DE1440781A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von elektrischen Kabeln - Google Patents

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Deutsche Bank AG.

Oberhausen (RhId.) und Filiale Siegen

Amialtsakte 62 211 26. Juni 1962

Ke/Schr.

Firma British Insulated Gallender's Cables limited, Horfolk House, Horfolk Street, London W.C.2, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Hr. 23347/61 vom 28. Juni 1961 "beansprucht.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung yon elektrischen Kabeln

KLe Brfindung bezieht sich auf sogenannte mineralisolierte elektrische Kabel /mineral insulated electric cables/, d.h. auf Kabel derjenigen Gattung, bei welcher das Dielektrikum aus verdichtetem bzw. verfestigtem oder kompaktem Pulver besteht, welches im Eaum zwischen dem oder den Kabelleitern und

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einer Metallhülle enthalten ist. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Produktes, welches das Kabel in seiner Endform oder (auch) ein Werkstück sein kann, aus welchem das Kabel in seiner endgültigen !Form durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden kann. Im Nachstehenden soll immer dann, wo es der Zusammenhang erlaubt, ein derartiges Produkt, ganz gleich, ob von der einen oder der anderen Form, als "mineralisoliertes Kabel" bezeichnet werden.

In der britischen Patentschrift 693 957 ist ein Verfahren zur Herstellung eines mineralisolierten Kabels als kontinuierlicher Prozeß beschrieben. Ein derartiges Verfahren besteht aus dem Zusammenbauen des oder der leiter in einem Metallrohr mit richtigem bzw. korrektem Relativabstand, wobei ein Ende des Rohrs in ein Formwerkzeug oder eine Matrize (im Nachstehenden "Form" genannt) eintritt, die so ausgebildet ist, daß der Durchmesser des Rohrs verringert wird, wenn das Rohr durch die Matrize bzw. das Formwerkzeug hindurchgezogen wird, sowie Vorschieben des Isolierstoffes nach einer Stelle in der Nähe der Form, Ausüben eines Brücke auf den Isolierstoff, der somit in eine Richtung auf die Form zu vorgeschoben wird, während das Rohr und sein Inhalt durch die Form hindurchgezogen wird, um einen umhüllten isolierten leiter herzustellen, in welchem der Isolierstoff^gleichmäßig.,"umdien oder die Leiter herum zusammengedrückt ist. Der Druck auf den Isolierstoff wird mittels eines Stempels ausgeübt, welcher sich im Rohr hin- und herbewegt* ^τ

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Durch die vorliegende Erfindung wird ein ergeblich einfacheres "Verfahren zur Herstellung eines mineralisolierten Kabels in kontinuierlichem Arbeitsgang geschaffen, welcher im Ziehen eines Metallrohrs besteht, das einen (oder mehr) Leiter enthält, der bzw, die durch ein freifließendes Mineralisolierpulver vom Rohr (und voneinander) getrennt werden, vertikal nach unten durch eine 0-yorm^Ton solcher Ausbildung, daß das Rohr während seines Durchgangs durch die Form im Durchmesser verringert wird, während der (oder die) leiter in positiver bzw. form- oder kraftschlüssiger Weise auf geeignetem Relativabstand vom Rohr gehalten werden, und zwar in einer TSbene, die in Längsrichtung einen Abstand von der λ !Perm hat, und Zufuhren von Pulver in den Teil des Rohrs zwischen der Form und der genannten Ebene mit einer Förderrate bzw. Geschwindigkeit, die so bemessen ist, daß der genannte Teil im wesentlichen voll Pulver gehalten wird, wobei die Höhe der Pulver-Säule über der Form mindestens ausreicht, um ein Zurückschieben bsw. -riaanea /^w push-back»/ von Pulver zu vermeiden·

