefondrähten verwendet. Bei der Verbindung kunstetofflsolierter Drahtenden bestehen jedoch insofern Schwierigkeiten, als bislang noch kein Verfahren gefunden wurde, das eine feuchtigkeitsdichte Verbindung gewährleistet.

Bei der Suche nach eine« solchen Verfahren nuß berücksichtigt werden, daß aus wirtschaftlichen Überlegungen zur Umhüllung solcher Kabelendenverhindungen Hülsen verwendet werden nüssen, die von einem fortlaufenden Strang abgeschnitten werden, so daß diese an beiden Seiten offen sind. Eines dieser Enden muß sum Einführen der miteinander su verbindenden Drähte offen bleiben, während die Abdichtung des anderen Endes so bewerkstelligt werden muß, daß eine große Zahl solcher Verbindungen automatisch und wirtschaftlich hergestellt werden kann, wobei gleichzeitig ein absolut feuchtigkeitsdichter Verschluß gewährleistet sein muß. Das offene Ende wird hierbei mittels einer in die Hülse eingebrachten pastenfSrmigen Masse verschlossen. Diese Art von Verbindungen konnte jedoch deshalb nicht voll befriedigen, well hierbei ein besonderer Stöpsel verwendet werden mußte, um zu verhindern, daß die pasten«

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förmige Masse am offenen Ende herausgepreßt wird, wodurch die Herstellungskosten verteuert werden« Aue die« sein Grund hat man mindestens feel Kabelverbindung©!!, der vorgenannten Art keine Stöpsel verwendet. Bei wirtschaftlichen Überlegungen spielt jedoch die Zeit, die zur Herstellung einer solchen KabelVerbindung Bötig wird, eine wesentliche Rolle. Aus Zeltersparnisgründen hat man daher Hülsen verwendet, die schon mit einer Füllung einer wasserabstoßenden Masse angeliefert wurden. Die miteinander EU verbindenden Drahtenden wurden in das offene Ende der Hülse eingesteckt, preßten die wasserabstoßende Masse zur Seite und drangen in die mit Zacken versehene Innere Hülse ein. Daraufhin wurde die Anordnung zusammengedrückt, wobei die Zacken die Isolation durchdrangen und die was«» serabstoßende Masse entlang der Drähte herausgedrückt wurde. Die vorbereiteten Hülsen konnten hierbei nicht ganz mit der wasserabstoßenden Masse gefüllt werden, da sonst die überschüssige Masse von einigen Hundert gleichzeitig hergestellten Verbindungen zu Unträglichkeiten geführt und die Herstellung beeinträchtigt hätte. Aus diesem Grunde sollte nur so viel Masse in die Hülsen eingefüllt werden als nach dem Zusammendrücken von der Hülse aufgenommen werden kann· Aber auch hierbei tritt die nachteilige Er-

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scheinung auf, daß die Masse bei ihrer rückwärtigen Verdrängung feine Kanäle bildet und insbesondere am offenen Ende der Hülse nicht den ganzen Raum ausfüllt_o Dies hat schon dazu geführt, daß durch solche Kanäle die ganze Masse aus dem offenen Ende austrat und damit das Bindringen von Wasser und Feuchtigkeit erleichterteο

Pur die äußere Hülle wird bei den Verbindungen der vorgenannten Art ein isolierender Werkstoff verwendet, der bei Wärme zusammenschrumpft, wie dies beispielsweise bei Polyäthylen oder auch Polyvinylchlorid der Pail ist, das durch Wärmeeinwirkung beispielsweise in einem Ofen auf die Metallhülse aufgeschrumpft wird« Die so hergestellten, an einem Ende offenen Verbindungen sind in allen den !Fällen vollkommen ausreichend, in denen keine Sicherheit für das Eindringen von feuchtigkeit gefordert wurde. In allen anderen Fällen, wenn eine feuchtigkeitsdicht© Verbindung durch Einfüllen einer wasserabstoßenden !Hasse erzielt wer» den soll, ist es notwendig, ein Ende der äußeren Hülse zn verschließen, um den Verlust an Masse beim Zusammendrücken der Hülse zu vermeiden»

