DE1440008A1

DE1440008A1 - Huelle um Kabel oder Kabelelemente oder um andere elektrische Geraete sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Huelle

Info

Publication number: DE1440008A1
Application number: DE19611440008
Authority: DE
Inventors: Ehlers Dr Walter
Original assignee: MERKUR AGENCIES FA
Current assignee: MERKUR AGENCIES FA
Priority date: 1960-04-26
Filing date: 1961-04-25
Publication date: 1968-10-31

Description

Hülle um Kabel oder Kabelelemente oder um andere elektrische Geräte sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Hülle Die Erfindung betrifft eine aus einem aus Weicheisen- oder Stahlschichten und Schichten aus normalem (handelsüblichen) Aluminium in einem gesonderten Verfahren lamellierten Band oder Blech bestehende Hülle um Kabel oder Kabelelemente oder um andere elektrische Geräte. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf alle Arten von Starkstrom- und Fernmeldekabeln und dergleichen mit vollständig wasserdichter metallischer Hülle. Eine besondere Anwendungsform der Erfindung betrifft Luftkabel, für die leichte und trotzdem mechanisch feste Umhüllungen besonders wichtig sind. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf Kabelelemente, insbesondere auf Außenleiter koaxialer Leistungskreise und dergleichen.

Die erfindungsgemäßen Werkstoffe und ',!'c-;rfahren kom$e:Cl anLqC-

dewo.@a oder Abschirmungen @1

d.e i°S1e#ichen- angewa-rdt Werden r# insbv sondere i n Fällen, wo

vollständige elektrische Abschrmung und Feuchtigkeitsschutz

erforderlich sind.

