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Elektrisches Kabel mit einem nahtlos gepressten Aluminiummantel, insbesondere Fernmeldekabel
Zum Schutz der Kabelseele gegen schädliche Erwärmungen beim Aufpressen eines Aluminiummantels ist es bereits bekanntgeworden, die Kabelseele fortlaufend mit Asbest-oderGlaswollebändem zu umwickeln, wobei diese wärmebeständigen Isolierbander zur Verbesserung der Wärmeableitung mit Metallbändern oder-drähten vereinigt werden können. Einen verbesserten Wärmeschutz erhält man, wenn man zwischen der Kabelseele und dem Aluminiummantel eine luftraumhaltige Schicht anordnet, indem man auf die Kabelseele zunächst eine leitende Schicht, z. B. in Form einer Wicklung aus einer Metallfolie oder aus metallisiertem Papier, aufbringt, worüber eine durch abstandhaltende Organe gebildete Luftraumschicht und der Aluminiummantel folgen.
Als abstandhaltendes Organ kommt beispielsweise eine offene Wicklung einer Asbestkordel in Betracht. Bei dieser Ausführung ist es auch möglich, über der Abstandhalterschichtnoch eine leitende Schicht, z. B. eine Aluminiumfolienwicklung, anzuordnen. Die Bildung
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bespinnung der nahtlos aufgepresste Aluminiummantel zur Bildung von Hohlräumen zwischen der Kabelseele und dem Mantel mit mehreren auf den Umfang verteilten, nach innen gerichteten niedrigen Rippen versehen. Vorteilhaft wird der so ausgebildete Aluminiummantel so bemessen, dass der Durchmesser innerhalb der längsverlaufenden Rippen etwas grösser als der Durchmesser der Kabelseele ist, so dass die Kabelseele locker innerhalb des mit Rippen versehenen Aluminiummantels liegt. Auf diese Weise wird die Gefahr einer schädlichen Erwärmung-einer Kabelseele noch weiterhin herabgesetzt.
Die Bildung der Längsrippen wird in einfacher Weise dadurch erreicht, dass die Patrize bzw. der Pressdorn der Strangpresse an derAussenfläche der Spitze, d., h. irn Bereich der Rohrformung, mit Einkerbungen versehen wird, die dem Rippenprofil angepasst sind. Durch eine derartige Ausführung wird im Rahmen der Erfindung noch der weitere Vorteil erzielt, dass der Durchmesser der Patrize, der bekanntlich in einem bestimmten Ver- hältnis zum Seelendurchmesser steht, um mindestens die doppelte Rippenhöhe vergrössert und die Seele sicherer durch die Patrize, die die heisseste Stelle des Prcsswerkzeuges bildet, geführt werden kann.
Es sind durch die österr. Patentschrift Nr. 108839 bereits elektrische Hochspannungskabel mit einer Isolierung aus getränkten Faserstoffen und einem Bleimantel bekannt, der innen im wesentlichen längsweise verlaufende Vorsprünge bzw. Rippen (Längsrippen) aufweist, mit welchen der Bleimantel auf der Aussenseite der Isolierschicht bzw. der Kabelseele aufruht, die gegebenenfalls mit einer diskontinuierlichen Metallschicht überzogen ist. Durch diese Längsrippen werden ausserhalb der Kabelseele längsverlaufende Kanäle geschaffen, die mit Öl gefüllt werden, durch das das Isoliermaterial ständig ölgetränkt erhalten bleibt.
Die Bildung von genügend grossen Ölkanälen zwischen der Kabelseele und dem Bleimantel erfordert aber das Vorhandensein von verhältnismässig hohen Längsrippen, was einen Bleimantel miteiner sehr dicken Wandung zumindest an den Stellen der Rippen bedingt. Ferner müssen die Längsrippen verhältnismässig breit ausgeführt werden, damit deren Autlagefläche auf der'Isolierschicht bzw. Kabelseele
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möglichst gross ist und eine starke Zusammendrängung des elektrischen Feldes an den Rippen nicht eintritt. Ähnliche Verhältnisse liegen bei den Gasdruckkabeln nach der USA-Patehtschrift Nr. 2, 432, 568 vor, die ebenfalls mit einem verhältnismässig dickwandigen Bleimantel ausgeführt werden, der an der Innenseite mit verhältnismässig tiefen Längskanälen versehen wird.