Diese Aufgabe wird bei Kabelendenverbindungen der vorge-

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nannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die äußere Hülse in unmittelbarer Habe Ihres offenen Endes eine ringförmige Einschnürung aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemBSen Kabelendenverbindung besteht Äasin, daß der Yer-Schluß der äußeren Hülse an dee der Brahtelnführung gegenüberliegenden Sude durch, einen kleinen, in die noch unverformte Hülse eingebrachten, des «anaverforiDten geschlossenen Hülsenende sich anpassenden plastischen Dichtkörper gebildet wird. Dieser SiohtkSrper füllt den nach dem Zusammenschrumpfen des Hülsenendes übrigbleibenden Raum, vollkommen aus» Der Dlchtkurper besteht vorteilhafterweise ebenfalls aus einem warmverformbaren Material, was die Warmverformung des den Diohtkörper umschließenden Hülsenendes erleichtert.

Die am anderen Ende der Hülse hervorgerufene ringförmige Einschnürung,, deren innere Begrenzungslinie etwa Bit dem Außenumfang der innersten mit Zacken vereehenen Hülse entspricht, bewirkt eine Abbiegung der Str^mungslinien der dem offenen Ende der Hülse sustrSmenäen Hasse und bewirkt somit einen dichten Verschluß.

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Zar Herstellung dieser Kabelendenverbindung wird vorteilhaft erweise eine Vorrichtung verwendet, wie sie zum Aufschrumpfen einer Kunststoffhülse schon bekannt ist, die eine Grundplatte, einen auf dieser angeordneten lOrmblock mit einem dem Querschnitt der verformbaren, Zacken aufweisenden Büchse entsprechenden Querschnitt und einen senkrecht auf diesem Block stehenden, in diese Büchse hineingreif enden Dorn aufweist. Diese Torrichtung wird zur Herstellung der erfinitasigsgemäßen Kabelendenverbindung vorteilhafterweise so abgewandelt, daS der Dorn eine solche Länge aufweist, daß er die Buchs© la eines! solchen senkrechten Abstand von dem Block hält, daß zwischen der Stirnfläche der Büchse und der Oberfläche des Blocks ein Zwischenraum bleibt, der die ringförmige Einschnürung der Über den Block gestülpten Kunststoffhülse ermöglicht«

Mittels einer solchen Vorrichtung wird die Kabelendenverbindung dadurch vorgenommen, daß die Kunststoffhülse über die von dem Dorn im Abstand von der Oberfläche des IFormkörpers gehaltene Büchse sowie über den Formkörper geschoben, auf diese aufgeschrumpft und zwischen der Büchse und dem Formkörper eingeschnürt wird» In das über die verformbare Zwischenbüchse überstehend©,Ende deii äußeren Hülse wird ein

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kleiner, plastischer, vorzugsweise waxmverformbarer Dichtkörper eingelegt, an den sich das überstehende Ende der unter Wärmeeinwirkung zusammenschrumpfenden Hülse dicht anlegt bzw. der warmverformbare Sichtkörper:sich mit der zusammengeschrumpften Hülse innig verbindet· Schließlich wird in die so vorbereitete Hülsenanordnung eine isolierende pastenförmige Masse eingebracht.

Der Dichtkörper besteht vorteilhafterweise aus einem Mischpolymerisat aus Äthylen und ithylaorylat, das mit der vorzugsweise aus Polyäthylen bestehenden äußeren Hülse eine gute Verbindung eingeht. Als isolierende pastenförmige Kasse wird vorteilhafterweise eine solche verwendet, die sowohl die isolierende Hülle der Drähte als auch die äußere Hülse benetzt. Der lichte Querschnitt dieser Hülse im Bereich der Einschnürung ist etwas größer als die Summe der Querschnitte der miteinander zu verbindenden isolierten Drähte, jedoch kleiner als der Querschnitt der von der äußeren Hülse umschlossenen Büchse.

