DE1590309C3 - Verfahren zur Herstellung doppelt isolierter Drähte und Bänder aus Metallen und Metall-Legierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung isolierter Drähte und Bänder aus Metallen und Metall-Legierungen, bei dem ein metallischer Kern im flüssigen Zustand zugleich mit einer plastischen, meist mineralischen Hülle auf ein Vielfaches seiner Ausgangslänge frei gestreckt und gegebenenfalls gebreitet wird.

Es sind eine Reihe von Verfahren bekannt, Drähte, Stäbe oder Rohre mit Glas oder anderen in der Hitze plastischen Stoffen zum Zwecke der elektrischen Isolierung zu überziehen. Oft sind auch die Leiter selbst vor dem Aufbringen der Glasschicht bereits mit einer organischen oder anorganischen Isolierhülle versehen. Die im Schrifttum aufgezeigten Schwierigkeiten sind die kontinuierliche Herstellung großer Längen, veränderte Gestalt und örtliches Aufoder Anschmelzen des Leiters, mangelnde Biegefähigkeit der Glasschicht und Absplittern von Teilchen der Umhüllung. Diese sind nach den deutschen Patentschriften 716 719, 719 695, 751676, 859 908, 977 307 auf verschiedenen Wegen überwunden worden, z. B. durch Aufbringen nur 5 μ starker Glasschichten oder durch Herstellung von hohlen Glasfaden mit Metallseele durch Ausziehen plastischer mit flüssigem Metall gefüllter Schutzhüllen.

Nach wie vor blieb jedoch die Aufgabe bestehen, metallische Leiter nach einem einfachen und wirtschaftlichen Verfahren mit einer möglichst gut isolierenden und biegsamen, wenig Volumen einnehmenden Umhüllungsanordnung zu versehen, insbesondere Leiter mit größeren Querschnitten, wie sie für Kabel, Spulen und Wicklungen elektrischer Maschinen und Apparate erforderlich sind, außer aus Kupfer und Aluminium auch z. B. aus Natrium. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nur mit einer relativ zum Kerndurchmesser dünneren mineralischen Umhüllung hergestellte Drähte oder Bänder noch während oder unmittelbar nach dem Erkalten der Hülle im kontinuierlichen Verfahren mit einer weiteren elektrisch isolierenden bei Gebrauchstemperatur plastischen Hülle oder mit einem Lacküberzug versehen werden. Dabei wird von dem bekannten Verfahren nach deutscher Patentschrift 977 307 ausgegangen, bei dem metallische Stäbe oder Drähte im Zuge des Durchlaufs durch eine Düse kontinuierlich ummantelt, d. h. mit einer flüssigen, plastischen oder festen Schutzhülle versehen und hierbei ,oder anschließend hieran über die für den jeweiligen metallischen Werkstoff übliche Warmverarbeitungstemperatur hinaus erhitzt und frei unter Ausziehen im Querschnitt auf ein Vielfaches ihrer bisherigen Länge abgestreckt werden.

Derart aufgebaute Kabeldrähte mit Natrium-, Aluminium- oder Kupferkern und doppelter Isolierung, einer mineralischen und einer elasto-polymeren, zeichnen sich durch eine besondere elektrische Durchschlagsfestigkeit bei gleichzeitig guter Biegbarkeit aus. Die mineralische Umhüllung ist dabei durch die höhere Erweichungstemperatur, die bessere Wärmeleitfähigkeit und die höheren Festigkeitseigenschaften ausgezeichnet, die Außenhülle durch den höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten und die höhere Dehnung. Diese Eigenschaftskombination ist besonders günstig im Vergleich zu den bekannten Kabelummantelungen aus mehreren Schichten, z. B. Kombinationen aus Elastomeren, Butylkautschuk und Polychloropren, und den Thermoplasten Polyvinylchlorid und Polyäthylen.

Bei der praktischen Durchführung dieses Verfahrens hat es sich gezeigt, daß es möglich ist, z. B. bei der Verwendung von Glas oder Quarz als Hüllenwerkstoff die metallischen Stäbe im flüssigen Zustand in einem Arbeitsgang auf das 10⁶fache und noch darüber hinaus ihrer ursprünglichen Länge zu ziehen. Es hat sich weiter ergeben, daß das Verfahren keineswegs auf einen größten Außendurchmesser des Drahtes oder der Stäbe von 8 mm beschränkt ist, sondern daß auch stärkere Knüppel, Blöcke oder Preßlinge von z. B. 50 oder auch 200 mm Durchmesser auf die gleiche Weise verarbeitet werden können, wenn man nur für eine genügend große und schnelle Wärmezufuhr sorgt, um das metallische Ausgangsmaterial, soweit es sich vor der Düse befindet, bis in die Nähe seines Schmelzpunktes bzw. vorzugsweise darüber hinaus zu erhitzen.