Zum Unterschied hievon betrifft die Erfindung elektrische Kabel mit einem Aluminiummantel, der möglichst dünnwandig ausgeführt wird. Um die wärmeempfindliche Seelenbespinnung beim Aufpressen des Aluminiummantels gegen schädliche Erwärmungen zu schützen, wird der Mantel zur Bildung von sich möglichst über den ganzen Umfang der Kabelseele erstreckenden Hohlräumen mit mehreren auf dem Umfang verteilten, nach innen gerichteten längsverlaufenden Rippen versehen. Diese werden abweichend von den bekannten Ausführungen möglichstschmal und möglichst niedrig und vorzugsweise abgerundet ausgeführt. Auf diese Weisewird das Ziel der Erfindung ohne wesentliche Vergrösserung des Aussendurchmessers des Aluminiummantels erreicht.
In der Zeichnung ist die Anwendung der Lrtmdung iur em Fernmeldekabel beispielsweise dargestellt.
Nach der Fig. 1 ist das aus sieben Vierem 10 bestehende Bündel in bekannter Weise mit drei Lagen von Papierbändern 11,12 und 13 umsponnen, worüber die überlappte, aussen blanke Aluminiumwicklung 14 folgt. Der unmittelbar hierüber gepresste Aluminiummantel 15 ist erfindungsgemäss mit den nach innen gerichteten längsverlaufenden schmalen und abgerundeten Rippen 16 versehen, die die Aluminiumfolienwicklung 14 allenfalls nur linienförmig berühren, so dass die vom heissen Aluminiummantel direkt auf die Wicklung 14 übertragene Wärmeme. ge sehr gering ist. Vorteilhaft wird der Mantel locker um die Kabelseele gepresst, wodurch die Berührungsfläche zwischen den Rippen 16 und der Aluminiumfolienwicklung 14 noch weiterhin herabgesetzt wird.
Die Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäss ausgebildeten Aluminiummantel gesondert ohne Kabelseele. Die Anordnung der Aluminiumfolienwicklung 14 ist eine bevorzugte Ausführung in Verbindung mit dem erfindungsgemäss ausgestalteten Aluminiummantel, da diese wärmeleitende Wicklung einerseits die vom heissen Aluminiummantel und vom Pressmaterial innerhalb der Strangpresse ausgestrahlte Wärme nach aussen reflektiert und anderseits die von den Rippen übertragene Wärme schnell verteilt.
Es ist aber in gewissen Fällen auch möglich, die Aluminiumfolienwicklung 14 wegzulassen, oder sie zusätzlich mit einer möglichst wärmebeständigen Isolierstoffumspinnung zu versehen, um den Wärme- übergang von den Rippen zur Aluminiumfolie zu-verringern, wobei eine thermische Überbeanspruchung dieser Umspinnung für die Kabelseele ohne Nachteil ist.
Die im Rahmen der Erfindung durchgeführten Versuche haben gezeigt, dass die kleinen Längsrippen an der Innenfläche des Aluminiummantels im allgemeinen einen hinreichenden Wärmeschutz bewirken.
