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Verfahren zur Herstellung von Widerständen, Leitern oder Kabeln.
Bekanntlich verwendet man heutzutage häufig elektrische Widerstände, Leiter oder Kabel, deren Isolierung aus einem mineralischen Pulver gebildet wird, das durch eine äussere Hülle oder Mantel festgehalten wird.
Diese Kabel, welche den grossen Vorzug aufweisen, unverbrennbar zu sein, werden im allgemeinen auf zwei verschiedene Weisen hergestellt. Die einfachste Art beruht darauf, dass in eine rohrförmige metallische Hülle der oder die Metallzylinder eingeführt werden, welche die Leiter bilden sollen, und dass der Zwischenraum mit dem zu verwendenden Mineralpulver ausgefüllt wird, dass dann das auf diese Weise gebildete Aggregat einer Dehnung unterzogen wird, z. B. durch Walzen oder Ziehen. Ein anderes Verfahren, das bessere Ergebnisse liefert, beruht darauf, dass das mineralische Pulver an Ort und Stelle selbst gebildet wird ; es werden z.
B. die Leiter mit Drähten oder Steifen (Bändern) aus Magnesium umwickelt und in die äussere Hülle hineingelegt ; dann wird ein Wasserdampfstrom in diese Scheide geleitet, wobei sich das Magnesium an Ort und Stelle in Magnesiumoxyd umwandelt, welches aufquillt und den leeren Zwischenraum in der Umhüllung vollständig ausfüllt.
Das erste dieser genannten Verfahren weist aber den schweren Nachteil auf, dass es schwierig ist, die Leiter in bezug auf die Hülle während der verschiedenen Arbeitsgänge in ihrer gleichen Lage zu halten, so dass man Gefahr läuft, schlecht zentrierte Kabel zu erhalten.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, mit welchem dieser Nachteil vermieden wird. Es besteht darin, dass als mineralischer Isolierstoff ein isolierendes Pulver verwendet wird, das vorher durch sehr starkes Zusammendrücken zu Rohrelementen geformt ist, die in ihren axialen Öffnungen den in der Mitte liegenden Leiter aufnehmen, und dass das Ganze alsdann auf an sich bekannte Weise gewalzt, gezogen, gestreckt usw. wird, wobei das Pulver wieder in seinen ursprünglichen Zustand versetzt wird.
Die nachstehende Beschreibung gibt an Hand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise verschiedene Ausführungsformen der Erfindung an.
Fig. 1 zeigt perspektivisch ein Element für ein Rohkabel mit drei Leitern. Fig. 2 zeigt im Teilschnitt einen Abschnitt eines Rohkabels mit einem Leiter, das erfindungsgemäss ausgebildet ist. Die Fig. 3 und 4 zeigen im Schnitt Elemente, die sieh ineinanderfügen. Fig. 5 zeigt einen Teil eines Elementes, das auf einen kurzen Rohling oder ein Kabel von grosser Länge aufgelegt werden kann. Fig. 6 zeigt, in welcher Weise bei der direkten und fortlaufenden Herstellung eines Kabels die einzelnen Teile der Elemente der Fig. 5 verwendet werden. Fig. 7 zeigt perspektivisch ein durch einen schraubenförmigen Schnitt geteiltes Element. Fig. 8 zeigt eine andere Form des Elementes.
Um ein Rohkabel von geringer Länge herzustellen, das später durch Walzen, Ziehen od. dgl. gestreckt werden soll, kann man zylindrische Blöcke aus einem Pulver verwenden, das unter der Presse komprimiert worden ist und Öffnungen enthält, durch welche man diese Elemente auf die zur Bildung der Leiter bestimmten Metallstangen aufziehen kann.
Fig. 1 zeigt einen derartigen Block, der für ein Kabel mit drei Leitern bestimmt ist : Fig. 2 zeigt die Gesamtanordnung eines Rohlings (ébauche), der zur Herstellung eines isolierten Leiters unter einer äusseren Umhüllung gemäss der Erfindung dient.
