DE212017000099U1 - Eine Bimetall-Endhülse - Google Patents
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Abstract
Bimetall-Endhülse zum Verbinden eines Stromkabels mit einem Anschluss eines elektrischen Geräts,wobei die Bimetall-Endhülse eine innere Schicht (21) und eine äußere Schicht (22) umfasst,wobei die äußere Schicht (22) aus einem ersten Metall besteht, das keiner galvanischen Korrosion unterliegt, wenn es in Kontakt mit dem Anschluss des elektrischen Geräts steht,während die innere Schicht (21) aus einem zweiten Metall besteht, das keiner galvanischen Korrosion unterliegt, wenn es in Kontakt mit einem Leiter des Stromkabels steht,dadurch gekennzeichnet,- dass die Bimetall-Endhülse aus einem Bimetall-Rohr, einem Bimetall-Streifen oder einem Bimetall-Blech besteht,- dass das Bimetall zu einer Form geformt ist, in der die innere Schicht (21) und die äußere Schicht (22) miteinander verbunden sind,- wobei beide Schichten (21, 22) eine Röhrenform mit einer kontinuierlichen Oberfläche aufweisen,- und wobei jede Schicht (21, 22) eine Dicke (g1, g2) von mindestens 30% einer Gesamtdicke (G) der zwei Schichten (21, 22) entspricht;- und dass die Bimetall-Endhülse an einem Ende eine trichterförmige Erweiterung (12) umfasst.
Description
- TECHNISCHER BEREICH
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bimetall-Endhülse zum Verbinden eines Stromkabels mit einem Anschluss eines elektrischen Geräts.
- HINTERGRUND
- Endhülsen werden zum Anschließen von Leitern von Stromkabeln verwendet, insbesondere von Kabeln, bei denen Leiter die Form von Litzen haben, die aus verdrillten dünnen Drähten bestehen. Nach dem Anbringen der Endhülse an dem Leiter wird die Endhülse durch ein spezielles Werkzeug gequetscht, um den Litzendraht innerhalb der Endhülse zusammenzudrücken. Dies führt die Endhülse mit dem Draht zusammen und erleichtert die elektrische Verbindung des Drahtes mit einem Anschluss eines elektrischen Geräts, mit dem der Draht verbunden werden soll. Die Verwendung von Endhülsen schützt die Drähte auch vor Beschädigung, wenn sie an den Anschluss des Geräts angeschlossen werden.
- Gewöhnlich verwendete Endhülsen haben typischerweise die Form einer dünnwandigen Metallröhre, die üblicherweise an einem Ende eine trichterförmige Erweiterung aufweist.
- Es sind auch isolierte Endhülsen bekannt, die eine zusätzliche Kunststoffhülse (nicht leitend) umfassen, die an einem Metallteil der Endhülse angebracht ist. Diese zusätzliche Kunststoffhülse wird verwendet, um den Schutz des Drahtes zu verbessern und die Sicherheit des Bedieners, der den Draht installiert, zu erhöhen.
- Gewöhnlich verwendete Endhülsen bestehen üblicherweise aus Kupfer und sind am besten geeignet für Kabel mit Leitern, die ebenfalls aus Kupfer bestehen.
- Ein Nachteil der bekannten Endhülsen ist, dass, wenn eine Endhülse aus Kupfer auf einem Leiter aus einem anderen Material, zum Beispiel Aluminium, befestigt ist, galvanische Korrosion, auch Kontaktkorrosion genannt, in den Kontaktpunkten zwischen diesen beiden Metallen auftritt, wenn sie einem Elektrolyt (wie einer Umgebung, die Dampf enthält) ausgesetzt sind, was zu einer Beschädigung des Leiters oder der Endhülse führt.
- Die galvanische Korrosion wird durch den direkten Kontakt zweier Metalle oder Legierungen mit unterschiedlichen Potentialen verursacht, die somit eine galvanische Zelle bilden. Die Effizienz der galvanischen Zelle nimmt mit der Zunahme einer Potentialdifferenz der einander kontaktierenden Metalle in der korrosiven Umgebung zu. Eine Verbindung von Metall mit einem ersten elektrochemischen Potential mit einem anderen Metall mit einem anderen, zweiten elektrochemischen Potential in Gegenwart des Elektrolyten (beispielsweise Wasser mit gelösten Ionen) führt dazu, dass das Metall mit dem niedrigeren Potential einer intensiven Auflösung unterliegt. Die metallischen Bereiche, die schneller korrodieren, werden auch als Anode der galvanischen Zelle bezeichnet.