Hit einem freifließenden Mineralisolierpulver ist ein Mineralisolierpulver gemeint, welches durch eine Ford-Meßbehälter- λ AoslaSöffinmg /Ferl cup orifice/ von 0,169" (4#29 mm) mit einer Geschwindigkeit von 100 g in 50 Sekunden oder weniger, vorzugsweise in .25 Sekunden oder weniger, fließt*

wird ein Pulver mit einer Teilchengrößenverteilung verwendet, das mindestens 45# und vorzugsweise mindestens 30$

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durch ein britisches Standardsieb von 85 Maschenweite- (d.h. ein Sieb mit 85 Maschen pro Zoll oder 35 »5 Maschen pro Zentimeter) und mindestens 99»4$ und vorzugsweise mindestens 99»8$ durch ein britisohes Standardsieb von 60 Maschenweite (d.h. ein sieb mit 60 Maschen pro Zoll oder 23,6 Maschen pro Zentimeter) passiert. Xn diesem Absatz sind alle Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, und die verwendeten Siebe wie im britischen Standardmaß 410 definiert.

Vorzugsweise wird ein geschmolzenes Magnesiumoxydpulver verwendet, d.h. ein Pulver, welches geschmolzen und rekristallisiert und gemahlen worden ist, so daß die Teilchen schon im wesentlichen von gleichmäßiger Größe sind und Zusammenballungen von kleinen !Teilchen in größere Klumpen vermieden werden. Die Teilchen des geschmolzenen Magnesiumoxyds sind außerordentlich hart und brechen nicht leicht in feinere Teilchen auseinander, während die genannten zusammenballungen verhältnismäßig leicht auseinanderbrechen wurden. Eine derartige Behandlung ergibt Pulverfließeigenschaften, die denjenigen von Silbersand ähnlich sind. Das Pulver verfestigt /compact) sich nicht, wenn es durch das den Gegenstand des im vorstehenden erwähnten Patente der gleichen Anmelderin bildende Verfahren zusammengestampft wird.

Während de· Ziehvorgange wird das Rohr vorzugsweise in Vibration, z.B. in seitliche Schwingung, versetzt. Dadurch wird da». Pulver bis zu einem g«wiaa«n Auemaß verfestigt und dl· Größe der

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.Änderungen in· der Dichte, welche sonst durch das Ziehen des Rohrs und seines Inhalts durch die lorm hindurch hergestellt werden maßte, verringert, und somit kann die aehließliche Dichte konsistenter sein. Obwohl die Höhe der Pulversäule über der Form nicht kritisch ist, was ihr Maximum betrifft, besteht ein Minimumwert, unterhalb welchem das Zurückrinnen von Pulver auftritt. Dieser Minimumwert ändert sich mit der Art des verwendeten Pulvers und dem Gf-rad bzw· Ausmaß des anfänglichen Verfestigens. Zum Beispiel ist bei einem Rohr mit einer Bohrung von 5/8" (16 mm), wel-· ches zwei leiter von 0,168" (4,3 mm) Durchmesser enthält, die in dem Rohr gleichmäßig im Abstand voneinander gehalten werden, das mit einem besonderen Beispiel von freifließendem geschmolzenem Magnesiumoxydpulver gespeist wird, wenn das Pulver einfach in diesen Seil des Rohrs eingeschüttet wird, ohne daß das Rohr einer Vibration ausgesetzt wird, eine Höhe von 4 1/2" (11,4 cm) erfor-

derlich, um ein Zurückrinnen zu vermeiden, während dann, wenn das

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etwa 1" (2,54 cm) ausreicht, um ein Zurückrinnen zu vermeiden.

Der oder dieι leiter können in positiver bzw· form- oder kraftschlüssiger^fei se auf geeignetem Relativabstand* vom lungsrohr gehalten werden, d.h. vom Rohr, weiches hin^bg'ezögeit^ /drawn down/ wird, um die Hülle zu bilden, und zwar durch eine

di^
rung, welche in der im vorstehenden beschriebenen Ebene angeordnet

ist, hat außerdem einen oder mehr Durchgänge in sich und/oder zwischen sich und der Wand des ümhüllungsrohrs, durch welche Pulver nach dem Raum zwischen der Führung und der Ziehform zugeschoben werden kann. Die Leiterführung ist vorzugsweise am unteren Ende eines Halterungsbauteils, normalerweise eines Rohrs ("Führungsrohrs") befestigt, durch welche die Leiterführung oberhalb der Ziehform einregelbar angebracht werden kann. Das Führungsrohr sitzt vorzugsweise mit Gleitsitz in dem Umhüllungsrohr.

