Verfahren zur Herstellung eines aus einem Kern und einem metallischen Hantel bestehenden langgestrec;kten Körpers. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung eines langgestreckten Körpers, der aus einem Kern und einem me tallischen Mantel besteht. Sie hat zum Zweck, die Ummantelung mit einer Festigkeit der Naht herzustellen, die der des Bandes voll kommen gleichkommt.
Dies gelingt erfin- dungsgemäss-.dadurch, dass ein Band oder meh rere Bänder auf Schweisstemperatur gebracht, darauf um einen Kern zur Mantelform ge bogen und dann durch Pressdruckschweissung an ihren zusammenstossenden Rändern mit einander verbunden werden, derart, dass sie einen denKern umschliessendenMantei bilden. Die Press'druelischweissung wird zweckmässig in einem Xaliberwalzwerk ausgeführt, wobei entweder der Kernkörper oder ein Hohldorn als Widerlager dient.
Zum Beispiel werden die Ränder des oder der Metallbänder radial nach aussen .abgebogen, so. dass sie sich flach gegeneinanderlegen und die Pressdruckschwei- ssung erfolgt zwischen den radial abgebogenen Bandrändern. Die Verbindungsnaht kann dann in bekannter Weise zum Beispiel durch Besäumen, Umlegen, Verhämmern oder der gleichen unsichtbar gemacht werden. Zweck mässig geschieht dies in Vorrichtungen, die unmittelbar hinter den Walzen angeordnet sind, so dass der Leiter gemäss der Erfindung in einem Arbeitsgang fertiggestellt werden kann.
Damit die Bänder im '\ÄTalzwerk die richtige Lage zueinander und zu dem Kern seil behalten, werden sie zweckmässigerweise durch vor den Walzen angeordnete Rollen oder dergleichen geführt oder in einem ersten Walzenpaar, beziehungsweise einer entspre chenden Biegevorrichtung um das Seil ge bogen und dann mittelst einer zweiten Walz- vorrichtung in der angegebenen Weise mit einander verschweisst.
Natürlich kann auch Stumpfschweissung vorgesehen werden, bei der schon von vorn- herein keine starken Verbindungsnähte ent stehen und bei der die zwischen den Walzen sich bildenden Grate sehr leicht entfernt wer den können. Die Schweissung fällt besonders zuverlässig aus, wenn während dies Schwei ssens die den Mantel bildenden Bänder gleich zeitig einer stärkeren Quersehnittsverminde- rung unterworfen werden, in der Weise, dass das Metall der Bänder auch in der Richtung nach der ;Schweissnaht zum Fliessen gebracht wird.
Zu .diesem Zweck wählt man zum Bei spiel Bänder, deren Breite kleiner ist als der halbe Umfang des Kernseils, deren Stärke i -r grösser ist als die der fertigen Ummau- bL telung, so dass sie beim Durchgang durch die Walzen eine entsprechende Verbreiterung durch den Walzendruck erfahren, oder :,s werden die Bänder im Querschnitt an einer oder mehreren Stellen mit Verdickungen aus geführt, die dann durch den Walzendruck ausgeglichen werden:.
Es hat sich gezeigt, dass selbst bei den schärfsten Torsionsproben kein Reissen der Schweissnaht mehr auftritt.
Die gemäss der Erfindung hergestellten langgestreekten Körper sind vorteilhaft ver- wen.dbar als elektrische Freileiter, wobei -als Kern entweder .ein Draht oder ein Drahtseil verwendet werden kann.
Die Verwendung solcher mit. einem in sich geschlossenen homo genen metallischen Mantel versehenen Drähte oder Drahtseile als elektrische Leiter ist mög lich, da, es sich gezeigt hat, dass ein derar tiger langgestreckter Körper trotz des ge- sohlossenen Mantels keine merklich grössere Steifigkeit hat als zum Beispiel -die bekann ten I3ohlleiter, so dass er sich gut auf die üblichen Seiltrommeln, aufwickeln lässt.
Fer ner wird dem Mantel dadurch, da.ss er dicht auf den Kern aufgepresst wird, eine erhöht Festigkeit gegeben, .so, dass er alle vorkom menden Beanspruchungen ohne Kniekun "; aushalten kann.