Bekannt :ist ein Aufwickeln von IVletallbändern unter Zwischenfügung anderer Schichten, also keine Längsabdeckung. Diese Bänder werden dann über den ganzen Umfang der Hülle verschweißt. Dabei werden als Träger Papierband oder Gewebeband verwendet. Weiterhin ist dabei vorgeschlagen, daß als Grundmetall eine dünne Aluminiumfolie dienen. kann, die mit einem dünnen lötbaren Überzug versehen ist. Hier wird also das Aluminium als nicht verschweißendes Grundmetall erwähnt während das Lötmaterial beispielsweise Blei oder eine Bleilegierung sein kann. ferner sind Bandkombinationen bekannt, bei welchen die Aluminiumfolie fest zusammengeschweißt und die außenliegende Papierlage je nach Wahl fortgedrückt oder aber nur fest zusammengedrückt wird. Diese Ausführungsform betrifft ausschließlich die Verschweißung von Reinstaluminium bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes. Eine elektrische Schweißung ist für Blei und Zink möglich, wobei die Verschweißung aber über den gesamten Umfang der Hülle erfolgt.. Auch bei Verwendung von Reinstaluminium werden nichtplattierte Metallbänder mechanisch verschweißt. Ferner ist bekannt, Aluminium nur als nichtschmelzenden Träger oder ohne Träger zu verwenden. Wenn aluminiumplattierte Bänder verwendet werden, dann. sind diese bisher nicht verschweißt worden, sondern bzw. sind Kabel mit Eisenbändern und Eisendrähten umwickelt worden. Bekannt sind-Aluminiumschutzhüllen für elektrische Kabel durch Aufwickeln von Aluminiumbändern unter Verwendung der elektrischen Widerstandsschweißung, wobei.bestimmte Überlappungen eingehalten werden müssen. Ferner sind feuchtigkeitsundurchlässige Umhüllungen aus drei Lagen bekannt, die getrennt aufgebracht werden. Dabei werden Aluminium und Kupfer als nicht-#hmelzende Träger angegeben. n°- Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte gülle zu schaffen, welche aus einem aus Weicheisen und/ oder Otahlachichten und Schichten aus normalem Aluminium lamellierten Band oder Blech besteht, wobei eine wirtschaftliche Herstellung erreicht werden soll und darüber hinaus gleichmäßige Bedingungen hinsichtlich mechanischer und elektrischer Eigenschaften erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,.daB in der durch an sich bekannte elektrische Wideratandsverachweißung gebildeten. Schweißnaht nur das Aluminium ververschweißt ist Dabei geht man davon aus, daß es nicht möglich oder wenigstens äußerst schwierig ist, das hochleitfähige .Llumni allein vermittels Ui d.er standsschweßung längs einer Naht zu verschweißen. Das Eisen ist erfindungsgeaeß als ein in Reihe geschalteter Widerstand eingesetzt, der eine völlige Zerstörung des Aluminiums durch übergroße Ströme verhindert. Hierbei wird das Verschweißen von normalem Aluminium durch elektrische Widerstandsschweißung dadurch bewerkstelligt, daß Eisen als Strombegrenzer mit dem Aluminium in Reihe geschaltet wird und sozusagen als Widerstandsheizofen das Aluminium schmilz, ohne selbst zu schmelzen. für die Erfindung ist es dabei wesentlich, daß man handelsübliches Aluminium verwenden kann. Dieses ist nicht wie Reinstaluminium durch Druck allein verschweißbar, ohne daß es zum Schmelzen gebracht werden muß. Eine vorteilhafte Ausführungsform liegt somit in der Verwendung eines an sich bekannten Aluminiumbandes mit Weicheisen oder Stahlkern. Besonders für die Herstellung gewellter Hüllen oder von Spulenkapseln und. dergleichen können erfindungsgemäß mit .Aluminium lamellierte 'fiefziehqualitäten von Eisen- oder Stahl-Blechen oder -Bändern verwandt werden.
Derartige lamellierte Bänder und dergleIJ.chen werden beispielsweise längs um den Kabelkern aufgebracht und an ihren vorzugsweise überlappten Kanten zu wasserdichten rohrförmigen Hüllen um die Kabelseele gemäß irgendeinem der Verfahren verschweißt wie sie zur Herstellung von Aluminium- oder Stahl-Mänteln bekannt sind. Das derart geformte, noch ausgestreckte Rohr kann unmittelbar im Anschluß an den Schweißvorgang gewellt oder gefaltet werden. Stahlbleche, die gegen Korrosion mit einem dünnen Aluminiumüberzug versehen sind, sind bekannt, und Bänder solchen Materials sind zur Herstellung sogenannter "Rohrdraht"-Mäntel in der Form verwandt worden, daß das Band um die Kabelseele herumgebogen und an seinen Rändern zum Rohr zusammen gefalzt wurde. Solche Aluminiumüberzüge sind jedoch viel zu dünn zum Verschweißen und zur Elektrizitätsleitung, und sie sind daher auch niemals für diese Zwecke benutzt worden. Bekanntlich ist der mechanisch schwächste Teil eines geschweißten Rohres nicht die Schweißnaht selbst sondern die .er Schweißnaht benachbarte Zone. Falls jedoch Aluminiumbänder mit Weicheisen- oder Stahlkern derärt verschweißt werden, daß die Weicheisen- oder Stahlkerne keinen die Schmelztemperatur des Aluminiums wesentlich überschreitenden Temperaturen ausgesetzt werden, dann wird die mechanische Festigkeit der der Schweißnaht benachbarten Zone nicht derart geschwächt.