Auf eine Gleitstange/, z. B. aus Kupfer, sind zylindrische Elemente 2 aus komprimiertem Pulver aufgezogen, die denjenigen der Fig. 1 gleichen, mit der Ausnahme, dass sie anstatt drei Öffnungen nur
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eine einzige zentrale Öffnung besitzen. Das Ganze ist von einer Hülle.' ! umgeben, z. B. einem BIeirohr ; dann wird das auf diese Weise hergestellte Aggregat durch ein geeignetes Verfahren, wie Walzen, Ziehen u. dgl., gestreckt. Während der einzelnen Vorgänge halten die Elemente 2 den Leiter 1 in bezug auf die Umhüllung. 3 vollkommen zentriert.
Um den Zusammenhalt der Elemente aus gepresstem Pulver zu steigern, könnte man sie in geeignete Lösungen, z. B. Borsäurelösungen, eintauchen und nachher trocknen ; man könnte auch aussen oder innen oder auch gleichzeitig auf diesen beiden Seiten die durchlochten Blöcke mit sehr feinen Hüllen aus Metall oder Papier umgeben, wobei die Dicke dieser Hüllen völlig vernachlässigt werden kann ; natürlich werden dabei die Grundflächen der Elemente nicht mit bedeckt. Diese Hüllen können vor dem Pressen in die Formen eingelegt oder auch auf die geformten Elemente aufgebracht werden ; sie können auch aus einer Schicht eines passenden Anstriches, der sich beim Trocknen verfestigt, bestehen.
Um seitliche Verschiebungen der Elemente zu vermeiden, kann man ihnen eine solche Form geben, dass sie sieh ineinander fügen, wobei die Verbindungsfuge nicht in üblicher Weise mit allen ihren Punkten in der Achse des Kabels oder des Rohlings liegt ; so zeigt beispielsweise Fig. 3 verschiedene Elemente 4, 5 und 6, die sieh mittels kegelstumpfartiger Verbindungen 7 ineinanderfügen. Diese Elemente sind dabei mit inneren Hüllen und einer äusseren Umhüllung. 9 aus geeigneten Stoffen, z. B. aus Papier, bedeckt.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher die Verbindungsfuge Jss kugelig ausgebildet ist. Es können natürlich auch viele andere Formen vorgesehen werden : denn die oben dargestellten und beschriebenen Formen sind lediglich beispielshalber angegeben, ohne die Erfindung hierauf zu beschränken.
Bei Heizstäben ist es bekannt, die Isolation aus rohrförmigen Gliedern aufzubauen, die mit Fortsätzen und Vertiefungen ineinandergreifen bzw. an den Enden kegelstumpffönnig verlängert und ausgenommen sind. Diese Isolationsglieder bleiben in ihrer Form erhalten, während bei Durchführung des Herstellungsverfahrens nach der Erfindung die Gliederform der Elemente 4, 5, 6 usw. nur in einer Zwischenstufe vorhanden ist und im Laufe des weiteren Verfahrens beim Walzen, Ziehen oder Strecken der Elemente wieder verschwindet.
Das Verfahren, welches auf dem Aufziehen der durchlochten Elemente auf die Leitstangen beruht, lässt sich natürlich nur für Stangen von ziemlich kleiner Länge (einigen Metern j anwenden.
Man wird also auf diese Weise nur ziemlich kurze Rohkabel herstellen können, die dazu bestimmt sind. durch Strecken in Widerstände oder Kabelabschnitte umgewandelt zu werden. Dagegen wird man dieses Verfahren nicht in Betracht ziehen können, sobald es sich darum handelt, dass die Elemente aus gepresstem Pulver Leiter oder Stangen von grosser Länge umgeben sollen, wobei diese keine weitere Streekbehandlung oder nur sehr geringe Dehnungen erfahren sollen.
In diesem Falle werden die Elemente durch Längsschnitte in mehrere Teile getrennt. Z. B. wird man eines der in Fig. 3 oder 4 gezeigten Elemente durch eine oder mehrere Ebenen trennen können, die durch die Achse gehen oder im Gegenteil die Achse nicht treffen, um die Anschlussflächen, an welchen Elektrizitätsverluste auftreten können, zu verlängern. Fig. 5 zeigt perspektivisch eine Hälfte eines Elementes 13 wie dasjenige der Fig. 4.
Fig. 6 zeigt beispielshalber, wie ein Kabel mit einem Leiter und äusserer Umklöppelung fortlaufend aus Einzelteilen, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind, hergestellt werden können.