Das erfindungsgemäss fertig ummantelte Werkstück kann auch noch einer thermischen Behandlung unterworfen werden. Werden zum Beispiel vergütbare Aluminiumlegierun gen als Mantelmetall gewählt, so erfolgt die Vergütung zweckmässig nach Fertigstellung des Mantels durch an sieh bekannte W ärme- behandlung. Werden als Kernmaterial ver- gütbare Aluminiumlegierungen gewählt, so kann die Erwärmung der Ummantelung zwecks. Vornahme des Schweissvorgangs ao vorgenommen werden,
dass damit zugleich die thermische Behandlung fles Kernmaterials vor .:ich geht.
Eine andere beispielsweise Ausführungs- form des Verfahrens gemäss der Erfindung besteht darin, den Mantel mit einem grö sseren Innendurchmesser herzustellen, als dem Aussendurchmesser des Kernseils entspricht, und ihn dann beispielsweise durch Walzen oder Ziehen auf das Kernseil aufzupressen, wobei gegebenenfalls durch das Ziehen oder %lzen auch gleichzeitig noch eine (xlättung der Schweissnaht vorgenommen wird. Diese.
Glättung der Schweissnaht, beziehungsweise da-, Entfernen von Graten, die beim Walzen entstehen, kann aber auch in besonderen Ein richtungen erfolgen. Diese Ausführungsart des Verfahrens eignet sich besonders für das Ummanteln von Kabeln mit Metallen wie Aluminium, Eisen, Blei und dergleichen,, da hierbei die Kabelisolierung nicht durch über mässige Erwärmung gefährdet wird.
Auch für .das Anbringen eines Mantels aus Alu minium auf ein Kernseil: von Aluminium legierungen, .denen durch an sich bekannte Vergütungsverfahren eine hohe Festigkeit erteilt worden ist, ist. sie vorzuziehen. Die Herstellung des Mantels kann dabei so@ erfol gen, da.ss ein hohler Dorn verwendet wird, der bis in die Walzen hineinreicht, so. rlass der Mantel beim Durchgang durch die Wal zen über diesen Dorn hinweggleitet.
Der Dorn verhindert das Zusammendrücken der Bänder und :ermöglicht gleichzeitig die Ver- schweissung derselben an ihren Rändern. Durch die Bohrung des Hohldornes wird gleichzeitig das Kernseil mit eingeführt.
Hinter dem Walzenpaar, das die VerscIlwei- ssung der Bänder des Mantels bewirkt, wird dann eine weitere Walz- oder Zieheinrich tung angeordnet, in der der über dem Hohldorn gebildete Mantel gegebenenfalls nach vorhe- riger Kühlung auf das Kernseil gepresst wird.
Muss der mechanische Schutz ein beson ders guter sein, so kann man selbstverständ lich auch mehrere geschweisste direkt auf- einanderliegendeoder durch Zwisehenschich- ten getrennte Bänder verwenden.
Es können für die Herstellung des Man tels statt zweier Bänder auch nur ein ein ziges. Band oder auch mehrere verwendet werden. Anhand der Zeichnung sei die Er findung des näheren erläutert.
Fig. 1 ist ein schematischer Aufriss einer für die Herstellung der Leiter gemäss ler Erfindung geeigneten Vorrichtung; Fig. 2 zeigt eine Ansicht der wichtigen Teile dieser Vorrichtung in der Walzrich- tung; In. Fig. 3 und 4 sind Profile des Leiters dargestellt, und, zwar ist Fig. 3 .ein Querschnitt durch den Leiter vor, und Fig. 4 nach der Unsichtbarmachung der Verbindungsnähte des Mantels;
In Fig. 5 ist eine abgeänderte Vorrich tung zur Ummantelung eines Eisendrahtes mit Aluminium dargestellt, wobei der Alu miniummantel aus nur einem einzigen Band hergestellt wird. Die Fig. 6 bis 10 beziehen sich auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine besondere Ausführungs form des Schweissverfahrens betrifft.