In besonderen Fällen, z. B. bei verhältnismässig dickwandigen Aluminiummänteln, bei Anwendung erhöh- ter Presstemperaturen und beiHerstellung derLeiterisolierungen und derSeelenbespinnung aus sehr wärmeempfindlichen Stoffen, bleibt aber die Gefahr von schädlichen Erwärmungen der verwendeten Isolierstoffe bestehen. Zur Beseitigung dieser Gefahr werden def weiteren Erfindung gemäss um die Kabelseele vor Aufbringung des Aluminiummantels ein oder mehrere aus einem wärmebeständigen Stoff bestehende Abstandhalter in offenen Windungen gewickelt, die von den Innenrippen des Aluminiummantels nur annähernd punktförmig berührt werden. In bekannter Weise ist es zweckmässig, über der Kabelseele eine leitende, nach aussen möglichst Wärmestrahlen reflektierende Schicht, z.
B. eine blanke Aluminiumfolienwicklung, und darüber eine luftraumhaltige Schicht anzuordnen, um einerseits die auf die leitende Schicht übertragene Wärme möglichst schnell und gleichmässig zu verteilen und anderseits die vom heissen Hohldorn der Presse ausgehenden Wärmestrahlen in hohem Masse an der blanken Oberfläche der leitenden Schicht zu reflektieren. Bei Anwendung einer derartigen Ausführung werden die erfindungsgemäss vorgesehenen Abstandhalter aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, hergestellt. Zweckmässig erhalten die Abstandhalter einen trapezförmigen Querschnitt, wobei die Abstandhalter um die Kabelseele so gewickelt werden, dass sie mit ihren breiten Flächen auf der Kabelseele aufliegen. Gegebenenfalls können die Abstandhalter mit einer wärmebeständigen Isolierschicht, z. B. mit einer eingebrannten Lackschicht, versehen werden.
Eine vorteilhafte Ausführung besteht bei Verwendung von Abstandhaltem aus Aluminium darin, die Abstandhalter oberflächlich zu eloxieren.
In der Fig. 3 ist ein diesbezügliches Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei diesem Kabel ist abweichend von der Fig. 1 um die Kabelseele, d. h. unmittelbar über der blanken Aluminiumfolienwicklung 14, der Abstandhalter 17 in Form eines Aluminiumbandes mit trapezförmigem Querschnitt in offenen Windungen mit möglichst grosser Steigung gewickelt, wobei die breite Fläche des Abstandhalters auf der Kabelseele aufliegt. Hiedurch wird erreicht, dass die Innenrippen 16 den Abstandhalter 17 nur auf einem kleinen Teil ihrer Länge, berühren, wodurch der Wärmeübergang vom Aluminium auf den Abstandhalter und damit auch auf die Aluminiumfolienwicklung 14 durch Wärmeleitung stark vermindert wird.
Die breite Auflagefläche des Abstandhalters mit trapezförmigem Querschnitt bewirkt eine schnelle
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gleichmässige Verteilung der auf die Aluminiumfolienwicklung 14 noch übertragenen Wärme und vermeidet ein schädliches Eindrücken des Abstandhalters in die Kabelseele.
Abweichend von dem in der Fig. 3 dargestellten Kabel kann an Stelle eines Profildrahtes für den Abstandhalter auch ein Runddraht treten, u. zw. in solchen Fällen, in denen ein Eindrücken des Abstandhalters in die Kabelseele nicht zu befürchten ist. Wie bereits erwähnt, kann der aus Metall bestehende Abstandhalter mit einer wärmebeständigen Isolierschicht versehen werden. Hiedurch wird der Wärmeüber- gang vom Aluminiummantel zur Kabelseele noch weiter herabgesetzt. An Stelle eines einzelnen Abstandhalters können gleichzeitig auch mehrere Abstandhalter um die Kabelseele gewickelt werden. Die Aufbringung der Abstandhalter erfolgt zweckmässig zusammen mit der Aufbringung der Seelenbespinnung, wobei die Abstandhalter möglichst mit grösserer Steigung aufgebracht werden als die Seelenbespinnungsbänder.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Elektrisches Kabel mit einer wärmeempfindlichen Seelenbespinnung und einem nahtlos gepressten Aluminiummantel, insbesondere Femmeldekabel, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiummantel zur Bildung von Hohlräumen zwischen der Kabelseele und dem Mantel mit mehreren auf dem Umfang verteilten, nach innen gerichteten längsverlaufenden schmalen, vorzugsweise abgerundeten und möglichst niedrigen Rippen versehen ist.
