DE1042689B

DE1042689B - Elektrisches Kabel mit einem gewellten Mantel aus Aluminium sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1042689B
Application number: DEP10728A
Authority: DE
Original assignee: Pirelli General Cable Works
Current assignee: Pirelli General Cable Works
Priority date: 1952-10-31
Filing date: 1953-10-30
Publication date: 1958-11-06
Also published as: US2817363A; GB720650A; FR1086130A

Description

Elektrisches Kabel mit einem gewellten Mantel aus Aluminium sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft elektrische Kabel mit einem am Umfang oder schraubenförmig gewellten Mantel aus Aluminium oder einer weichen Alutniniuinlegierung sowie Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung solcher Kabel.
Der Mantel eines elektrischen Kabels der obigen Art wird dadurch hergestellt, daß die Kabelseele mit einem Rohr umgeben und danach ein Weharbeitsgang derart durchgeführt wird, daß die Wellungen oder Rillen in Berührung mit der Kabelseele gebracht werden. Da:, Mantelrohr wird gegebenenfalls durch Schweißung um die Kabelseele geschlossen, die aber auch in eine vorgeformte Rohrlänge eingefädelt werden kann.
Bekannte Kabel der obigen Art zeigen R.ißbildung im besonderen in der Nähe der Rillenfüße oder -scheiteil, wenn sie wiederholter Wechselbiegung unterworfen werden.
Es ist bekannt, daß diese unerwünschte Eigenschaft gemildert werden kann, wenn bei der Rillenformung die Wanddicke ungeändert bleibt. In einem bekannten elektrischen Kabel mit einer von einer Metallhülle umgebenen Mehrzahl von isolierten Leitern besteht die Hülle aus einem Metallband, welches quer zur Kabelachse stehende, ringförmig in sich geschlossene Wellen besitzt, die den Kabelkern nur mit den in den t'el_lentälern zu unterst liegenden Teilen berühren, wobei die in Längsrichtung des Kabels verlaufenden Ränder des Bandes miteinander verbunden sind. Die Rillenabmessungen sind dabei so gewählt, daß die Steigung doppelt so groß wie die Tiefe ist. Es sind auch elektrische Kabel mit Stahlwellenmantel be-1>anntgeworden, bei denen der äußere Fußdurchmesser der Rillen etwa 801/o des Außenscheiteldurchmessers des Mantels beträgt, wobei jedoch das Verhältnis der Steigung zu dem äußeren Scheiteldurchmesser unberücksichtigt blieb.
Wenn es auch mit bekannten Mitteln möglich gewesen ist, Kabel mit gewellten Mänteln herzustellen, deren Biegefestigkeit einer normalen Beanspruchung genügt, reichte diese Biegefestigkeit, im besonderen bei Beanspruchung auf Wechselbiegung, häufig nicht aus, oder es war erforderlich, die Rohrabmessungen mit einem Sicherheitsfaktor zu wählen, der in vielen Fällen zu einem unnötig großen Materialaufwand mit daraus resultierender Verteuerung des Erzeugnisses und zu einer Unsicherheit hinsichtlich der Bemessung führte.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen Kabels mit gewelltem Mantel der obigen Art, das auf Grund zuverlässigerer Bemessung hohe Biegefestigkeit, im besonderen bei Beanspruchung auf Wechselbiegung, hat und einen gleichmäßigen Balgeffekt gewährleistet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der äußere Fußdurchmesser der Wellungen oder Rillen zwischen 92 und 84 °/o des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels liegt, die Rillensteigung zwischen 35 und 45 % des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels ausmacht und die Dicke der Mantelwand zwischen 3 und 4 % des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels oder 3 % des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels -1- 0,254 mm beträgt.