In dci Fig. :6 ist eine Einrichtung zum Aufwalzen eines Aluminiumbelages auf einen Eisendraht dargestellt; Fig. 7 bis 10 zeigen im Querschnitt die verschiedenen Formen des erfindungsgemäss bearbeiteten Werkstückes vor beziehungs weise nach den verschiedenen Arbeitsstufen.
Bei der Anfertigung des Mantels mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung läuft das Kernseil 1, das zum Beispiel als Stahlalu miniumseil ausgebildet ist, durch das Kaliber eines Walzwerkes. Von .den. Rollen 2 und 3 wickelt sich je ein Blechstreifen 4 ab. Diese Streifen,oder Bänder werden durch das Walz werk auf das Stahlaluminiumseil aufgepresst. Das geschieht in der Weise, dass die Bänder, bevor sie in .das Walzwerk 5, 6 gelangen, auf Schweisstemperatur erwärmt werden.
Wird als Material für das Band Aluminium gewählt, so. wird .die Schweisstemperatur auf 400-500' C gehalten. Die Aluminiumbän der werden bei dieser Temperatur sehr weich und bei entsprechendem Walzdruck drückt sich das Aluminiumband in die Unebenheiten der Seiloberfläche ein, wodurch die Haftung zwischen Hülle undSeil sehr verbessert wird. Dieses Einpressen des Mantels in .das Draht seil wird natürlich noch begünstigt, wenn die äussere Lage des Seils aus hartem Ma terial zum Beispiel Stahl gewählt wird.
Gleichzeitig verschweissen beim Durchgang durch die Walzen 5 und 6 die Längsräder der Streifen 4, und zwar erfolgt die Schwei- Bung zwischen den durch die Walzen umge bogenen und flach zusammengelegten Rän dern der beiden Aluminiumblechstreifen (Fig. 2 und 3). Die Verbindungsnaht wird dann zum Beispiel durch Besäumen, Umlegen und Verhämmern und dergleichen unsichtbar gemacht. Zweckmässig .geschieht dies mittelst der Walzen 7 und 8, die zum Beispiel so ausgebildet sein können, dass sie die vorste hende Schweissnaht durch Umlegen oder durch Einpressen in den Leiter glätten.
Für die Herstellung des Mantels aus einem einzigen Band lässt sich, wie Fig. 5 zeigt, eine ähnliche Vorrichtung verwenden. Vorteilhaft wird: hierbei überlappt oder stumpf geschweisst.
In Fig. 5 ist 9 der Ei sendraht, 10 das Aluminiumband, 11 sind die Anwärmcöfen, 12 ist die Profilierein- richtung, 13 .das die Pressdruekschweissung bewirkende Walzwerk und 14 die BeschneidA- vorrichtung für den Grat, 15, 16 die Rollen, von denen Band und Draht ablaufen.
Auch mit .dieser Vorrichtung ist es möglich, die Ummantelung in einem Arbeitsgang herzu stellen, indem zuerst das im Ofen 11 auf Schweisstemperatur erwärmte Band 10 durch ein oder mehrere Rollenpaare 12 um den Kerndraht 9 gebogen, in den Walzen 13 die beiden Ränder des Bandes miteinander ver schweisst und in der Vorrichtung 14 der baim Walzen entstehende Grat entfernt wird. MI ein noch gleichmässigerer Querschnitt erzielt werden, so kann man dem Draht, der aus der Vorrichtung 14 austritt,
auch noch einen oder mehrere Züge geben oder ihn auf anders geeignete Weise weiter verarbeiten; zu welchem Zweck dann hinter der Beschnei- devorrichtung zum Beispiel noch das Zieh eisen 17 vorgesehen wird..
In den Fig. 6 bis 10 ist das Verfahren gemäss der Erfindung in Anwendung auf die Herstellung des Mantels aus Profilen mit ungleichmässigem Querschnitt erläutert.. 18 ist ein. Eisendraht, 19 das beispielsweise nach Fig. 7 profilierte Aluminiumband, 20 der Anwärmeo,fen, 21 die Biegeeinrichtung, 22 das Walzwerk und 23 die Beschneidevorrich- tung. Das durch Pressen oder Walzen her gestellte Aluminiumband 19 ist im Quer- schnitt an zwei Stellen,
die ungefähr gleich. weit von den Rändern entfernt sind, ver stärkt. Es wird in dem Ofen 20 ungefähr auf die Schweisstemperatur des Aluminium erwärmt. und läuft dann in der Bie-eeinrieh- tung 211 mit dem Eisendraht l.8 zusammen. In dieser Einrichtung wird das Aluminium band zum Mantel zusammengebogen, der den Eisendraht dicht anliegend umschliesst (Fug. 8).