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Electrical cable with a seamlessly pressed aluminum jacket, especially telecommunication cables
To protect the cable core against harmful warming when an aluminum jacket is pressed on, it has already become known to continuously wrap the cable core with asbestos or glass wool tapes, and these heat-resistant insulating tapes can be combined with metal tapes or wires to improve heat dissipation. Improved thermal protection is obtained if a layer containing an air space is arranged between the cable core and the aluminum jacket by first applying a conductive layer, e.g. B. in the form of a winding made of a metal foil or of metallized paper, which is followed by an air space layer formed by spacing organs and the aluminum jacket.
An open winding of an asbestos cord, for example, can be used as a spacing organ. In this embodiment it is also possible to add a conductive layer, e.g. B. to arrange an aluminum foil winding. The education
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spinning the seamlessly pressed-on aluminum jacket is provided with several inwardly directed ribs distributed around the circumference to form cavities between the cable core and the jacket. The aluminum jacket formed in this way is advantageously dimensioned such that the diameter within the longitudinally extending ribs is slightly larger than the diameter of the cable core, so that the cable core lies loosely within the aluminum jacket provided with ribs. In this way, the risk of harmful heating of a cable core is further reduced.
The formation of the longitudinal ribs is achieved in a simple manner in that the patrix or the pressing mandrel of the extrusion press is attached to the outer surface of the tip, i. in the area of the tube forming, is provided with notches that are adapted to the rib profile. Such a design achieves the further advantage within the scope of the invention that the diameter of the male mold, which is known to have a certain ratio to the core diameter, is increased by at least twice the rib height and the core is more secure thanks to the male mold, which is the hottest Place of the press tool forms, can be performed.
Electric high-voltage cables with insulation made of impregnated fibrous materials and a lead jacket are already known from Austrian patent specification No. 108839, which has projections or ribs (longitudinal ribs) that run essentially longitudinally on the inside, with which the lead jacket on the outside of the insulating layer or the cable core rests, which is optionally coated with a discontinuous metal layer. Through these longitudinal ribs, longitudinal channels are created outside the cable core, which are filled with oil, through which the insulating material remains constantly oil-soaked.
The formation of sufficiently large oil channels between the cable core and the lead sheath requires the presence of relatively high longitudinal ribs, which requires a lead sheath with a very thick wall at least at the points of the ribs. Furthermore, the longitudinal ribs must be made relatively wide so that their contact surface on the insulating layer or cable core
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is as large as possible and there is no strong compression of the electric field on the ribs. Similar conditions exist with the gas pressure cables according to the USA patent specification No. 2, 432, 568, which are also designed with a relatively thick-walled lead jacket, which is provided on the inside with relatively deep longitudinal channels.
In contrast to this, the invention relates to electrical cables with an aluminum sheath that is made as thin-walled as possible. In order to protect the heat-sensitive inner lining from harmful warming when the aluminum jacket is pressed on, the jacket is provided with several inwardly directed longitudinal ribs distributed around the circumference to form cavities that extend as far as possible over the entire circumference of the cable core. In contrast to the known designs, these are designed to be as narrow and as low as possible and preferably rounded. In this way the object of the invention is achieved without a substantial increase in the outside diameter of the aluminum jacket.
In the drawing, the application of the signal in a telecommunication cable is shown for example.
According to FIG. 1, the bundle consisting of seven fours 10 is wrapped in a known manner with three layers of paper tapes 11, 12 and 13, over which the overlapped, externally bare aluminum winding 14 follows. According to the invention, the aluminum jacket 15 pressed directly over it is provided with the inwardly directed, longitudinally extending narrow and rounded ribs 16, which at most only touch the aluminum foil winding 14 in a linear manner, so that the heat transferred from the hot aluminum jacket directly to the winding 14. ge is very low. The jacket is advantageously pressed loosely around the cable core, as a result of which the contact area between the ribs 16 and the aluminum foil winding 14 is further reduced.
