DE2938999A1

DE2938999A1 - Verfahren zum herstellen eines bandfoermigen, supraleitenden hohlleiters

Info

Publication number: DE2938999A1
Application number: DE19792938999
Authority: DE
Inventors: Helmuth Gold; Dipl.-Phys. Dr. Hans Lamatsch; Dieter 8500 Nürnberg Vanek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1981-04-16

Description

Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen,
supraleitenden Hohlleiters Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen, supraleitenden Hohlleiters bestehend aus einem Kern aus supraleitenden Adern, der außen von einem dünnwandigen Hüllenblech umgeben ist, wobei zwischen Kern und Hüllenblech in Längsrichtung Abstandsstreifen eingelegt sind, die kraftschlüssig mit dem Hüllenblech verbunden sind.
Bs ist bekannt, bei einer bestimmten Art eines Supraleiteraufbaus den mit einem normalleitenden Material stabilisierten Supraleiter mit einer Hülle zu umgeben, deren Innenraum mit Hohlräumen zur Führung eines Kühlmediums in Leiterlängsrichtung versehen ist. Diese Hülle hat die weitere Aufgabe, mechanische Kräfte auf zum nehmen und zu übertragen. Um die Hohlräume zur Führung des Kuhimedluis sicherzustellen, ist es bekannt, zwischen die Hülle und den Kern aus supraleitenden Material Abstandisstreifen in Längsrichtung einzulegen.
Die Abstandsstreifen können mit der Leiterhülle kraftschlüssig verbunden sein oder als andere aufwendige Möglichkeit ist die Befestigung der Abstandsstreifen auf den stabilisierenden Supraleiter bekannt. Eine weitere bekannte Möglichkeit ist das Einlegen von kammerartigen Beilagen, um die Längskanäle für das Kühlmittel zu bilden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, unter Einhaltung der Heliumdichtheit der Hülle die Abstandsstreifen am Hüllenblech auf einfache und wirtschaftliche Weise zu befestigen.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abstandsstreifen nach dem Elektronenstrahl- oder Laserstrahl-Schweißverfahren am Hüllenblech befestigt werden.
Das Legen der Schweißnähte kann zweckmäßigerweise entweder durch das Hüllenblech in die Abstandsstreifen oder umgekehrt durch die Abstandsstreifen hindurch in das Hüllenblech erfolgen.
Um möglichst alle Abstandsstreifen in einem Durchlauf an dem Hüllenblech befestigen zu können, ist es besonders vorteilhaft, daß der Elektronen- bzw. Laserstrahl durch geeignete Mittel abgelenkt wird, derart, daß eine Sägezahnablenkung in Längsrichtung der Abstandsstreifen mit einer Stufenablenkung quer zu den Abstandsstreifen überlagert wird und daß gleichzeitig der bandförmige Leiter mit einem vorgegebenen Vorschub senkrecht zur Stufenablenkung bewegt wird.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung den Aufbau eines bandförmigen, supraleitenden Hohlleiters, Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch die Leiterhülle, Fig. 3 in schematischer Darstellung die Anordnung und die Reihenfolge der Einzel-Schweißnähte sowie die Orientierung der verschiedenen Bewegungen, Fig. 4 die Innenseite einer Leiterhülle mit abgerissenen und aufgerollten Abstandsstreifen.
Fig. 1 zeigt den Aufbau eines bandförmigen, supraleitenden Hohlleiters zum Beispiel als Spulenmaterial für Fusionsmagneten. Ein rechteckförmiger, verseilter Kern 3, bestehend aus supraleitenden Adern 4, z.B. aus Nb3Sn, und einem Stahlträgerband 5, wird außen von einer dünnwandigen Leiterhülle 1, z.B. aus nichtrostendem Stahl, umgeben. Diese Leiterhülle 1 muß so gestaltet sein, daß zwischen Hülle 1 und Kern 3 Hohlräume 6 in Längsrichtung des Leiters bestehen bleiben, in denen flüssiges Helium strömen kann. Um diese Hohlräume 6 zu erzielen, sind Abstandsstreifen 2 zwischen Leiterhülle 1 und Kern 3 angeordnet. Die Abstandsstreifen 2 sind mit der Leiterhülle 1 kraftschlüssig verbunden. Mit 7 ist eine Längsnaht z.B. nach dem WiG-Verfahren bezeichnet.