Ein Verfahren zur Herstellung von .mineralisolierten gemäß der Erfindung und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwendung bei, diesem Verfahren wird im nachstehenden anhand der die Erfindung beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen die
Fign. 1 und 2 Ansichten, teilweise im Schnitt, von oberen bzw.

unteren feilen der Vorrichtung, während

Fig. 3 ' einen Querschnitt entlang der Linie; .IH-UI von ·' Fig. 2 wiedergibt. '-'■.- .. : ■: ■ .. - ,_r -

Gemäß der Zeichnung ist das hergestellte Kabel ein Doppelleiterkabel mit zwei Leitern 1 und 2, welche durch verfestigtes freifließendes Mineralisolierpulver 4 voneinander und von einer Kabelhülle 3 getrennt sind. Die Leiter 1 und 2 führen in der Form von Drahtlängeii nach unten durch Deckrohre /shroud tubes/ 5 und 6, welche in einem Führungsrohr 7 gehalten werden, das seinerseits

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mit G-leitsitz in einem Umhüllungsrohr 8 sitzt. Das Umhüllungsrohr 8 wird durch das Hindurehlaufen durch eine Reduzierform 9 hinabgezogen* um die Kabelumhlillung 3 zu bilden. Das derart geformte Kabel wird normalerweise durch darauffolgende Zieharbeitsgänge und'"Ausglühen oder Anlassen /annealing/, wie es gemäß der gewöhnlichen Praxis erforderlich ist, weiter im Durchmesser reduziert»

Die IBnhüllungsrohre 5 und 6 werden an ihren oberen Enden mittels eines befestigten oder feststehenden Kreuzbauteils 10 gehalten, und das obere Ende des Führungsrohrs 7 wird in einem λ Pulverfülltrichter 11 einregelbar gehalten, welcher seinerseits von einem feststehenden Kreuzbauteil 12 gehalten wird. Das untere Ende des Führungsrohrs 7 trägt eine LeiterfUhrung 13, an welcher auch die unteren Enden der Umhüllungsrohre 5 und 6 befestigt sind.

Wie'in Big* 3 zu sehen ist, ist die Leiterführung 13 mit Durchgängen 14 und 15 versehen, durch welche das Pulver in den Raum zwischen der Leiterführung 13 und der Reduzierform 9 fließen kann. (

Der untere Seil des tJmhüllungerohrs θ (welches die Kabelhalle 3 bildet) ist in einem spannfutter 16 festgehalten, welches beeüglich eines feststehenden Tisches 17, der die Tora 9 trägt, mittels eine« hydraulischen Steapele (nicht gezeigt) nach unten bewegt werden kann, um das Umhüllungsrohr 8 durch die Tora 9

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hindurchzuziehen, damit sein Durchmesser verringert -und das Mineralisolierpulver 4 verfestigt wird. Das untere Ende der Hülle 3 ist von einem Stopfen 18 verschlossen, in welchen die Enden der Leiter 1 und 2 durch Manschetten 19 befestigt sind.

Während des Ziehvorgangs wird das Umhüllungsrohr 8 durch Vibrierhämmer 20 und 21, die durch magnetische oder pneumatische Mittel betätigt werden, seitlich in Vibration versetzt, wobei eine geeignete frequenz 150 Schläge pro Minute beträgt. Das Pulver wird durch eine Mündung 22 kontinuierlich in den Trichter 1t gegeben, um eine genügende Menge Pulver über der Leiterführung 13 aufrechtzuerhalten.