Die Wanddicke zwischen 3 und 4% des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels wird gewählt, wenn das Kabel eine wiederholte Biegeprobe um einen Radius gleich dem sechsfachen Gesamtdurchmesser des Mantels aushalten muß. Bei einer weniger großen Beanspruchung, beispielsweise wenn der Biegungsradius das Zehnfache des äußeren Scheiteldurchmessers beträgt, kann ein dünnerer Mantel verwendet werden. In solchen Fällen kann die Wanddicke 3 % des äußeren Scheiteldurchmessers -1- 0,254 mm betragen. Bei Kabeln, deren Mantel einen Gesamtdurchmesser von mehr als 25,4 mm hat, ergibt dies eine Wandstärke, die in den obigen Grenzen liegt.
Elektrische Kabel mit den Merkmalen der Erfindung werden zweckmäßig in an sich bekannter Weise mit einem oder mehreren Rillen- oder Wellungswerkzeugen hergestellt, die um die Achse des Kabels rotieren und so gebaut und angeordnet sind, daß sie Druck auf den Außenumfang eines ebenen rohrförmigen Mantels ausüben und dadurch in dem Mantel Wel-Lungen oder Rillen mit bestimmtem Umfang und Steigung erzeugen. Der Radius des Arbeitsteiles des Rillenwerkzeuges oder jedes einzelnen Werkzeuges liegt, je nach Lage des Falles, angenähert bei einem Achtel, vorzugsweise zwischen 11 und 13 %, des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels. Unter dem Radius des Arbeitsteiles des Wellungswerkzeuges wird in diesem Zusammenhang der Teil verstanden, der im wesentlichen radial nach innen gegen das zu wellende ebene Rohr drückt und auf diese Weise die Vertiefungen zwischen den Scheiteln ausbildet. Daraus ergibt sich, daß der Radius jeder Einsenkung im wesentlichen gleich dem Radius des betrachteten Teiles des Formgebungswerkzeuges ist.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Rillen- oder Wellungswerkzeug so anzuordnen, daß der äußere Scheiteldurchmesser des gewellten Mantels praktisch gleich dem Außendurchmesser des röhrenförmigen :Mantels vor der Wellung ist. Wird durch die Wellung der Außendurchmesser des Mantels wesentlich vermindert, so bedeutet dies, daß auf dem Mantel eine größere Kraft ausgeübt worden ist, als zur Erzeugung der vorteilhaftesten Rillenform erforderlich ist. Daraus ergibt sich eine Verdickung der Mantelwand im besonderen an oder in der lZähe des Rillenfußesä somit eine nachteilige Beeinflussung der Oualität des Metalls.
Zur Herstellung eines elektrischen Kabels mit ge-%velltem Mantel nach der Erfindung wird in an sich bekannter Weise ein Streifen aus weichem Aluminium oder einer weichen Aluminiumlegierung fortschreitend um die Kabelseele zwecks Umhüllung gebogen, wenn die Seele und der Streifen durch die Ummantelungsrnaschine verlaufen. Die Kanten der Streifen werden zusammengeschweißt, bevorzugt unter Verwendung eines Zweiphasenlichtbogens mit Argonabschirmung und Wolfram- oder Wolframlegierungselektroden, so daß ein ebener röhrenförmiger Mantel entsteht, der die Kabelseele umgibt. Am Außenumfang dieses Mantels werden ein oder mehrere Werkzeuge angeordnet oder gelagert, die um die Mantelachse rotieren, um in dem Mantel Umfangs- oder Schraubenrillen zu bilden, deren äußerer Fußdurchmesser zwischen 92 und 8-1 % des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels und deren Steigung zwischen 35 und 45 % des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels beträgt.
Obgleich der Radius des Arbeitsteiles des Werkzeuges zur Ausbildung von Rillen mit abgerundeten Füßen und Scheiteln in der Größenordnung eines Achtels des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels liegen soll, wenn ein Rillenwerkzeug der obigen Art verwendet wird, um einen glatten Übergang von den Füßen zu den Scheiteln der Wellungen zu gewährleisten, kann es zweckmäßig sein, daß dort, wo sich die Rillentiefe dem oben erwähnten Maxiinurn nähert, der Radius des Rillenwerkzeuges etwas vermindert wird. Andererseits muß der Radius des Rillenwerkzeuges entsprechend vergrößert werden, falls die kleinste Rillentiefe erzeugt werden soll. Wenn man dies berücksichtigt, kann jedoch eine gegebene Anfangsgröße des röhrenförmigen Mantels auf ziemlich unterschiedliche Tiefen gewellt werden, um sich einem Bereich von Seelengrößen anzupassen.