- Eine ähnliche Situation tritt auf, wenn ein Kupferdraht mit einer Endhülse, die an seinem Ende gecrimpt ist, mit einem Geräteanschluss verbunden ist, der aus einem anderen Material hergestellt ist, zum Beispiel Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Typischerweise wird dies zu einer fortschreitenden Beschädigung der Endhülse oder des Geräteanschlusses führen.
- Solche Phänomene können insbesondere auftreten, wenn Bauelemente aus Metallen mit unterschiedlichem elektrochemischem Potential einer dampfhaltigen Umgebung ausgesetzt werden.
- Typische Endhülsen sind beispielsweise in einer Norm „DIN 46228 Teil 1“ definiert. Endhülsen mit zusätzlicher Isolierung sind beispielsweise in der Norm „DIN 46228 Teil 4“ definiert.
- Es sind auch Bimetall-Endhülsen bekannt.
- Beispielsweise ist ein Endhülsen-Modell CUPAH GL der DEHN + SÖHNE GmbH + Co. KG (Deutschland) bekannt, das die Form eines Rohres aus einem gefalteten Bimetall aufweist, das aus zwei verbundenen Schichten besteht: einer äußeren Kupferschicht und einer inneren Aluminiumschicht. Das Rohr hat freie Längskanten und kann daher nicht effektiv auf einen Leiter des Kabels gecrimpt werden.
- Es ist auch ein Endhülsenmodell CH von Dietzel Univolt Deutschland GmbH (Deutschland) bekannt. Die Endhülse ähnelt CUPAH GL von DEHN + SOHNE wie oben beschrieben, aber ihre äußere Schicht besteht aus Aluminium und die innere Schicht besteht aus Kupfer. Daher hat es die gleichen Nachteile. Es ist geeignet, den Leiter von dem Geräteanschluss zu trennen, aber es ist nicht zum effektiven Crimpen auf dem Leiter des Kabels geeignet.
- Ein US-Patent
US 4210381 offenbart Kontaktelemente eines elektrischen Verbinders, bei denen ein rohrförmiges Element aus einem Aluminiummaterial in einem umgebenden Element aus einem Kupfermaterial eingefangen ist. Das röhrenförmige Element hat eine Bohrung zur Aufnahme eines Kabelleiters, an den das Kontaktelement gecrimpt wird, und das umgebende Element enthält einen weiteren Verbinderabschnitt zur Verbindung mit einem weiteren leitenden Element, wobei das röhrenförmige Element in enger elektrischer Verbindung mit dem umgebenden Element steht und in solch enger Verbindung über einen Bereich der Betriebstemperaturen verbleibt. Das Kupferelement steht in einem weiten Temperaturbereich in exaktem Kontakt mit dem Aluminiumelement, jedoch sind die Elemente nicht miteinander sondern nur durch Verformung verbunden. Daher löst die Verbindung das Problem des Erreichens geeigneter Eigenschaften bei unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen der verwendeten Materialien, ist jedoch nicht vollständig hermetisch, weshalb der Verbinder zu elektrochemischer Korrosion neigt. - Ein US-Patent
US 4908943 offenbart ein Verfahren zum Bilden von Anschlüssen aus Blei oder Bleilegierung auf Kabeln, die eine isolierende Ummantelung und einen Aluminiumkern umfassen. Eine geeignete Länge des Kerns ist freigelegt und ein Metallteil ist an dem freigelegten Kern befestigt. Der Anschluss wird dann über dieses Metallteil geworfen. Das Metallteil ist extern kompatibel mit der Zuleitung oder der Bleilegierung, die das Anschlussstück bildet, und ist im Inneren mit dem Aluminiumkern kompatibel. Keine Substanz mit hohem spezifischem Widerstand wird zwischen irgendwelchen Komponentenschichten der resultierenden Anordnung gebildet. Der Herstellungsprozess eines solchen Anschlusses ist ziemlich kompliziert. Darüber hinaus ist die äußere Schicht, die durch Gießen gebildet wird, wesentlich dünner als die innere Schicht, daher ist sie anfällig für mechanische Beschädigung und kann leicht die innere Schicht freilegen. - Folglich besteht ein Bedarf, eine alternative Struktur einer Bimetall-Endhülse bereitzustellen, um zumindest einen Teil der oben erwähnten Probleme zu lösen, insbesondere um ihre Beständigkeit gegen galvanische Korrosion zu erhöhen.