Bei der Vorbereitung für das Ziehverfahren wird das untere Ende des Umhüllungsrohrs 8 zunächst im Durchmesser verringert, damit es durch die Porm 9 geführt werden kann. Das Führungsrohr 7, welches den Trichter 11 trägt, wird darauf in das TJmhiillungsrohr 8 eingeführt, und die Leiter werden durch die TJmhüliungsrohre-5 und 6 hindurch in den stopfen 18 geführt, welcher Stopfen mit engem Sitz am Ende des Rohres 8 sitzt, und durch Manschetten 19 befestigt. Die ganze Bauteilgruppe wird in die Form 9 hinabgelassen, der Stopfen 18 und das untere Ende des Eohres 8 werden von dem Spannfutter 16 erfaßt und der Trichter im Kreuzbauteil befestigt. Schließlich wird die Leiterführung in Bezug auf den Trichter 1t eingestellt, um den erwünschten Abstand zwischen demselben und der Porm 9 zu erhalten, damit sich eine Pulversäule

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von einer Höhe, die mindestens ausreicht, mn ein Zurückschieben des Pulvers zu vermeiden, zwischen der Form und der Leiterführung sammelt.

Während das Herunterziehen des Umhüllungsrohres fortschreitet, gleitet das obere Ende 23 des Umhüllungsrohres 8 am Führungsrohr 7 entlang und wird von diesem gehalten. Während dieses Ziehvorgangs wird kontinuierlich freifließendes Pulver durch die Mündung 22 und den Triohter 11 in das Führungsrohr 7 eingeführt und das Umhüllungsrohr 8 durch die Hammer 20 und 21 in Vibration versetzt. , "

Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von mineralisolierten Kabeln viel einfacher ist als das Verfahren, welches in der vorgenannten Patentschrift offenbart ist, und da das Verfahren gleichmäßig kontinuierlich ist, ist es ruhiger und sauberer im Betrieb, und die Produktionsgeschwindigkeit wird durch die Ziehgeschwindigkeit, nicht durch die Geschwindigkeit, bei welcher ein schwerer Stempel sicher im Rohr hin- und herbewegt werden ( kann, begrenzt. Es hat außerdem den Vorteil, daß eine seitliche Verschiebung der Leiter während des ersten Ziehvorgangs vermieden oder wenigstens stark herabgesetzt wird, welche Verschiebung sehr leicht auftreten kann, wenn mineralisolierte Kabel durch vorbekannte Verfahren hergestellt werden, wenn freifließendes Pulver verwendet wird. Ein anderer wesentlicher Vorteil besteht darin,

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daß durch das Verfahren ein Abreiben von Hülle und Leitern durch einen eine Hin- und Herbewegung ausführenden Stempel und damit in Verbindung stehende Iiihrungen vermieden wird, wodurch die Möglichkeit bzw. Gefahr stark herabgesetzt wird, daß Metalleinschlüsse in das Isolierpulver hineinfallen.

Pat en t ansprach e

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Claims (1)

1. Pat ent anspräche

   1.) Verfahren zur Herstellung von mineralisolierten Kabeln im kontinuierlichen Arbeitsgang, welcher das Ziehen eines Metallrohres aufweist, das einen (oder mehr) Leiter enthält, die vom Rohr (und voneinander) durch ein Isolierpulver getrennt werden, im wesentlichen vertikal nach unten durch eine Ziehform von solcher Ausbildung, daß das Rohr während seines Durchgangs durch die Form im Durchmesser reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver ein freifließendes Mineralisolierpulver ist, daß der oder die !Leiter in positiver bzw. form- oder kraftschlüssiger Weise in geeignetem Relativabstand vom Rohr in einer Ebene gehalten werden, die in Längsrichtung in Abstand von der Form liegt, daß Pulver in den Teil des Rohrs zwischen der Form und der Ebene mit einer Förderrate bzw. Geschwindigkeit oder einem Ausmaß einge-

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   führt wird, die so bemessen ist, daß der genannte Teil im wesentlichen voll Pulver gehalten wird, und daß die Höhe der Pulversäule über der Form mindestens ausreicht, um ein Zurückschieben von Pulver zu vermeiden.