Ferner wurde festgestellt, daß das Verfahren nicht auf die Herstellung runder Drähte beschränkt ist, sondern daß auch Profildrähte, Bänder und Rohre

nach den Verfahrensmerkmalen hergestellt werden können, wenn man von entsprechend profilierten Querschnitten des metallischen Ausgangsmaterials ausgeht. Dabei ist es sowohl möglich, das Hüllenmaterial im plastischen Zustand aufzubringen als auch den metallischen Werkstoff in beliebiger Form vorab in den oder die Hohlräume zwischen zwei oder mehreren glatten oder profilierten Glas- oder Quarzglasplatten bzw. -rohren einzubringen; die plastischen Glas-Metall-Verbundkörper werden dann jeweils durch Ziehen und/oder Warmwalzen in einer oder mehreren, z. B. in einer Ebene liegenden Verformungsrichtungen gestreckt oder gebreitet.

Man kann auch von Bündeln von Stäben ausgehen, diese mit einer Hüllmasse aus z. B. Glas oder Kunststoff umgießen, wobei im Hinblick auf das spätere Flüssigziehen des Metalls jeweils nur solche Kombinationen angewendet werden können, bei denen die Viskosität der Hülle während des späteren Ziehprozesses größer als die des metallischen Werkstoffs ist, also z. B. Polyäthylen und Natrium, wobei Temperaturunterschiede zwischen Hüllenwerkstofl und Metall oftmals vorteilhaft angewendet werden, z.B. beim Flüssigziehen von Platin in Quarzglas. Es ist üblich, die Hüllen bei den nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Verbunddrähten, -bändern und -rohren gegebenenfalls machanisch oder auf chemischem Wege zu entfernen; anschließend können spezielle Überzüge anderer Zusammensetzung aufgebracht werden, z. B. durch Aufdampfen oder auf galvanischem Wege oder auch durch Umpressen nach den bei der Kabelherstellung üblichen Prozessen.

Natürlich ist es auch möglich, mehradrige Kabel in einem Verfahrensgang mit doppelter Isolierung — wie beschrieben — herzustellen, wenn man parallel zueinander eine Reihe von glasisolierten Fäden in einer Vorrichtung zieht, diese zusammenführt und mit der zweiten Isolierung versieht.

Weiterhin ist das Flüssigziehverfahren ebenfalls

ίο vorteilhaft anwendbar, wenn man in einem Arbeitsgang Kabel mit verschiedenen Leiterwerkstoffen und/oder solche mit einer schlauchförmigen metallischen Abschirmung herstellen will und dabei eine plastische Ummantelung nachschaltet. In diesem Falle wird man vorzugsweise die schnelle, gleichzei- ■ tige Erhitzung der verschiedenen Leiterwerkstoffe induktiv mit verschiedenen auf Material und Querschnitt abgestimmten Frequenzen vornehmen. Es sei hier vermerkt, daß die Verformbarkeit von Elastomeren wie Butylkautschuk und Polychloropren sowie von Thermoplasten um Größenordnungen unter der von Gläsern liegt; damit sind aber sämtliche Kabelummantelungsverfahren mit diesen Stoffen allein, bei denen zugleich eine gewisse Streckung des festen oder flüssigen Metallkerns erfolgen soll, in der Arbeitsgeschwindigkeit wie in der in einem Arbeitsgang erzielbaren Querschnittsabnahme dem beschriebenen Verfahren unterlegen, bei dem der hohe mögliche Verformungsgrad der mineralischen Umhüllung für die Geschwindigkeit des Arbeitsablaufs maßgeblich ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung isolierter Drähte und Bänder aus Metallen und Metall-Legierungen, bei dem ein metallischer Kern im flüssigen Zustand zugleich mit einer plastischen, meist mineralischen Hülle auf ein Vielfaches seiner Ausgangslänge frei gestreckt und gegebenenfalls gebreitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die nur mit einer relativ zum Kerndurchmesser dünneren mineralischen Umhüllung hergestellten Drähte oder Bänder noch während oder unmittelbar nach dem Erkalten der Hülle im kontinuierlichen Verfahren mit einer weiteren elektrisch isolierenden, bei Gebrauchstemperatur plastischen Hülle oder mit einem Lacküberzug versehen werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von metallischen Stäben, Knüppeln, Guß- oder Schmiedeblöcken bzw. Walzprofilen bzw. Preßlingen ausgegangen und die Streckung des metallischen Querschnitts bis auf das gewünschte Endmaß vorzugsweise in einem Arbeitsgang bewirkt wird.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Kabeln von Metall-Glas- bzw. Quarz-Verbundkörpern ausgegangen wird, bei denen die metallischen Teile voneinander durch Glas- bzw. Quarzprofilteile, -platten oder -rohre getrennt sind.

4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß metallische Werkstoffe verschiedener Zusammensetzung nebeneinander, aber voneinander durch Glas bzw. Quarz isoliert angeordnet und gleichzeitig, gegebenenfalls induktiv mit verschiedenen Frequenzen über ihre Schmelzpunkte hinaus erhitzt werden.

5. Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von Kabeln mit nichtplastischem metallischem Kern, z. B. von Natriumkabeln.