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Verfahren zur Herstellung von elektrischen Mehrleiterkabeln mit Leitern unrunden
Querschnitts.
Um bei Mehrleiterkabeln eine möglichst gute Ausnutzung des Raumes im Innern des Bleimantels zu erreichen, gibt man den einzelnen Leitern des Kabels eine Sektorform. Die Konstruktion dieser Sektorleiter ist meistens so, dass um einen aus parallel einlaufenden Kupferdrähten oder Litzen gebildeten Kern eine oder mehrere Lagen Kupferdrähte verseilt werden, wie aus einigen Ausführungsbeispielen hervorgeht (s. Fig. 1, 2 und 3). Die in der äusseren Umfangslage dieser Querschnitte gezeichneten Drähte stellen die Decklage dar, während die inneren nicht miteinander verseilten Drähte den Kern bilden. Ein Stück eines nach diesem Verfahren hergestellten Sektorleiters von der in Fig. 1 gezeigten Querschnittsform ist aus Fig. 4 ersichtlich.
Der so hergestellte Leiter wird entweder sofort nach dem Aufbringen der Decklage oder nachträglich in einem besonderen Arbeitsgang in der bei elektrischen Kabeln üblichen Weise isoliert.
Ist die Verseilmaschine nun mit verhältnismässig kleiner Abzugsscheibe ausgerüstet, so treten beim Auf-und Abwickeln des Seiles Schwierigkeiten auf, u. zw. werden beim Aufwickeln alle den Kern bildenden Drähte oder Litzen, die nicht auf der neutralen Achse (neutrale Faser) A-B des Seilquerschnittes (s. Fig. 1 und 2), sondern um einen bestimmten Wert von ihr entfernt liegen, länger bzw. kürzer als die neutrale Achse der herzustellenden Leiter werden. Die Grösse der Längenverschiedenheit hängt von der Entfernung der parallel einlaufenden Drähte oder Litzen des Kernes von der neutralen Achse A-B ab.
Diese Verhältnisse mögen an Hand der Fig. 5 näher erläutert werden, die eine auf der Abzugsscheibe befindliche Aderwindung mit einem in Fig. 2 dargestellten Litzenquerschnitt zeigt. Es bezeichnet y allgemein die Entfernung des Mittelpunktes eines beliebigen Draht-oder Leiterquerschnittes, der dem aus parallel einlaufenden Drähten oder Litzen bestehenden Kern angehört, von der neutralen Achse A-B des Leiters. Sind nun die Mittelpunkte der Draht-oder Litzenquerschnitte um das Mass y mehr oder weniger als die neutrale Achse von der Oberfläche der Abzugscheibe entfernt, so sind alle in der Entfernung y ausserhalb der Achse A-B liegenden, parallel einlaufenden Litzen und Drähte des Leiters um den Wert 2 länger bzw. kürzer als die neutrale Achse der fertigen Ader.
Diese Längenverschiedenheit kann bei stärkeren Querschnitten bedeutende Grössen annehmen.
Die in Fig. 5 mit 1 und 2 bezeichneten Drähte oder Litzen seien von der neutralen Achse beispielsweise um den Wertt/i = =-3 mm entfernt. Beträgt der Abstand der neutralen Achse vom Umfang der Abzugsscheibe x = 9 mm und hat der Abzugsscheibendurchmesser den Wert D = 1500 mm., so erreicht die Verkürzung bzw. Verlängerung der Drähte 1 und 2 den Wert 8-8 mm bei einer Länge der neutralen Faser von 4766 mm. So lange sich der Leiter noch auf der Abzugscheibe befindet, sind keinerlei Nachteile zu bemerken.
In dem Augenblick jedoch, in dem die Ader von der Abzugscheibe abläuft und gerade gestreckt wird, werden die Drähte 1 in Fig. 5 um das Mass 18-8 mm gereckt, wodurch eine Querschnittsveränderung erfolgt ; die Drähte 2 dagegen drücken häufig ihre überschüssige Länge durch die äussere Seillage hindurch, wodurch der Leiter unbrauchbar wird.
Es kommt noch hinzu, dass solche nachträglich mit Isolation versehene Leiter auf den Verseilmaschinen wegen des unrunden Querschnittes der Adern nur ohne Anwendung der Rückdrehung zu
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einem Kabel verseilt werden können. Bei der Verseilung ohne Rückdrehung werden aber die einzelnen Adern bei jeder Umdrehung der Verseilmaschine um ungefähr 360 in sich selbst verdreht, wodurch der Kupferleiter und ausserdem besonders die Isolation der einzelnen Adern, die lagenweise in Schraubenform aufgebracht ist, mechanisch beansprucht wird. Dabei verschieben und falten sich die einzelnen Lagen der Isolation, was sich sehr nachteilig auf die Güte der Isolation auswirkt.