- ÜBERBLICK
- Es wird eine Bimetall-Endhülse zum Verbinden eines Stromkabels mit einem Anschluss eines elektrischen Geräts offenbart,
wobei die Bimetall-Endhülse eine innere Schicht und eine äußere Schicht umfasst,
wobei die äußere Schicht aus einem ersten Metall besteht, das keiner galvanischen Korrosion unterliegt, wenn es in Kontakt mit dem Anschluss des elektrischen Geräts steht,
während die innere Schicht aus einem zweiten Metall besteht, das keiner galvanischen Korrosion unterliegt, wenn es in Kontakt mit einem Leiter des Stromkabels steht,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bimetall-Endhülse aus einem Bimetall-Rohr, einem Bimetall-Streifen oder einem Bimetall-Blech besteht, welches (Bimetall) zu einer Form geformt ist, in der die innere Schicht und die äußere Schicht miteinander verbunden sind, wobei beide Schichten eine Röhrenform mit einer kontinuierlichen Oberfläche aufweisen, und wobei jede Schicht eine Dicke aufweist, die mindestens 30% einer Gesamtdicke (G) der zwei Schichten entspricht. - An einem Ende kann die Hülse eine trichterförmige Erweiterung umfassen.
- Neben der trichterförmigen Erweiterung kann die Hülse einen länglichen vorderen Abschnitt aufweisen.
- Der längliche Vorderabschnitt kann mit einer trichterförmigen Erweiterung abschließen.
- An einem hinteren Ende kann die Hülse eine Bimetall-Kappe umfassen.
- Die Hülse kann eine Isolierhülse aus Kunststoff umfassen, die zumindest einen vorderen Abschnitt der Endhülse von außen umgibt.
- In einer Ausführungsform ist die innere Schicht dicker als die äußere Schicht.
- In einer anderen Ausführungsform ist die äußere Schicht dicker als die innere Schicht.
- In noch einer anderen Ausführungsform haben beide Schichten die gleiche Dicke.
- Figurenliste
- Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mittels einer Zeichnung gezeigt, in der:
-
1 eine erste Ausführungsform einer Endhülse zeigt; -
2 eine zweite Ausführungsform einer Endhülse zeigt; -
3 eine dritte Ausführungsform der Endhülse zeigt; -
4 eine vierte Ausführungsform der Endhülse zeigt; -
5 eine fünfte Ausführungsform der Endhülse zeigt; -
6 eine sechste Ausführungsform der Endhülse zeigt; -
7 eine siebte Ausführungsform der Endhülse zeigt; und -
8 eine acht Ausführungsform der Endhülse zeigt. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Eine Bimetall-Endhülse in einer ersten, einfachen Ausführungsform ist in einem Längsquerschnitt in
1 gezeigt. Die Endhülse weist einen zylindrischen Abschnitt11 auf. Der zylindrische Abschnitt11 kann mit einer trichterförmigen Erweiterung12 an dem vorderen Ende der Hülse abschließen (d.h. an der Seite, an der der Draht in die Endhülse eingeführt wird), um das Einführen des Leiters des Kabels in die Endhülse zu erleichtern. Die Bimetall-Endhülse hat eine Röhrenform mit einer kontinuierlichen Oberfläche, die zwei verbundene Schichten21 ,22 umfasst, die vorzugsweise auf der gesamten Oberfläche verbunden sind. Der Begriff Verbindung, wie er hier verwendet wird, soll Kaltverklebung oder Heißverklebung der Metalloberflächen abdecken. Die exakte Verbindung der Schichten21 ,22 ist wichtig, um eine effektive Stromleitung und Korrosionsschutz zu gewährleisten. Die geeignete Verbindung der Schichten21 ,22 kann beispielsweise durch Plattieren oder elektrisches Widerstandsschweißen erreicht werden. Die äußere Schicht22 besteht aus einem ersten Metall, das keiner galvanischen Korrosion unterliegt, wenn es in Kontakt mit einem Anschluss eines elektrischen Geräts steht, wobei die innere Schicht21 aus einem zweiten Metall besteht, das keiner galvanischen Korrosion unterliegt (in anderen Worten, diese nicht verursacht), wenn es in Kontakt mit einem Leiter des Stromkabels steht. - Für ein Kabel mit einem Aluminiumleiter beispielsweise, der mit einem Gerät verbunden werden soll, das einen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Anschluss aufweist, ist es bevorzugt, dass das erste Metall der äußeren Schicht
22 (das in Kontakt mit dem Anschluss des Geräts steht) Kupfer oder eine Kupferlegierung ist, während das zweite Metall der inneren Schicht21 (welches in Kontakt mit dem Leiter des Kabels steht) Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist. Ein derartiger Aufbau der Endhülse ermöglicht es, die galvanische Korrosion an der Kontaktstelle der Endhülse und des Drahtes sowie an der Kontaktstelle der Endhülse und des elektrischen Gerätes zu vermeiden. - Der Begriff Bimetall, wie er hier verwendet wird, soll ein Laminat aus zwei unterschiedlichen Metallen mit verschiedenen physikalischen oder chemischen Eigenschaften umfassen, die miteinander verbunden sind.
