DE2519462C3 - Metallmantel für ein elektrisches Kabel und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eineo Metallmantel für ein elektrisches Kabel, der aus einem zu einem Rohr geformten Metallband hergestellt ist, das sich kreuzende Querwellungen und Längswellungen aufweist, sowie auf ein Verfahren zur Vorverformung eines Metallbandes, das zur Herstellung eines solchen Metallmantels verwendet wird.

Es ist bekannt, Kabelseelen insbesondere von Fernmeldekabeln mit mehreren aufeinanderfolgenden metallischen und isolierenden Schichten zu umgeben, deren jede einen Schutz gegen eine Einwirkung von ⁶S außen gewährleistet (Blitz, Nagetiere, Feuchtigkeit, mechanische Einwirkungen usw.). Es wurden bereits zahlreiche Untersuchungen zur Ermittlung der optimalen Kombinationen von Schutzschichten vorgenommen, und zwar gleichzeitig im Hinblick auf die Eigenschaften des Kabels und seine Herstellungskosten Die Metallmäntel werden meistens dadurch hergestellt, daß um d,e Kabelseele oder den bereits gebildeten Kabelteil herum ein Metallband zu einem Rohr geformt wird, wobei die beiden Ränder des Metallbandes aneinanderstoßen und zum Abdichten des Rohres durch Verkleben Verschweißen, Verlöten oder dgl. miteinander verbunden werden. Die Erfindung bezieht sich auf derartige

Metallmäntel. .

Hierbei besteht das Hauptproblem in der Verformung des Bandes beim Formen des Rohres. Die mittlere Faser des Bandes (die in seiner Längssymmetrieachse liegt) wird nämlich nicht verformt, während die beiden Randabschnitte des Bandes aus ihrer ursprünglichen Ebene um so weiter herausgebogen werden, je weiter sie von dieser Längssymmetrieachse entfernt liegen. Beim Formen des Bandes zu einem Rohr tritt eine Dehnung der Fasern auf, die symmetrisch nach beiden Seiten um so stärker ist, je weiter die betreffende Faser von der mittleren Faser entfernt ist. Diese Dehnung erreicht häufig den Bereich der plastischen Verformung des Metalls was bedeutet, daß die Ränder des Bandes nach dem Formen des Rohres eine Länge beibehalten, die größer als die Länge der mittleren Faser .st. Hierdurch kommt es zu Verformungen an der Verbindungsstelle der beiden Ränder, die sich aus dem Längenunterschied zwischen der mittleren Faser und den Fasern an den miteinander verbundenen Randern ergeben Dieser Fehler muß natürlich vermieden werden Hierzu wurden bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen. Insbesondere ist in der französischen Patentschrift 1156 636 ein Formungswerkzeug beschrieben, das so ausgebildet ist, daß alle Teile des Metallbandes auf der gesamten Breite im wesentlichen gleiche Strecken durchlaufen. Diese Lösung erfordert jedoch sehr umfangreiche und teuere Maschinen. Andere Lösungen erfordern die Verwendung eines quer gerillten Bandes, wie in den französischen Patentschriften 1046 954 und 15 01238 beschrieben ist. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Maschinen sind sehr kompliziert, relativ langsam und besitzen sehr große Abmessungen, da sie eine große Zahl von Rollenpaaren erfordern. „„,.,„,,

Andererseits ist es aus der GB-PS 9 42 730 bekannt, einen Metallmantel für ein elektrisches Kabel aus einem Metallband herzustellen, das sich kreuzende Querwellungen und Längswellungen aufweist. Da jedoch bei diesem Metallband das Profil der Längswellungen auf der gesamten Breite des Bandes konstant bleibt, wird das Band an jedem Punkt seiner Breite gleichmäßig verformt; somit ergibt sich dadurch keine Lösung des zuvor geschilderten Problems. Vielmehr wird durch die Verformung des Bandes ein Diamantenspitzen-Relief erhalten, das dem Band eine hohe Steifheit verleiht, so daß die Verformung eines derartigen Bandes und seine Formung zum Rohr eine sehr große Zugkraft erfordert. Auch in diesem Fall bestehen an der Stoßstelle der beiden Ränder nach dem Formen des Rohres infolge der Dehnung der Ränder bezüglich der mittleren Faser Verformungen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Metallmantels für ein elektrisches Kabel, zu dessen Herstellung keine komplizierten Vorrichtungen oder schwierige Maßnahmen erforderlich sind und der frei von Verformungen an der Stoßstelle der Ränder ist. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem

Metallmantel der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß die Tiefe der Längswellungen von der Längsachse des Bandes zu beiden Rändern hin symmetrisch zunimmt.