Infolge der Verstärkungen 24 (Fug. 7) hat der aus -der Biegevorrichtung auslaufende Körper einen elliptischen Querschnitt, und zwar liegt der Querschnitt so, dass der längste Durchmesser der Ellipse senkrecht zur Walz- ebene steht. Das Band läuft dann in das Walzwerk ein. Das Walzwerk hat zum Bei spiel Kreisprofil, so dass- beim Durchgang durch das Wa22zwerk eine Verformung des Aluminiumbandes in der Weise eintritt, da.ss es überall in gleicher Stärke -den Eisendraht umgibt.
Das überschüssige Aluminium von ,der höchsten und tiefsten Stelle .des Profils fliesst also nach den Seiten. Die Schweiss naht liegt da, wo die Walzen sich berühren. An dieser .Stelle herrscht der grösste Walz druck, was für die Druckschweissung der stumpf oder überlappt aneinanderstossenden Ränder des Aluminiummantels natürlich be sonders vorteilhaft ist. Aus dem Walzwerk läuft der fertig ummantelte Körper in die Vorrichtung 23, die beim Walzen entstehende Grate 25 entfernt (Fug. 9).
Schliesslich kann zur weiteren Glättung der Manteloberfläche das fertige Werkstück noch durch ein Ka liber 26 gezogen werden. Vor der Biegeein richtung 21, sowie zwischen dieser und den. @,Valzen 22 können noch Führungen zum Bei spiel in Gestalt von Rollen oder Walzen an geordnet sein, die die Lage des Kernkörpers und des Bandes zueinander, sowie zu der Bie tevorrichtung 21 oder den Walzen 22 regeln.
Selbstverständlich kann man die Meta.llan- liäufungen 24 im Mantelprofil jeweils an dun dafür geeignetste Stelle legen und braucht man auch die Schweissnaht nicht in die B:,- rührungsfläche der Walzen zu verlegen. Vielmehr wird man je nach Form und Quer- @chnitt .des Kernmaterials: beziehungsweise des Hantels die nach den Regeln der Ka:libriP- rungstechnik jeweils geeignetste Form und Lage wählen.
Natürlich kann man gemäss der Erfindung ummanteltes Material einer weiteren Beaa,- beitung in jeder geeignet, erscheinenden Weise unterwerfen.
Werden die nach dem Verfahren gemäss der Erfindung hergestellten langgestreckten Körper für elektrische. Leitungen verwende. so empfiehlt es sich, als; Baustoff für den Mantel Aluminium .oder Kupfer oder sonst ein gut leitendes Metall beziehungsweise L-- .;ierung zu wählen.
Für den Freileitungsbau zum Beispiel bietet ein mit Aluminium überzogener Ei sendraht oder ein mit Aluminium überzogenes Seil aus Stahloder andern Metallen mit. gro sser Festigkeit zum Beispiel vergütbaren Alu- miniumlegierungen grosse Vorteile. Die' ,-,-- ringe Festigkeit des Aluminiums, das aus diesem Grunde zum Beispiel als Einzeldraht nicht verwendet werden kann, wird dür;,h den Eisenkern in hohem Masse ausgeglichen.
Letzter wieder ist durch den dichten Mantel völlig vor Korrosion geschützt. Ferner ver hindert dieser Brüche des Eisens, die durch Kerbwirkung entstehen können. Anderseits vergrössert der Kern aus Eisen den Durch messer des Leiters, so dass der Leiter gemäss der Erfindung aus diesem Grunde und infolge der glatten Oberfläche des Mantels schon ohne Verwendung grösserer Baustoffmengen als dies mit Rücksicht auf die Festigkeit und die Leitfähigkeit des Leiters ohnehin erforderlich ist, als Leiter für verhältnismä- ssig hohe Spannungen verwendet werden kann,
ohne dass Noronaverluste zu befürchten sind.