Ein Beispiel für die Leiterhülle 1 ist in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt. Die Leiterhülle 1 besteht hier aus einem rechteckförmigen Blechgehäuse aus 0,4 mm dickem rostfreien Stahl, das um den nicht dargestellten Kern herumgebogen wird und durch eine mittige Längsnaht 7 verschlossen wird. Zur mechanischen Kräfteübertragung und Abstandhaltung dienen hier sechs 0,8 mm dicke, in Längsrichtung angeordnete Blechstreifen 2.
Um sicherzustellen, daß beim Biegen der Leiterhülle 1 die Abstandsstreifen 2 in der gewünschten Position bleiben, müssen diese an dem Blech der Leiterhülle 1 angeheftet werden. Das Anheften erfolgt gemäß der Erfindung nach dem Elektronenstrahl- oder Laserstrahl-Schweißverfahren.
In Fig. 3 ist schematisch ein Beispiel für die Anordnung und die Reihenfolge der Einzel-Schweißnähte sowie die Orientierung der erforderlichen verschiedenen Bewegungen dargestellt. Mit 1 ist das Leiterhüllenblech und mit 2 sind die Abstandsstreifen bezeichnet. Durch die Pfeile 1' , 1 " , 2', 2'', 3', 4', 5, 5', 6, 6' sind die Anordnung und die Reihenfolge der Einzel schweißnähte bezeichnet. Der Pfeil 10 zeigt die Richtung der Sägezahnablenkung, der Pfeil 11 die Richtung der Stufenablenkung und der Pfeil 12 die Richtung des Bandvorschubs. Der Elektronenstrahl wurde elektromagnetisch abgelenkt. Und zwar wurde eine Sägezahnablenkung 10 in Längsrichtung der Abstandsstreifen 2 überlagert mit einer Stufenablenkung 11 quer zu den Abstandsstreifen 2. Auf diese Weise war es möglich, sämtliche sechs Abstandsstreifen 2 gleichzeitig aufzuschweißen. Durch optimale Abstimmung der Vorschubgeschwindigkeit, der Stufen- und Sägezahn-Ablenkgeschwindigkeit konnte eine quasi kontinuierliche oder auch unterbrochene Schweißnaht erreicht werden.
Fig. 4 zeigt die Innenseite der Leiterhülle 1 mit dem aufgeschweißten Abstandsstreifen 2. Zur Prüfung der Festigkeit wurden die Abstandsstreifen 2 mit einer Zange abgerissen und aufgerollt; alle Nähte rissen aus dem Hüllenblech aus.
4 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen, supra-Geltenden Hohlleiters bestehend aus einem Kern aus supraleitenden Adern, der außen von einem dünnwandigen Hillienblech umgeben ist, wobei zwischen Kern und Hüllenblech in Längsrichtung Abstandsstreifen eingelegt sind, die kraftschlüssig mit dem Hillienblech verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Abstandsstreifen 2 nach dem Elektronenstrahl-oder Laserstrahl-Schweißverfahren am Hüllenblech (1) befestigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Schweißnähte (1', 1 " , 2', 2 " , ...) durch das Hililenblech (1) in die Abstandsstreifen (2) gelegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Schweißnähte (1', 1 " , 2', 2'', ...) durch die Abstandsstreifen (2) hindurch in das Hüllenblech (1) gelegt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Elektronen- bzw. Laserstrahl durch geeignete Mittel abgelenkt wird, derart, daß eine Sägezahnablenkung (10) in Längsrichtung der Abstandsstreifen (2) mit einer Stufenablenkung (11) quer zu den Abstandsstreifen (2) überlagert wird und daß gleichzeitig der bandföraige Leiter mit einem vorgegebenen Vorschub (12) senkrecht zur Stufenablenkung (11) bewegt wird.