Der Leiter 1 wird mit einer stetigen Bewegung in der Pfeilriehtung transportiert. Nach Massgabe seines Vorrücken wird er mit Elementen aus gepresstem Pulver 11, 12 umgeben, die dem in Fig. Ï dargestellten Isolierelement entsprechen. Auf Fig. 6 ist ein Element 13 gezeigt, das gerade aufgesetzt wird. Das Ganze wird mit Hilfe einer Maschine bekannter Bauart mit einer Umklöppelung. M, z. B. aus Faserstoff, bedeckt. Die Einführung der Teilelemente wie 13 erfolgt an der Stelle, wo sieh die Umklöppelung auf dem Kabel zusammenziehen soll. Es ist dabei ersichtlich, dass diese Teile gleichzeitig durch ihr Ineinanderfügen und durch die äussere Umklöppelung in ihrer Lage festgehalten werden.
Es wird natürlich zweckmässig sein, die Ebenen, welche die aufeinanderfolgenden Elemente in mehrere Teile trennen, gegeneinander zu versetzen.
Um das Gleiten der Einzelteile untereinander zu erschweren und um die Fugen zu verlängern, können die Schnittflächen, anstatt eben zu sein, die Form gleichmässiger Schraubenflächen haben, insbesondere von Oberflächen von Schrauben mit Flachgewinde oder von Schraubenflächen mit Leitkegel, dessen Mantellinien nicht die Achse treffen, um auf die Weise die Linien der Stromableitung, welche sich an den Fugen bilden könnten, zu verlängern. Fig. 7 zeigt ein Element der in Fig. 4 dargestellten Art, das in dieser Weise in zwei Teile geschnitten ist.
Das Element könnte natürlich auch in eine beliebige Anzahl von Teilen durch gleichartige Schraubenschnitte geteilt werden.
Insbesondere könnte man die Teile der Elemente mit Volumina herstellen, die einerseits durch die innere Zylinderfläche der Kabelhülle und die äussere Zylinderfläche des Leiters, anderseits durch zwei Sehraubenflächen begrenzt sind, wie sie in Fig. 8 in Form von Schraubenflächen mit flachem Gang der Einfachheit des Beispiels halber dargestellt sind.
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Process for the production of resistors, conductors or cables.
As is well known, electrical resistors, conductors or cables are often used nowadays, the insulation of which is formed from a mineral powder that is held in place by an outer sheath or jacket.
These cables, which have the great advantage of being incombustible, are generally manufactured in two different ways. The simplest type is based on the fact that the metal cylinder (s) which are to form the conductors are inserted into a tubular metal shell, and that the space is filled with the mineral powder to be used, so that the aggregate formed in this way is subjected to an expansion, z. B. by rolling or pulling. Another method that gives better results is based on the fact that the mineral powder is formed on the spot itself; there are z.
B. wrapped the ladder with wires or stiffeners (tapes) made of magnesium and placed in the outer shell; a stream of steam is then passed into this vagina, the magnesium being converted into magnesium oxide on the spot, which swells and completely fills the empty space in the envelope.
However, the first of these methods has the serious disadvantage that it is difficult to keep the conductors in the same position with respect to the sheath during the various operations, so that there is a risk of poorly centered cables.
The invention now relates to a method with which this disadvantage is avoided. It consists in the fact that an insulating powder is used as the mineral insulating material, which is formed beforehand by very strong compression into tubular elements, which receive the conductor lying in the middle in their axial openings, and that the whole is then rolled in a known manner, pulled, stretched, etc., restoring the powder to its original state.
The following description gives, for example, various embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 shows in perspective an element for a raw cable with three conductors. Fig. 2 shows in partial section a section of a raw cable with a conductor which is designed according to the invention. FIGS. 3 and 4 show in section elements which fit into one another. Fig. 5 shows part of an element which can be placed on a short blank or a cable of great length. FIG. 6 shows the manner in which the individual parts of the elements of FIG. 5 are used in the direct and continuous manufacture of a cable. Fig. 7 shows in perspective an element divided by a helical section. Fig. 8 shows another form of the element.
In order to produce a raw cable of short length that is later to be stretched by rolling, pulling or the like. You can use cylindrical blocks made of a powder that has been compressed under the press and contains openings through which these elements can be attached to the Formation of the ladder can pull up certain metal bars.