- Die Bimetall-Endhülse gemäß der Erfindung kann beispielsweise aus einem Element hergestellt sein, das aus einem Bimetall-Blech oder einem Bimetall-Streifen geschnitten und durch Ziehen zu einer Röhre geformt ist. Die Bimetall-Endhülse gemäß der Erfindung kann auch beispielsweise aus einem Bimetall-Nahtlosrohr (vorzugsweise in einem Ziehverfahren) hergestellt werden, indem es auf eine gewünschte Länge geschnitten wird. Die Bimetall-Endhülse, die in einem Ziehprozess hergestellt wird, hat neben anderen Vorteilen eine ausgezeichnete Isolation zwischen den Oberflächen der zwei Metalle, eine einheitliche Struktur und ist effizient in der Herstellung.
- Jede Schicht
21 ,22 hat eine Dickeg1 ,g2 , wobeig2 mindestens 30% der Gesamtdicke beider Schichten21 ,22 ausmacht. Dadurch bieten beide Schichten21 ,22 eine hohe mechanische Festigkeit und es ist schwierig, eine Schicht in einem solchen Ausmaß zu beschädigen, dass die Gefahr besteht, dass die zweite Schicht freigelegt wird. In einer Ausführungsform ist die innere Schicht21 dicker als die äußere Schicht22 . In einer anderen Ausführungsform ist die äußere Schicht22 dicker als die innere Schicht21 . In noch einer anderen Ausführungsform haben beide Schichten21 ,22 die gleiche Dicke. -
2 zeigt die Endhülse in einer zweiten Ausführungsform. Im Vergleich zu der in1 dargestellten ersten Ausführungsform umfasst die zweite Ausführungsform eine Bimetall-Kappe31 am hinteren Ende der Endhülse (d.h. an der gegenüberliegenden Seite zu der Seite, an der der Draht in die Hülse eingeführt wird), welche die Hülse am hinteren Ende verschließt. Die Bimetall-Kappe31 verbessert den Schutz gegen Korrosion, indem sie das Innere der Endhülse gegen den Zugang der Luft oder Feuchtigkeit aus der Luft schützt. Die Bimetall-Kappe31 verhindert auch einen Kontakt des Drahtendes mit dem Anschluss, was die galvanische Korrosion verursachen könnte. -
3 zeigt die Endhülse in einer dritten Ausführungsform. Im Vergleich zu der in1 dargestellten ersten Ausführungsform weist die Endhülse in der dritten Ausführungsform ferner einen länglichen vorderen Abschnitt13 in Form des Rohrs auf, der mit der trichterförmigen Erweiterung12 glatt verbunden ist und welcher die Isolierung des in die Endhülse eingeführten Drahtes schützt. Darüber hinaus kann der Vorderabschnitt13 mit einer trichterförmigen Erweiterung14 abschließen, die das Einführen der Isolierung des Drahtes in das Innere des Abschnitts13 erleichtert. -
4 zeigt die Endhülse in einer vierten Ausführungsform, wobei die Endhülse im Vergleich zu der in1 dargestellten ersten Ausführungsform die Bimetall-Kappe31 (ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform) und den länglichen Vorderabschnitt13 (ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform) umfasst. -
5 zeigt die Endhülse in einer fünften Ausführungsform, wobei im Vergleich zu der in1 dargestellten ersten Ausführungsform die Endhülse eine Isolierhülse41 in Form der Kunststoffhülse umfasst, die den vorderen Abschnitt der Bimetall-Hülse umgibt, und insbesondere auf der trichterförmigen Erweiterung12 positioniert ist, die sich über die Bimetall-Endhülse an der Stirnseite der Endhülse erstreckt. Die Isolierhülse41 bietet zusätzlichen Schutz der Drahtisolation und erhöht die Sicherheit eines Bedienpersonals. -
6 zeigt die Endhülse in einer sechsten Ausführungsform, wobei die Endhülse im Vergleich zu der in1 dargestellten ersten Ausführungsform die Bimetall-Kappe31 (ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform) und die Isolierhülse41 (ähnlich wie bei der fünften Ausführungsform) umfasst. -
7 zeigt die Endhülse in einer sechsten Ausführungsform, wobei die Endhülse im Vergleich zu der in1 dargestellten ersten Ausführungsform den länglichen Vorderabschnitt13 (ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform) und die Isolationshülse41 (ähnlich wie bei der fünften Ausführungsform) umfasst. -