FIG. 2 shows the aluminum jacket designed according to the invention separately without a cable core. The arrangement of the aluminum foil winding 14 is a preferred embodiment in connection with the aluminum jacket designed according to the invention, since this thermally conductive winding on the one hand reflects the heat radiated from the hot aluminum jacket and the press material inside the extrusion press and on the other hand quickly distributes the heat transferred by the ribs.
In certain cases, however, it is also possible to omit the aluminum foil winding 14 or to additionally provide it with an insulating material wrapping that is as heat-resistant as possible in order to reduce the heat transfer from the ribs to the aluminum foil, with thermal overstressing of this wrapping without any disadvantage for the cable core is.
The tests carried out within the scope of the invention have shown that the small longitudinal ribs on the inner surface of the aluminum jacket generally provide adequate thermal protection.
In special cases, e.g. B. with relatively thick-walled aluminum jackets, when using elevated press temperatures and when producing the conductor insulation and the core lining from very heat-sensitive materials, but the risk of harmful heating of the insulating materials used remains. To eliminate this risk, according to the further invention, one or more spacers made of a heat-resistant material are wound around the cable core prior to application of the aluminum jacket in open turns which are only touched approximately at points by the inner ribs of the aluminum jacket. In a known manner, it is expedient to place a conductive layer, e.g.
B. a bare aluminum foil winding, and to arrange a layer containing air space on the one hand to distribute the heat transferred to the conductive layer as quickly and evenly as possible and on the other hand to reflect the heat rays emanating from the hot hollow mandrel of the press to a large extent on the bare surface of the conductive layer . When using such an embodiment, the spacers provided according to the invention are made of metal, preferably aluminum. The spacers are expediently given a trapezoidal cross-section, the spacers being wrapped around the cable core in such a way that their broad surfaces rest on the cable core. Optionally, the spacers can be coated with a heat-resistant insulating layer, e.g. B. be provided with a baked-on lacquer layer.
When using spacers made of aluminum, an advantageous embodiment consists in anodizing the surface of the spacers.
In Fig. 3, a related embodiment of the invention is shown. In this cable, unlike in FIG. 1, around the cable core, d. H. directly above the bare aluminum foil winding 14, the spacer 17 in the form of an aluminum tape with a trapezoidal cross-section is wound in open turns with the greatest possible pitch, the wide area of the spacer resting on the cable core. This ensures that the inner ribs 16 only touch the spacer 17 over a small part of their length, whereby the heat transfer from the aluminum to the spacer and thus also to the aluminum foil winding 14 through thermal conduction is greatly reduced.
The wide contact surface of the spacer with a trapezoidal cross-section causes rapid
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uniform distribution of the heat still transferred to the aluminum foil winding 14 and prevents the spacer from being pushed into the cable core.
Notwithstanding the cable shown in FIG. 3, a round wire can also occur in place of a profile wire for the spacer, u. between those cases in which the spacer does not have to be feared that it will be pressed into the cable core. As already mentioned, the metal spacer can be provided with a heat-resistant insulating layer. This further reduces the heat transfer from the aluminum jacket to the cable core. Instead of a single spacer, several spacers can be wrapped around the cable core at the same time. The spacers are expediently applied together with the application of the core spinning, the spacers being applied with a greater gradient as possible than the core spinning bands.
PATENT CLAIMS: 1. Electrical cable with a heat-sensitive core spinning and a seamlessly pressed aluminum sheath, in particular remote signaling cable, characterized in that the aluminum sheath for the formation of cavities between the cable core and the sheath with several inwardly directed, longitudinally extending narrow, preferably rounded, distributed on the circumference and the lowest possible ribs.