Bei der erfindungsgernäßen Ausbildung des Metallmantels sind infolge der zunehmenden Tiefe der Längswellungen die an den Rändern liegenden Fasern bereits vor dem Formen des Metailbandes um so stärker gedehnt, je weiter sie von der mittleren Faser entfernt sind. Dies entspricht der Dehnung der Fasern beim Formen des Rohres, die somit vorweggenommen ist. Da somit dir. Fasern bereits im vorgeformten Metallband die Länge haben, die sie beim Formen des Rohres annehmen würden, werden Verwerfungen beim Formendes Rohres vermieden. Das Formen des Rohres kann daher mit einfachen Formungswerkzeugen erfolgen. Da ferner die Fasern bereits vorgedehnt sind, ist der zum Formen des Rohres erforderliche Kraftaufwand verringert. Dadurch kann auch die Fertigungsgeschwindigkeit merklich gesteigert werden.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Vorverformen eines Metallbandes, das zur Herstellung eines Metallmantels der angegebenen Art verwendet wird, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß dem Metallband Querwellungen konstanter Teilung und konstanter Tiefe erteilt werden und daß dem Metallband Längswellungen erteilt werden, deren Tiefe von der Achse des Metallbandes zu seinen Rändern hin symmetrisch derart zunimmt, daß die Dehnung der Fasern annähernd der beim anschließenden Formen des Bandes zum Rohr auftretenden Dehnung entspricht.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Längsschnitte und Querschnitte durch das vorgeformte Band,

Fig.2 eine perspektivische Darstellung des vorgeformten Bandes,

Fig.3 und 4 schematische Darstellungen von zwei Ausführungsformen der Walzen zum Längswalzen und

F i g. 5 einen Schnitt durch einen Kabelmantel.

Zur Vereinfachung der Darstellungen wird in F i g. 1 davon ausgegangen, daß die beiden Wellungen nacheinander gebildet werden. Fig. IA zeigt einen Längsschnitt durch ein metallisches Band 1, das einer ersten Vorverformung unterzogen wurde, die aus einer konstanten Querwellung des Bandes besteht. Diese Wellungen haben ein trapezförmiges Profil. F i g. 1B zeigt einen Querschnitt nach der Linie B-B' von F i g. 1 durch das Band nach diesem Arbeitsgang. Dieser Querschnitt ist gerade, da angenommen wird, daß das Band zu Beginn eben ist. Die untere Linie entspricht dem Boden der Wellungen. Die Achse A-A' gibt die Schnittebene von F i g. 1A an.

Fig. IC zeigt einen Längsschnitt durch das ebene Band, das durch Durchgang durch die Walze zur Bildung von Längswellungen verformt wurdi. Die Fig. IC und ID entsprechen nicht einem tatsächlichen Verfahrensstadium, da entweder die Querwellungen vor den Längswellungen oder beide Wellungen gleichzeitig gebildet werden. Das Band bleibt eben.

Fig. ID zeigt einen entsprechenden Querschnitt des Bandes. Das Band ist in Nähe der mittleren Faser (Achse C-C)relativ wenig verformt, und die Verformung ist um so stärker, je weiter eine Faser von der mittleren Faser entfernt ist, wobei die stärkste Verformung an den Rändern des Bandes auftritt.