In der Zeichnung ist ein Ausführungebeispiel der Erfindung in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen

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Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kabelendenverbindung gemäß der Erfindung;

Pig· 2 die zur Herstellung dieser Verbindung dienende Tor« richtung in schaubildlicher !Darstellung;

Pig. 3 und 4 in einem Längsschnitt der Kabelendenverbindung zwei aufeinanderfolgende Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrene unter Verwendung der in Pig. 2 dargestellten Vorrichtung;

Pig.. 5 das Einfüllen der isolierenden Masse;

Pig. 6 das Einführen der beiden isolierten Drähte5

Pigο 7 die Kabelendenverbindung zwischen zwei Klemmbacken«

Die als Ganzes mit 1o bezeichnete Kabelendenverbindung weist zwei isolierte Drähte 11, 12 mit je einer leitenden Seele 13» H auf, die je eine Isolation 16, 17 tragen., Me die beiden Drähte miteinander elektrisch verbindenden Teile sind im ganzen mit 18 bezeichnet. Die Drähte 11, 12 werden von einer aus Bronze bestehenden Manschette 19 umschlossen,

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die nach innen weisende Zacken 21 aufweist, die Isolationen 16, 17 durchdringen und in die Dxahtseelen 13, H eindringen und so einen elektrischen Kontakt zwischen diesen beiden Drähten herstellen. Eine verformbar© Heasing-Büchse 22 umgibt die aus Bronze bestehende Manschette 19. Die Büchse 22 ist an ihrem einen Ende 23 geschlossen. Auf die Büchse 22 ist eine Kunststoffhülse 24 aufgeschrumpft, die vor ihrer Verformung die Gestalt eines Hohl» zylinders 26 (Pigο 3) aufweist· Die Verwendung solcher von einem Rohrstrang gelängter Hülsenabschnitte ist wesentlich billiger als die Verwendung gegossener, gepreßter oder gezogener becherförmiger Hüllen·

Vie aus Pig. 5 ersichtlich ist, werden die einzelnen ineinandergeschobenen Seile - als Ganzes mit 18 bezeichnet - mit einer Masse 27 gefüllt, die nicht nur eine hohe Durchschlagsfestigkeit sondern auch die Eigenschaft aufweist» die Metalloberflächen, die Isolation 16, 17 und die Hülse 24 zu benetzen ο Diese Hasse 27 ist desweiteren wasserabvjeisend. Um verhältnismäßig biegeweiche dünne Telefondrähte in die mit der Masse 27 gefüllte Hülse einführen zu können, darf diese Masse nicht zu steif sein, so daß sich für diese Masse vorzugsweise ein niedermolekulares Polyäthylen, das

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zwar warn In die Hülse eingebracht wird, bein Einführen der Drohte jedoch kalt ist·

Wird eine solche Anordnung als Ganzes zwischen zwei PreS-backen 28 und 29 gebracht, so werden nicht nur die Zacken 21 durch die Isolation der beiden Drähte hindurchgedrückt, sondern es wird auch die aus Messing bestehende dickwandige Büchse 22 bleibend verformt. Aufgrund des auf die Hülse 24- ausgeübten Druckes würde die Masse 27 aus der Hülse hinausgedrüokt, wenn deren Enden offen wären. Vie Pig. 3 zeigt, steht jedoch sowohl das obere Ende 31 als auch das untere Ende 32 der noch zylindrischen Hülse 26 über die Büchse 22 über. Das obere Ende 31 kann auf verhältnismäßig einfache Weise und billig mittels eines Stopfens 33 (Fig. 1 und Pig. 4) verschlossen werden, der aus plastischem Material besteht und sich mit dem Werkstoff der Hülse 24 bzw» 26 verbindet, wenn diese zusammengeschrumpft wird. Torzugeweise ist dieser Stopfen 33 bzw. 36 ebenfalls warm verformbar, so daß er den flaschenhalsähnlichen Kanal 34 vollkommen ausfüllt. Das Zusammenschrumpfen des Endes 31 erfolgt im praktischen Betrieb nicht einzeln, sondern indem eine größere Zahl von Zwischenprodukten dieser Art in einen Ofen gebracht wird oder mittels eines Förderbandes durch einen Ofen hin-