Fig. 1 shows such a block, which is intended for a cable with three conductors: Fig. 2 shows the overall arrangement of a blank (ébauche) which is used to produce an insulated conductor under an outer covering according to the invention.
On a slide bar /, e.g. B. made of copper, cylindrical elements 2 are drawn from compressed powder, which are similar to those of Fig. 1, with the exception that instead of three openings only
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have a single central opening. The whole thing is in a shell. ' ! surrounded, e.g. B. a flow pipe; then the aggregate produced in this way is u by a suitable method such as rolling, drawing. like., stretched. During the individual operations, the elements 2 hold the conductor 1 in relation to the envelope. 3 perfectly centered.
In order to increase the cohesion of the pressed powder elements, they could be converted into suitable solutions, e.g. B. boric acid solutions, immerse and then dry; one could also surround the perforated blocks on the outside or inside or at the same time on these two sides with very fine covers made of metal or paper, the thickness of these covers being completely negligible; of course, the base areas of the elements are not covered. These casings can be placed in the molds before pressing or they can also be applied to the molded elements; they can also consist of a layer of suitable paint that solidifies as it dries.
In order to avoid lateral displacement of the elements, they can be given a shape so that they fit into one another, the connecting joint not being in the usual way with all its points in the axis of the cable or the blank; for example, FIG. 3 shows various elements 4, 5 and 6 which are joined together by means of connections 7 in the form of a truncated cone. These elements have inner shells and an outer sheath. 9 made of suitable materials, e.g. B. of paper, covered.
Fig. 4 shows another embodiment in which the connecting joint Jss is spherical. Of course, many other shapes can also be provided: because the shapes shown and described above are only given by way of example without restricting the invention thereto.
In the case of heating rods, it is known to build up the insulation from tubular members which interlock with projections and depressions or are elongated and recessed at the ends in a frustoconical manner. These insulating members are retained in their shape, while when carrying out the manufacturing process according to the invention, the member shape of the elements 4, 5, 6 etc. is only present in an intermediate stage and disappears again in the course of the further process during rolling, drawing or stretching of the elements.
The method, which is based on pulling the perforated elements onto the guide rods, can of course only be used for rods of rather short length (a few meters j.
In this way, you will only be able to manufacture fairly short raw cables that are intended for this purpose. to be converted into resistors or cable sections by stretching. On the other hand, this method cannot be taken into consideration as soon as it is a matter of the elements made of pressed powder being to surround conductors or rods of great length, whereby these should not undergo any further stretching treatment or only very little elongation.
In this case, the elements are separated into several parts by longitudinal cuts. For example, one of the elements shown in Fig. 3 or 4 will be able to be separated by one or more planes which pass through the axis or, on the contrary, do not meet the axis, in order to lengthen the connection surfaces at which electricity losses can occur. FIG. 5 shows in perspective one half of an element 13 like that of FIG. 4.
FIG. 6 shows, by way of example, how a cable with a conductor and external braiding can be produced continuously from individual parts as shown in FIG.
The conductor 1 is transported with a steady movement in the arrow direction. As it moves forward, it is surrounded by elements made of pressed powder 11, 12, which correspond to the insulating element shown in FIG. In Fig. 6 an element 13 is shown, which is just being placed. The whole thing is done with the help of a machine of known design with a braiding. M, e.g. B. made of fiber, covered. The introduction of the sub-elements such as 13 takes place at the point where you see the braiding on the cable should pull together. It can be seen that these parts are held in place at the same time by being joined together and by the external cleating.
It will of course be useful to offset the levels that separate the successive elements into several parts.
In order to make it more difficult for the individual parts to slide among one another and to lengthen the joints, the cut surfaces can, instead of being flat, have the shape of uniform screw surfaces, in particular surfaces of screws with flat threads or of screw surfaces with cones whose surface lines do not meet the axis, in order to lengthen the lines of current discharge that could form at the joints. Fig. 7 shows an element of the type shown in Fig. 4 cut in this way into two parts.
The element could of course also be divided into any number of parts by similar screw cuts.
In particular, the parts of the elements could be produced with volumes that are limited on the one hand by the inner cylindrical surface of the cable sheath and the outer cylindrical surface of the conductor, and on the other hand by two screw surfaces, as shown in FIG. 8 in the form of helical surfaces with a flat thread for the simplicity of the example sake are shown.