Vom elektrischen Gesichtspunkt aus dämpfen Aluminiumhüllen mit Weicheisen- oder Stahlkern magnetische Felder in viel höherem Maße als nichtlaminierte Aluminiumhüllen. Ebenso ist auch der Kabelmantelschutzfaktor (Reduktionsfaktor) von Aluminiumbändern mit Weicheisen- oder Stahlkern um Fernmeldekabel und dergleichen gegen Starkstromstörungen viel geringer als der unlamellierter Aluminiumbänder gleicher Gesamtstärke, insbesondere falls der Schweißvorgang sö eingestellt wird, da.ß zwischen den, beiden isiuheisen- oder Stahlkernrändern in der Schweißnaht nur eine sehr geringe Menge Aluminium verbleibt, da h. falls der Weicheisen- oder Stahlkern einen praktisch geschlossenen magnetischen Kreis um die Kabelseele bildet. Verglichen mit unlamellierten vreicheisen- oder Stahlbändern besitzen Aluminiumbänder mit Weicheisen- oder Stahlkern den Vorteil, daß sie viel leichter um. die Habel Seele herumgebogen werden können, da das Eisen oder der Stahl in der Gegend der neutralen Biegungszone liegen, und die größten ehnungen.und Stauchungen vom Aluminium aufgenommen. werden, vor allem falls die Aluminiumschichten verhältnismäßig stark sind.. Eine aus Aluminiumband mit Weicheisen- oder Stahlkern g@-schweißte Hülle ist daher zweckmäßig dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke wenigstens einer Aluminiumschicht zwischen 10'0 und 3-5% der Gesamtbandstärke beträgt. Weiterhin ist in einer besonderen Ausführungsform bei einer erfindungsgemäßen Hülle die Aluminiumschichtstärke zwischen den Weicheisen- oder Stahlkernrändern in der Schweißnaht sehr viel geringer als an allen anderen Stellen der Naht und der übrigen Hülle. Insbesondere umfallt die Metallhülle die Kabelseele und ein Trägerseil oder einen Trägerdraht gemeinschaftlich. Durch die Erfindung wird gegenüber unlamellierten Aluminiumbändern ein besserer mechanischer Schutz der Kabelseele erreicht. Vorteilhaft ist die Metallhülle an Luftkabeln zwischen Kabelseele und Träger zu einem Steg verengt, welcher die Schweißnaht enthält. Dabei ist in einer besonderen Ausführungsform der Steg mit der Schweißnaht ungewellt, die übrige Hülle jedoch gewellt. In dem Umstand, daß die aluminiumlamellierten Weicheisen- oder Stahlbänder gewellt werden können, bevor sie um den Kabelkern herumgebogen werden, liegt ein besonderer Vorteil. Man kann. auch nur einen Teil der Bandbreite wellen und den Rest eben lassen, vor allem die Ränder, an denen die Bänder verschweißt werden sollen. Insbesondere ist dabei der Steg und der den Träger umgebende Teil ungewellt, der die Kabelseele umgebende Teil jedoch gewellt.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer aus einem im Widerstandsverfahren verschweißten Band oder Blech bestehenden .Hülle um Kabel oder Kabelelemente oder um elektrische Geräte, bei welchem zunächst ein Band aus Weicheisen oder Stahlschichten mit Schichten aus normalem (handelsüblichen) Aluminium lamelliert wird, sieht eine besondere Ausführungsform vor, daß bei der danach erfolgenden Verschweißung das elektrische Widerstandsschweißverfahren so eingestellt wird, daß nur das Aluminium verschweißt. Bei einem solchen Verfahren zur Herstellung einer aus Aluminiumband oder -blech-mit Weicheisen- oder Stahlkern geschweißten Hülle wird zweckmäßig das elektrische Rüllenschweißverfahren so eingestellt, daß nur das Aluminium verschweißt. Insbesondere wird das' elektrische Schweißverfahren so eingestellt, daß die Aluminiumschichtstärke zwischen den Weicheisen oder Stahlkernrändern in der Schweißnaht stark verringert wird, 'während die Schichtstärke an anderen Stellen der Naht und der übrigen Hülle im wesentlichen unverändert bleiben. Weiterhin werden vorteilhaft Schweißdruck und Temperatur so eingestellt, daß ein wesentlicher Teil des Aluminiums aus dem Raum zwischen den Weicheisen- oder Stahlkernrändern in der Schweißnaht herausgedrückt wird..-Weitere Merkmale des Verfahrens liegen darin, daß die lamellierten Bänder vor Ausführung des Schweißvorgangs gewellt werden, ferner darin, daß die Wellung der Bänder vor dem Schweißvorgang nicht die Zonen einschließt, die anschließend verschweißt werden sollen.- Bei der Herstellung vor. Luftkabeln soll ferner die Wellung der Bänder vor dem Schweißvorgang außerdem nicht die Zone einschließeng die um den Träger herumgelegt werden soll. Wenn die Schweißnaht an den Verbindungssteg zwischen Kabelseele und Träger gelegt wird, kann die Hülle um die Kabelseele vollständig wasserdicht bleiben. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Werkstoffe und Verfahren im Vergleich mit der Verwendung umlamellierter 'Stahlbänder für Kabelmäntel besteht darin, daß sie auch für die Herstellung von Hüllen über dünne Kabel oder von Außenleitern dünner koaxialer Leitungskreise angewandt werden können, für die die bekannten Stahlmantel-Herstellungsverfahren nicht tauglich sind. Für solche Fälle können ungewöhnlich dünne, aber trotzdem mechanisch feste mit Aluminium lamellierte Weicheisen- oder Stahlbänder verwandt werden. Ein besonderer Vorteil der mit Aluminiumlamellierten Weicheisen- oder Stahlbänder und dergleichen ist, daß, wie erwähnt, die Schweiß- oder "Zöt"temperatur sehr viel niedriger gewählt werden kann als die für umlamelliertes Weicheisen oder Stahl erforderlichen Schweißtemperaturen, Infolgedessen benötigt die Kabelseele kehen so großen Schutz gegen Überhitzung durch den Schweißvorgang, insbesondere wenn das Band außerhalb der Schweißzone während des Schweißvorgangs und die Schweißzone selbst unmittelbar nach dem Schweißvorgang gekühlt werden. Es ist deshalb auch möglich, die Hülle eng um die Kabelseele herumzuschweißen. Ausführungsbeispiels für die Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigen die I'iguren 1 bis 4 verschiedene Querschnittansichten eines Kabels unter besonderer Darstellung der metallischen Kabelumhüllung.
In allen Figuren bezeichnet 1 die Kabelseele, 2 den magnetischen (Eisen) Teil des Bandes, 3 die äußere und 4 die innere AluminiumggIattierung und 5 die Schweißnaht. In Figur 4 ist mit 8 eine wahlweise Kunststoffhülle um die Kabelseele bezeichnet. Ferner ist gemäß Figur 4 ein Trageseil 9 vorgesehen, wie es im Falle eines Luftkabels verwendet wird. Die Zonen,-die miteinander verschweißt werden, sind in der letzten Figur mit 5a, b und c bezeichnet.