Fig.2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eines Abschnitts des Bandes nach Herstellung der beiden in F i g. 1 gezeigten Wellungen, wobei nur eine Hälfte der Breite des Bandes dargestellt ist. Der Anschaulichkeit halber ist die Tiefe der Wellungen übertrieben. Die zweite Hälfte ist bezüglich der hinter en Schnittebene zu der dargestellten Hälfte symmetrisch. Wie Fig.2 zeigt, sind die Querwellungen 71, 72, 73 usw. in Nähe der die Achse des Bandes enthaltenden Symmetrieebene beibehalten worden. Das auf diese Weise geschaffene Relief besitzt Vertiefungen L_h L₂, L₃, U mit zunehmender Tiefe, die den Längswellungen entsprechen. Das in F i g. 2 gezeigte Band wurde auf folgende Weise vorgeformt: Zunächst wurde es zwischen zwei Walzen hindurchgeführt, die auf ihrem Umfang mit regelmäßigen Rillen versehen sind und deren Achse zur Breite des Bandes parallel ist. Diese Walzen verleihen dem Band die Querwellungen (vgl. Fig. IA). Die beiden Walzen haben Rillen mit trapezförmigem Querschnitt. Sie sind so montiert, daß das Band tiefgezogen wird. Die Längsverformung des Bandes gemäß Fig.2 erhält man durch Durchgang zwischen einer gerillten Walze, die mit dem oberen Teil des in F i g. 2 gezeigten Bandes in Kontakt ist, und einer glatten Walze. Auf diese Weise bildet die untere Fläche des Bandes eine Ebene, die durch die Böden 2 der Querwellungen bestimmt wird und in der Vertiefungen vorgesehen sind. Bei anderen Ausführungsformen werden für die Längswellen zwei gerillte Walzen benutzt, wodurch eine bezüglich der durch die Böden der Querwellungen bestimmten Ebene erhabene und vertipfic Verformung erzeugt wird.

Der Verlauf der Dehnungsänderung der Fasern durch die Vorverformung des Bandes richtet sich nach der Beschaffenheit des betreffenden Metalls und nach Anforderungen der Kabelherstellung. Der sich aus der Formung des Bandes ergebende Änderungsverlauf der Dehnung kann unter Berücksichtigung der Beschaffenheit des Metalls, der Abmessung des Bandes und des Radius des herzustellenden Rohres sowie unter Berücksichtigung der Länge des zur Formung benutzten Bandes bestimmt werden. Die Dehnung des Bandes durch Vorverformung hängt mit der Beschaffenheit des Metalls, seiner metallurgischen Vorbehandlung und der Tiefe der Verformungen zusammen, die das Band bei den beiden aufeinanderfolgenden Walzvorgängen erfahren hat, durch die bleibende Wellungen des Bandes erzeugt werden. Die Tiefe der Wellungen wird von der Bedienungsperson durch Auswahl der zur Wellung benutzten Walzen bestimmt. Vorzugsweise wird die maximale Tiefe der Längswellungen so gewählt, daß die durch die Vorverformung erreichte Dehnung der Ränder des Bandes etwas größer als die für die Formung des Bandes zu einem Rohr erforderliche Dehnung ist. Hierbei ist die Mantellinie des Rohres am Stoß der beiden Ränder nach der Formung des Rohres etwas länger als die der mittleren Faser entsprechende, nicht verformte Mantellinie. Diese ungleiche Dehnung wird durch eine Dehnung der mittleren Faser ausgeglichen, die durch das Vorhandensein der Querwellungen auf dem Band erleichtert wird. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, den Verlauf der Dehnungsänderung, der sich aus der Vorverformung des Bandes ergibt, genau an denjenigen anzupassen, der für die Formung des Rohres erforderlich ist.

Als Beispiel sind in F i g. 3 und 4 zwei schematische Schnitte durch die Hälfte einer der für die Längsverformung des Bandes benutzten Walzen dargestellt. F i g. 3 entspricht einer Ausführungsform der Walze, bei der die

Spitzen der Zähne auf zwei bezüglich der diametralen Mittelebene der Walze symmetrischen Ebenen liegen, die in F i g. 3 mit unterbrochenen Linien dargestellt sind. Das in F i g. 3 gezeigte Profil entspricht dem Band von Fig.2. Bei der in Fig.4 gezeigten Ausführungsform liegen die Spitzen der Zähne der Walze auf einer annähernd zylindrischen Fläche, deren Achse in der Mittelebene der Walze liegt und die in der Nähe dieser Ebene eine Abflachung besitzt. Die Form der Walzen richtet sich nach dem durch die Vorverformung zu erreichenden Verlauf der Dehnungsänderung und kann für jeden besonderen Fall errechnet werden. Die zweite zugeordnete Walze kann entweder glatt oder gerillt sein, wie es dem Fachmann bekannt ist.