Man sucht diese Schwierigkeiten häufig dadurch zu umgehen, dass den Kabeln beim Verseilen der Adern eine grössere Schlaglänge als wünschenswert erteilt wird, wodurch jedoch bei stärkeren Querschnitten das Kabel steif und unbiegsam wird. Auch ist es bei Anwendung starker Querschnitte meistens sehr schwer, den theoretisch berechneten Durchmesser der Kabel einzuhalten, weil die Adern durch die Verdrehung um 360 in sich selbst so steif und störrig geworden sind, dass sie häufig erst mit grosser Gewalt im Verseilkaliber ihre richtige Lage erhalten, wobei es vorkommen kann, dass die Isolation beschädigt wird. Man wird dadurch häufig gezwungen, ein etwas grösseres als das berechnete Kaliber zu wählen, um die Isolation der Adern nicht zu verderben.
Die Behebung dieses Mangels ist Gegenstand vorliegender Erfindung. Die Herstellung der Kupferleiter geschieht nun in der Weise, dass entweder alle den Sektorleiterquerschnitt bildenden Drähte oder Litzen entsprechend dem Drall des fertigen Kabels verseilt werden oder der so hergestellte Leiter einen Kern bildet, um den gleichzeitig noch eine oder mehrere Decklage von Kupferdrähten durch Verseilung in beliebigem Schlage aufgebracht werden. Die einzelnen Leiter erhalten also von vornherein eine Schraubenlinienform, deren Ganghöhe dem Drall des fertigen Kabels entspricht. Die Fig. 6 und 7 zeigen beispielsweise die Draufsicht auf solche verdrillte und verseilte Leiter. Die Ansichten einer solchen schraubenförmigen Ader sind beispielsweise in den Fig. 8 und 9 dargestellt.
In der Fig. 8 ist die äussere Lage des Leiters teilweise im Schnitt gezeichnet. Die Höhe des Schraubenganges d in Fig. 9 entspricht der Drallänge, in welcher die Ader später zum Kabel verseilt werden soll.
Da der Kern und infolgedessen auch die fertige Ader unrunden Querschnitt hat, sind die Kaliber, in denen die Verdrillung des Kernes und die Verseilung der äusseren Lagen erfolgt, zwangläufig drehbar angeordnet. Durch die Rotation des Verseilkorbes, der die Haspel mit den Kerndrähten trägt, sowie durch die Rotation der dem unrunden Leiterquerschnitt entsprechend geformten Kaliber wird den Adern eine Schraubenform erteilt, ohne dass irgendwelche Materialspannungen in der Ader auftreten. Dies ist von grosser Wichtigkeit, da die fertigen Kabel hiedurch biegsamer werden.
Die Kaliber, in denen die Verdrillung des Kernes sowie die Verseilung der äusseren Lagen erfolgt, werden mit der gleichen Drehzahl und im gleichen Richtungssinn angetrieben wie der Verseilkorb, der die Haspel mit den zur Bildung des Kernes benötigten Drähten oder Litzen trägt. Die Höhe des Schraubenganges, der der Ader erteilt werden soll, hängt von der Drehzahl dieses Korbes und der Kaliber, sowie von der Abzugsgeschwindigkeit der Ader ab und entspricht dem Mass d in Fig. 9.
Die fertigen, nach dem vorbesehriebenen Verfahren, in Schraubenform vorgedrehten Adern werden entweder sofort nach der Verseilung der Decklage oder in einem besonderen Arbeitsgang in bekannter Weise isoliert und in einer der bekannten, mit Rückdrehung versehenen Verseilmaschinen miteinander verseilt. Kleine Differenzen zwischen der Schlaglänge der dem Leiter erteilten Schraubenform und derjenigen, die die Verseilmasehine zulässt, können durch Regulierung der Rückdrehung dieser Maschine behoben werden. Zu diesem Zweck sind Wechselräder in dem Antrieb der Planetenräder angeordnet, so dass die Rückdrehung der Verseiltrommeln um ein bestimmtes einstellbares Mass ohne Stillsetzen der Maschine reguliert werden kann.
Das den Gegenstand vorliegender Anmeldung bildende Verfahren vermeidet alle erwähnten Schwierigkeiten bei der Herstellung von Kabeln mit unrunden Leiterquerschnitten restlos. Infolge der schraubenförmigen Verdrillung der Kerndrähte und der Anwendung der Rückdrehung wird jetzt jede mechanische Beanspruchung des Kupferleiters und der Isolation ausgeschaltet. Die isolierten Adern lassen sich leicht und ohne Gewalt im Kaliber verseilen. Die Schlaglänge des Kabels kann bei diesem Verfahren auch bei stärkeren Querschnitten kurzer gehalten werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Mehrleiterkabeln mit Leitern unrunden Querschnitts, dadurch gekennzeichnet, dass entweder alle den Leiterquerschnitt bildenden Drähte oder Litzen entsprechend dem Drall des fertigen Kabels verseilt werden oder der so hergestellte Leiter als Kern verwendet wird, um den gleichzeitig noch eine oder mehrere Decklage von Kupferdrähten zum gewünsch- ten Leiterquerschnitt verseilt werden, so dass der ganze unrunde Einzelleiter eine Schraubenlinienform erhält, deren Ganghöhe dem Drall des fertigen Kabels entspricht.