Die obigen Änderungen der Rillensteigung, die nach (_er Erfindung zulässig sind, erlauben die Anwendung e:::nr einzigen Steigung für zwei oder mehrere 3,lantelgrößen, wobei sich benachbarte Größen um beispielsweise 10 % unterscheiden, wodurch die Wirtschaftlichkeit in der erforderlichen Vorrichtung zur Herstellung eines Größenbereiches praktisch durchgeführt werden kann. Ein ähnliches Ergebnis folgt aus der zulässigen Änderung des Radius des Arbeitsteiles des Rillenwerkzeuges. Eine solche Änderung kann zwischen 11 und 13 0% des Gesamtmanteldurchmessers liegen, so daß ein gegebenes Werkzeug für zwei oder mehrere Größen des Mantels benutzt werden kann.
Obgleich nur eine Ausführungsform der Erfindung als Anwendung auf die Herstellung eines ummantelten elektrischen Kabels beschrieben worden ist, wobei ein Rillen- oder Wellungswerkzeug verwendet wird, das eine größere Anzahl Walzen hat, die eine schraubenförmige Rille ausbilden können, wird darauf hingewiesen, daß die Grundsätze der Erfindung auch auf die Herstellung ummantelter elektrischer Kabel angewandt werden können, die andere geeignete Formen des Rillenwerkzeuges benutzen und beispielsweise Rillen erzeugen können, die genau am Umfang verlaufen. Es kann aber auch ein Mantel mit vorgeformten Rillen mit einem Umriß und Steigung nach der Erfindung benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrisches Kabel mit einem am Umfang oder schraubenförmig gewellten Mantel aus Aluminium oder einer weichen Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Fußdurchmesser der Wellungen oder Rillen zwischen 92 und 84% des äußeren Scheiteldurchmessers, des Mantels liegt, die Rillensteigung zwischen 35 und 45"/o des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels ausmacht und die Dicke der Mantelwand zwischen 3 und 4% des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels beträgt.
2. Elektrisches Kabel mit einem am Umfang oder schraubenförmig gewellten Mantel aus Aluminium oder einer weichen Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Fußdurchmesser der Wellungen oder Rillen zwischen 92 und 84% des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels liegt, die Rillensteigung zwischen 35 und 45% des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels ausmacht und die Dicke der Mantelwand 3% des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels -I- 0,254 mm beträgt.
3. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kabels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außenumfang eines ebenen röhrenförmigen Mantels aus Aluminium oder einer weichen Aluminiumlegierung ein oder mehrere Werkzeuge angeordnet oder gelagert werden, die um die Mantelachse rotieren, um in dem Mantel Umfangs- oder Schraubenrillen zu bilden, deren äußerer Fußdurchmesser zwischen 92 und 84"/o des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels und deren Steigung zwischen 35 und 450/0 des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels beträgt.
4. Vorrichtung zur Herstellung eines elektrischen Kabels nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Rillen- oder Wellungswerkzeuge, die um die Achse des Kabels rotieren und so gebaut und angeordnet sind, daß sie Druck auf den Außenumfang eines ebenen rohrförmigen Mantels ausüben und dadurch in dem Mantel Wellungen oder Rillen mit bestimmtem Umfang und Steigung erzeugen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des Arbeitsteiles des Rillenwerkzeugesoder jedes einzelnen Werkzeuges, je nach Lage des Falles, zwischen 11 und 13% des äußeren Scheiteldurchmessers des Mantels liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 198 512; USA.-Patentschrift Nr. 2 525 300; Druckschrift »Verlegung und Montage von Erdkabeln mit Stahl- und Wellenmantel« von Fa. Hackethal Draht- und Kabelwerke AG. Hannover; Zeitschrift »Bell laboratories Record«, November 1948, S. 441 bis 444.