Claims

PMNTANSPBÜCHE 1. Aus einem aus Weicheisen-. oder Stahlschichten und. Schichten aus normalem (handelsüblichen) Aluminium in einem gesonderten Verfahren lamellierten Band oder Blech bestehende Hülle um Kabel oder Kabelelemente oder um andere elektrische Geräte, dadurch gekennzeichnet, daß in der durch an sich bekannte elektrische Widerstandsverschweißung gebildeten Schweißnaht nur das Aluminium verschweißt ist.
2. Hülle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an sich bekannten Aluminiumbandes mit Weicheisen oder Stahlkern.
3. Aus Aluminiumband mit Weicheisen- oder Stahlkern geschweißte Rülle nach Anspruch 2, dadurch gekennaeichnet, daß die Stärke wenigstens einer Aluminiumschicht zwischen 10% vM 35% der Gesamtbaßdstirke beträgt. 4. Aue Aluminiumband mit Weicheisen- oder Stahlkern ge- schweißte -Hülle nach Anspruch 1 oder 2; dadurch gekenn- zeichnet , saß die Aluminiumschichtstärka £5yji sehen den Weicheisen- oder Stahlkernrändern in der Schweißnaht sehr viel geringer ist als an allen anderen Stellen der Naht und der übrigen Ei.lle.

5. Metallhülle für Luftkabel nach einem HX@a<@s @@:-2,sprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, cl-a.ß sie abelseele. und ein Trägerseil oder einen Trägerdraht gemeinschaft- lich umfaßta

Metallhülle für Luftkabel nach Anspruch 5, dadurch ge- kennzsic?anet, , daß sie. zwischen Nabelseele und Träger zu einem Steg verengt ist e welcher diG Schwe°'ßnaht ent- hält

Metallhülle um Luftkabel nach Anspruch 6, dadurch Bekennzeichnet, daß der Steg mit der Schweißnaht ungewellt, die. übrige Hülle-jedoch gewellt ist. S. Metallhülle um Luftkabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnete daß - der Steg und der den Träger inngebende Teil ungewellt, der die Kabelseele umgebende 'Teil jedoch gewellt ist.. 9. Verfahren zur Herstellung einer aus einen im Widerstandsverfahren verschweißten Band oder Blech bestelenden f- @L#t 1 # ei . erbe ##rii#öd l um @t@trirehe

Geräte, bei welchem zunächst ein Band aus Weiche-sen oder Stahlschichten mit Schichten aus normalem (handelsüblichen) Aluminium lamelliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der danach erfolgenden Verschweißung das elektrische Widerstandsschweißverfahren so eingestellt wird, daß nur das Aluminium verschweißt. 10. Verfahren zur Herstellung einer aus Aluminiumband oder -blech mit Weicheisen- oder Stahlkern geschweißten Hülle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,-daß das elektrische Hüllenschweißverfahren so eingestellt wird, daß nur das Aluminium verschweißt. 11.Verfahren zur Herstellung einer aus Aluminiumband oder -blech mit Weicheisen- oder Stahlkern geschweißten Hülle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schweißverfahren so eingestellt wird, daß die Aluminiumschichtstärke zwischen den Weicheisen- oder Stahlkernrändern in der Schweißnaht stark verringert .wird, während die Schichtstärke an anderen Stellen der Naht und der übrigen Hülle im wesentlichen unverändert bleiben. 12.Verfahren zur Herstellung einer aus Aluminiumband oder -blech mit Weicheisen- oder Stahlkern geschweißten Hülle L- i. tve sen1@.on&Qr de Cuo fei, Daum den Weicheisen® oder Stahlkernrändern in der Schweiß- naht herausgedrückt wird.

13- Verfahren zur Herstellung von Hüllen um Kabel oder Kabelelemente nach Anspruch 9 und 1®, dadurch gekenn- zeichnet, daß die lamellierten Bder vor -iustührLu.LJ des #3ehweißvorgangs gewellt werden.

14® Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß die Wellung der Bänder vor dem Schweißvorgang nicht die Zonen einschließt, die anschließend verschweißt werden sollen. 15s Verfahren nach Anspruch 14 zur Herstellung von Luftkabeln mit Träger, dadurch gekennzeichnet, da_ß die Wellung der Bänder vor dem Schweißvorgang außerdem nicht die Zone einschließt, die um den Träger herumgelegt werden soll.