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durchgeführt wird. In beiden Fällen Kann der Stopfen 33 in das obere Ende 31 als kleiner Körper 36 eingebracht werden, so daß es keines zusätzlichen Verfahreneschrittes bedarf, um den Verschluß 34 zu bilden, da der Schrumpfprozeß gleichzeitig ein dichtes Verschließen dieses Hülsen» endes bewirkt. Als Material für diesen Körper 36 kann jeder Werkstoff Verwendung finden, der eine ausreichende Durchsohlagsfestigkeit aufweist, wasserabweisend ist und unter . der Einwirkung von Wärme keine Beeinträchtigungen erleidet. Es wurde gefunden, daß ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Acrylsäure mit einem Bestandteil von etwa 8 j° Acrylsäure und einer Sohmelzeahl von 5 (nach der ASTM-Methode D1238) für die Herstellung des Diohtkörpers sich besonders eignet.

Der zu dem Stopfen 33 verformte Körper 36 verschUeßt das Ende 31 der Hülse 24, so daß an diesem Ende die Masse 27 nicht entweichen kann. Wenn die Hülse jedoch zwischen den Backen 28 und 29 zusammengepreßt wird, so wird ein Teil der Masse 27 durch das Ende 32 herausgequeteoht und bildet hierbei feine Kanäle, durch die feuchtigkeit eindringen kann. Durch die ringförmige Einschnürung 37 kann diese Ausbildung feiner Kanäle jedoch vermieden werden, da die Masse 27 sich entlang gekrümmter Strömungelinien bewegen muß. Der lichte Quer-

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i - me y/3 . - ander Hülse an der Stelle der Einschnürung muß groß genug sein, um ein leichtes Einführen der Drähte 11 und 12 zu ermöglichen, es genügt jedoch, wenn er etwa dem lichten Querschnitt der Büchse 22 entspricht oder etwas kleiner als dieser Querschnitt ist.

Diese Einschnürung kann in einfacher Weise, wie dies die fig. 2 bis 4 zeigen, mittels eines formkörpers 38 geschehen, der senkrecht zu seiner Oberfläche einen Dorn 39 entsprechender Höhe trägt. Dieser Dorn 39 paßt in die von der Büchse 22 umschlossene Manschette 19 und trägt diese beiden, indem er gegen den Boden 23 der Büchse anliegt, derart, daß wischen der unteren Stirnfläche der Büchse 22 und der Oberfläche des formkörpers 33 ein Abstand 41 bleibt. Der Formkörper 33 weist denselben äußeren Umfang wie die Büchse 22 auf. Die noch zylindrische Hülse 26 wird über die Büchse 22 geschoben, so daß sie den formkörper 33 umschließt. Der Dichtkörper 36 wird in das obere Ende 31 der Hülse 26 eingesetzt, worauf die Anordnung als Ganzes in einem Ofen ungefähr zwei Hinuten auf eine temperatur von 15o° 0 gebracht wird, wodurch bewirkt wird, daß die Hülse 24, wie fig. 4 zeigt, die Büchse 22 und auch den Körper 33 eng umschließt und sich die Einschnürung 37 bildet.

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Un zwei kunstatoffisolierte Telefondrähte üblicher Stärke erfindungsgemäfi miteinander zu verbinden, verwendet man eine Außenhülse von einer Länge von ungefähr 2,5 bis 3 cm und eine Büchse 22 mit einer Länge von etwa 2 cm und Querschnittaabmeseungen von etwa 5 bzw. 3 mm· Der die Breite der Einschnürung 37 bestimmende Abstand 41 beträgt etwa 1,5 mm· Wie fig. 5 zeigt, wird eie isolierende Masse 27 mittels einer Spritze 4o in die Hülse 18 eingebracht, in die hierauf, wie Fig. 6 zeigt, die beiden Drähte 11 und 12 eingesteckt werden. Mittels zweier Klemmbacken 28 und 29 wird durch Zusammenquetschen der lneinanderliegenden Hülsen die eigentliche Kabelendenverbindung hergestellt»

Sie so hergestellten Kabelendenverbindungen, bei denen eine füllmasse verwendet wurde, die aus einer Mischung von Mineralöl, Polyäthylen, Petrolhara und Diootylsebaoat bestand, wurden den im folgenden beschriebenen Xestversuohen unterworfen und haben sich als einwandfrei wasserbeständig er« wiesen.