F i g. 5 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Kabel, dessen Kabelseele 3 mit einem Mantel 4 versehen ist, der durch Formen des in F i g. 2 gezeigten Bandes zu einem Rohr erhalten wurde. Die anderen äußeren Mäntel und Hüllen des Kabels sind nicht dargestellt. Diese bestehen bekanntlich aus mindestens einer Schicht, die das Metall des Mantels 4 gegen Korrosion schützt, und aus einem isolierenden Außenmantel. Die Darstellung von F i g. 5 ist nicht maßstabsgetreu, da die Tiefe der Längswellungen der Anschaulichkeit halber übertrieben groß dargestellt ist

Ein in der beschriebenen Weise hergestellter Kabelmantel kann folgende Abmessungen haben: Das Band 4 besteht aus Stahl mit einer Dicke von 0,25 mm und einer Breite von 76 mm. Die Querwellungen haben eine Teilung von 2,8 mm, die Längswellungen eine Teilung von 3,25 mm. Die maximale Höhe des Bandes von Scheitel zu Scheitel nach dem Prägen beträgt 1 mm. Die konstante Tiefe der Querwellungen beträgt 0,5 mm, und die Tiefe der Längswellungen nimmt linear zwischen jedem der Ränder und zwei zur Achse des Bandes symmetrischen Längsgeraden von ,03 mm bis zum Wert Null ab. Der in Fig.5 sichtbare, zur Kabelseele konzentrische Ring entspricht dem Boden einer Querwellung, der nicht durch die Längswellung verformt wurde {vgl. Fig.2). Man stellt eine leichte Abnahme der Dicke zu den Rändern hin fest Der Durchmesser der Kabelseele 3 beträgt 20 mm. In F i g. 5 sind die beiden Ränder des Bandes der Anschaulichkeit halber zusammenstoßend dargestellt In Wirklichkeit überlappen sich die beiden Ränder geringfügig. Dies erfordert, daß das Profil der Werkzeuge, die die Längswellungen bilden, so ausgebildet ist, daß diese Überlappung möglich ist. i :

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Metallmantel für ein elektrisches Kabel, der aus einem zu einem Rohr geformten Metallband hergestellt ist, das sich kreuzende Querwellungen und Längswellungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Längswellungen von der Längsachse des Bandes zu beiden Rändern hin symmetrisch zunimmt. '°

2. Metallmantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel der Längswellungen auf zwei bezüglich der Längssymmetrieebene des Bandes zueinander symmetrischen Ebenen liegen. '5

3. Metallmantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel der Längswellungen auf der Mantelfläche eines Zylinders liegen, dessen Achse in der Längssymmetrieebene des Bandes liegt. *°

4. Metallmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Längsachse des Bandes keine Längswellungen vorhanden sind.

5. Metallmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Band aus Stahl besteht.

6. Verfahren zum Vorverformen eines Metallbandes, das zur Herstellung eines Metallmantels nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Metallband Querwellungen konstanter Teilung und konstanter Tiefe erteilt werden, und daß dem Metallband Längswellungen erteilt werden, deren Tiefe von der Achse des Metallbandes zu seinen Rändern hin symmetrisch derart zunimmt, daß die Dehnung der Fasern annähernd der beim anschließenden Formen des Bandes zum Rohr auftretenden Dehnung entspricht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern beim Bilden der Längswellungen stärker gedehnt werden als beim Formen des Bandes zum Rohr.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwellungen und die Längswellungen in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen gebildet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwellungen und die Längswellungen in einem einzigen Arbeitsgang gleichzeitig gebildet werden.