   2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freifließende Mineralisolierpulver eine Teilchengrößenverteilung hat, die so ist, daß mindestens 45 Gewichtsprozent durch ein britisches Standardsieb von 85 und mindestens 99»4 Gewichtsprozent durch ein britisches Standardsieb von 60 Maschenweite hindurchgehen.

   3·) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver eine Teilchengrößenverteilung hat, die so ist, daß mindestens 50 Gewichtsprozent durch ein britisches standardsieb von 85 Maschenweite und mindestens 99_f8 Gewichtsprozent durch ein britisches Standardsieb von 60 Maschenweite hindurchgehen.

   4·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver durch eine Pord-Meßbehälter-Auslaßmündung /Ford cup orifice/ von 0,169 Zoll (4»29 mm) mit einer Geschwindigkeit oder Rate von 100 g in 25 Sekunden oder weniger hindurchfließen, kann. ,

   5·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in Vibration versetzt wird.

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   6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Biineralisolierpulver geschmolzenes Magnesiumoxydpulver ist.

   7.) Einrichtung zur Herstellung von mineralisolierten Kabeln in einem kontinuierlichen Arbeitsgang, welche eine "Vorrichtung zum Ziehen eines Metallrohrs mit einem (oder mehr) Leitern, die vom Rohr (und voneinander) durch Isolierpulver getrennt werden, im wesentlichen vertikal nach unten durch eine Ziehform einer solchen Ausbildung, daß das Rohr während seines Durchgangs durch die Form im Durchmesser reduziert wird, aufweist, dadurch gekenn- " zeichnet, daß eine Vorrichtung zum Zuführen von freifließendem Mineralisolierpulver in das obere Ende des Rohrs vorgesehen ist, sowie eine Leiterführung, in welcher der oder, die Leiter mit Gleitsitz sitzen, zum Halten des oder der Leiter in positiver bzw· form- oder kraftsohlüssiger Weise in geeignetem Relativabstand vom Rohr, welche mit einem oder mehr Durchgängen in demselben und/oder zwischen demselben und der Wand des Rohrs ausgebildet ist, die groß genug sind, um zuzulassen, daß das Pulver in den Heu des Rohrs zwischen der Form und der Führung mit einer a Geschwindigkeit oder Rate fließt, um diesen Teil im wesentlichen voll. Pulver- au halten, wobei die Führung mit Gleitsitz im Rohr sitzt und-so eingerichtet, ist, daß sie; in-einer Eben« untergebracht werden kann, die in Längsrichtung von der Form in solchem Abstand gehalten wird_f daß die Höhe der Pulversäule über der Form mindestens ausreicht, um ein Zurückschieben des Pulvers. zu vermeiden. . . . _....,. . _ _>

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   .8.) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterführung am unteren Ende eines Führungsrohrs gehalten wird, welches sich mit G-leitsitz im Umhüllungsrohr befindet und am oberen Ende außerhalb des Umhüllungsrohrs gehalten wird, und daß die Vorrichtung zum Zuführen des Pulvers das Pulver in das obere Ende des Führungsrohrs leitet, wobei die Leiterführung mit einem oder mehr Durchgängen ausgebildet ist, die groß genug sind, um zuzulassen, daß das Pulver vom Führungsrohr bis in den feil des Umhüllungsrohrs zwischen der Form und der Leiterführung mit einer Geschwindigkeit fließt, um den genannten Teil im wesentlichen voll Pulver zu halten.

   9.) Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Leiter durch ein Umhüllungsrohr führt, welches an seinem unteren Ende mit der Leiterführung verbunden ist und nach aufwärts über einen Punkt oberhalb des Spiegels oder Niveaus führt, bei welchem das Pulver in das Führungsrohr und/oder Umhüllungsrohr eingefüllt wird.

   10.) Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Vibrieren des Umhüllungsrohrs vorgesehen sind.

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