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1o Verbindungen wurden auf die Sauer von zwei Tag«!η bei

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1oo° C gealtert und auf die Bauer von zwei Stunden in Was» aer eingetaucht· Hit einem 6oo ToIt Ohmmeter wurde ein unendlich großer Isolationswideretand zwischen den Drähten und dem Wasser festgestellt.

Versuch 2

Io Verbindungen wurden auf die Bauer von sieben Sagen bei 8o° C gealtert und auf die Bauer von ewei Stunden in Wasser eingetaucht. Auch hier wurde mit einem 6oo ToIt Ohmmeter ein unendlich großer leolationewiderstand festgestellt.

Versuch 3

1o Verbindungen wurden auf die Bauer von dreißig 3'agen bei 7o° C gealtert und auf die Bauer von zwei Stunden in Wasser getaucht. Auch bei diesem Versuch ergab sich ein mit einem 6oo Volt Ohmmeter gemessener unendlich großer Isolationswiderstand.

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Claims

A 1o 834 3ο März 1969 - me Jt ~ 46 - Patentansprüche

1. Kabelendenverbindung mit einer verformbaren Büchse und einer auf diese aufgeschrumpften, beidseitig ü"ber diese überstehenden Kunststoffhülse, deren eines Ende verschlossen ist und durch deren anderes Ende die Kabel hindurchgestsckt sind, dadurch gekenn«-, zeichnet, daß die Hülse (24) in der Nähe ihres ' offenen Endes (32) eine ringförmige Einschnürung (37) aufweist.

2. Kabelendenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Verschluß der Hülse (24) durch einen kleinen, in die noch unverformte Hülse eingebrachten, dem verformten geschlossenen Hülsenende sich anpassenden plastischen Sichtkörper (36) 33) gebildet wird.

3. Kabelendenverbindung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet , daß der Dichtkörper (36,33) aus einem Mischpolymerisat aus Äthylen und Acrylsäure u:id die Hülse (2A) aus Polyäthylen oder PVC besteht„

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4. Torrichtung zur Herstellung einer Kabelendenverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3*mit einer Grundplatte, einem auf dieser angeordneten Formkörper (3B) mit einem dem Querschnitt der verformbaren Büchse (22) entsprechenden Querschnitt und einem senkrecht auf diesem stehenden» in die Büchse (22) bzw» in eine von der Büchse umschlossene Manschette (19) eingreifenden Dorn (39), dadurch gekennzeichne t , daß der Dorn eine solche Länge aufweist, daß er die einseitig geschlossene Büchse (22) in einem solchen senkrechten Abstand von dem Formkörper (38) hält, dad zwischen der Stirnfläche der Büchse (22) und der Oberfläche des Formkörpers (38) ein Zwischenraum (41) bleibt, der die ringförmige Einschnürung (37) der über den Formkörper (38) gestülpten Kunststoffhülse (24) ermöglicht.

5. Verfahren zur Herstellung einer Kabelendenverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülse (24) über die von einem Dorn (39) im Abstand von der Oberfläche eines Formkörpers (38) gehaltene Büchse (22) sowie über den Formkörper (38) geschoben, auf diese aufgeschrumpft und zwischen der Büchse (22) und dem Formkörper (38) einge-

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6a Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekeuu^ zeichnet, daß die Kunststoffhülse (24) unter Wärmeeinwirkung auf die Büchse (22) aufgeachrumpffc wird.

7, Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die an ihrem deia Formkörper (3B) entgegengesetzten Ende (3t) über die MoIise (22) überstehende Hülse (24) ein kleiner, plastischer» vorzugsweise warmverformbarer Dichtkörper (36) eingelegt und dieser beim Zusammenschrumpfen des Hülsenendes zu einem die Hülse (24) dicht verschließenden Stopfen (33) verformt wird.

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