Ein Leiter gemäss der Erfindung, der .a.tis einem Kern von Aluminiumlegierungen mit hoher Festigkeit und einem Mantel aus Alu minium mit guter Leitfähigkeit zum Beispiel Reinaluminium besteht, eignet sich ebenfalls besonders gut für Hochspannungsleitungen. Der Mantel kann in diesem Falle sehr dünn gewählt werden, so dass der Leiter in .der Hauptsache aus Metall von guter Festigkeit besteht. Vor allem aber hat der Leiter infolge der ausnahmslosen Verwendung von unmag- netischen Metallen und Legierungen keine Induktionsverluste aufzuweisen.
Auch ist er aus dem gleichen Grunde vor elektrolyti schen Korrosionsa-ngriffen in hohem Masse ge schützt.
Besondere Vorteile :ergeben sich noch dar aus, dass durch den nach der Erfindung mit Aluminiummantel versehenen einzelnen Eisendraht die Anwendung von Aluminium als Einzelleiter für Freileitungen mit ge ringen Querschnitt ermöglicht wird. Derar tige Leiter können natürlich auch für isolierte Kabel verwendet werden.
Auch für andere Zwecke bieten gemäss der Erfindung ummantelte Eisen- und Stahl seile, sowie Drähte, Stangen:, Rohre Vorteile. So können sie zum Beispiel an: jdtelle von iSei- len mit glatter Oberfläche aus Profildrähten, verzinkten, verzinnten, verbleiten oder sonst wie überzogenen Drähten verwendet werden, wobei sie nicht nur bessere Festigkeitseigen schaften und höhere Lebensdauer haben, son dern vielfach auch noch wohlfeiler sind als die bisher verwendeten Werkstücke.
Als Metall für den Kern und den Mantel kann natürlich nicht nur Eisen und Alumi nium, sondern auch Kupfer und jedes andere Metall, sowie die verschiedensten Legierungen und Doppelmetalle gewählt werden, denn die Auswahl des Kernmetaller und des Mantel metaller richtet sich in der Hauptsache dar nach, fair welchen Zweck der langgestreckte Körper gemäss der Erfindung verwendet wer den soll.
Auch lassen sich Werkstücke mit andern Querschnitten, wie beispielsweise Bänder ge mäss der Erfindung herstellen, indem man entweder profilierte oder Flachdrähte oder dergleichen erfindungsgemäss mitAluminium- band überzieht oder aus runden Drähten, die gemäss der Erfindung unmantelt sind, die ent sprechenden Querschnitte durch Verformung hergestellt.
Die Herstellungskosten der langgestreck- ten Körper gemäss .der Erfindung sind ausser ordentlich niedrig, die Einrichtungen sind verhältnismässig einfach und das Erzeugnis ist gleichmässig und zuverlässig. Durch. den gleichmässig dicken und für Feuchtigkeit völlig undurchlässigen Mantel erhält es ge genüber korrosiven Angriffen grosse Wider standsfähigkeit.
Die langgestreckten Körper gemäss der Erfindung haben vor solchen, die mit gal vanischen oder nach ;Spritzverfahren aufge- brachten Überzügen versehen sind, sowie vor verzinkten, verzinnten und verbleiten Dräh ten .den grossen Vorteil, dass die" Ummante lung nicht porös, sondern vollkommen dicht, gleichmässig stark und homogen ist.
Auch kann,der Überzug wesentlich stärker als bei- spielsweise bei Verzinkung gewählt werden, so .dass er nicht schon wie bei dieser durch geringe mechanische Beanspruchung oder korrosive Angriffe nach verhältnismässig kur zer Zeit zerstört wird.
Im Gegensatz zu zum Beispiel DoppelmetaEdrähten, bei denen der Überzug zwar gleichfalls einen zuverlässigen Schutz gewährt, ist der Draht gemäss der Erfindung wesentlich billiger und seine Her stellung einfacher. Ausserdem bestehen keine Beschränkungen in bezug auf die Dicke der Auflage. Diese kann vielmehr beliebig stark gehalten werden und zum Beispiel 50 % des Gesamtquerschnittes und mehr betragen.