8 stellt die Endhülse in einer achten Ausführungsform dar, wobei die Endhülse im Vergleich zu der in1 dargestellten ersten Ausführungsform die Bimetall-Kappe31 (ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform), den länglichen Vorderabschnitt13 (ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform) und die Isolierhülse41 (ähnlich wie bei der fünften Ausführungsform) umfasst. - Alle vorgestellten Ausführungsformen umfassen Elemente, die mit der ersten Ausführungsform übereinstimmen. Die Ausführungsformen von der zweiten bis zur achten Ausführungsform sind als Varianten der ersten Ausführungsform anzusehen, die zusätzliche Elemente in Bezug auf die erste Ausführungsform umfassen. Es sind auch andere Ausführungsformen der Endhülse gemäß der Erfindung möglich, die eine Kombination von zwei oder mehr zusätzlichen Elementen umfassen, die in den vorgestellten Ausführungsformen von der zweiten bis zur achten angegeben sind, wodurch die Vorteile nebeneinandergestellt werden, die sich aus den Merkmalen der einzelnen Elemente ergeben.
- Bezugszeichenliste
-
- 11
- zylindrischer Abschnitt
- 12
- trichterförmige Erweiterung
- 13
- Vorderabschnitt
- 14
- trichterförmige Erweiterung
- 21
- innere Schicht
- 22
- äußere Schicht
- 31
- Bimetall-Kappe
- 41
- Isolierhülse
- g1
- Dicke der Schicht 21
- g1
- Dicke der Schicht 22
- G
- Gesamtdicke der beiden Schichten 21, 22
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- US 4210381 [0014]
- US 4908943 [0015]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN 46228 [0010]
- DIN 46228 Teil 4 [0010]
Claims (8)
- Bimetall-Endhülse zum Verbinden eines Stromkabels mit einem Anschluss eines elektrischen Geräts, wobei die Bimetall-Endhülse eine innere Schicht (21) und eine äußere Schicht (22) umfasst, wobei die äußere Schicht (22) aus einem ersten Metall besteht, das keiner galvanischen Korrosion unterliegt, wenn es in Kontakt mit dem Anschluss des elektrischen Geräts steht, während die innere Schicht (21) aus einem zweiten Metall besteht, das keiner galvanischen Korrosion unterliegt, wenn es in Kontakt mit einem Leiter des Stromkabels steht, dadurch gekennzeichnet, - dass die Bimetall-Endhülse aus einem Bimetall-Rohr, einem Bimetall-Streifen oder einem Bimetall-Blech besteht, - dass das Bimetall zu einer Form geformt ist, in der die innere Schicht (21) und die äußere Schicht (22) miteinander verbunden sind, - wobei beide Schichten (21, 22) eine Röhrenform mit einer kontinuierlichen Oberfläche aufweisen, - und wobei jede Schicht (21, 22) eine Dicke (g1, g2) von mindestens 30% einer Gesamtdicke (G) der zwei Schichten (21, 22) entspricht; - und dass die Bimetall-Endhülse an einem Ende eine trichterförmige Erweiterung (12) umfasst.
- Bimetall-Endhülse nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie neben der trichterförmigen Erweiterung (12) einen länglichen vorderen Abschnitt (13) aufweist. - Bimetall-Endhülse nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Vorderabschnitt (13) mit einer trichterförmigen Erweiterung (14) abgeschlossen ist. - Bimetall-Endhülse nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem hinteren Ende eine Bimetall-Kappe (31) umfasst. - Bimetall-Endhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Isolierhülse (41) aus Kunststoff umfasst, die zumindest einen vorderen Abschnitt der Endhülse von außen umgibt.
- Bimetall-Endhülse nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (21) dicker als die äußere Schicht (22) ist. - Bimetall-Endhülse nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (22) dicker als die innere Schicht (21) ist. - Bimetall-Endhülse nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass beide Schichten (21, 22) eine gleiche Dicke aufweisen.
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