DE2951431A1 - Stromleiterkabel - Google Patents

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein gekühltes stromleitendes Kabel für hohe Amperezahlen, insbesondere ein wassergekühltes Schweißstromkabel, mit wenigstens einem Kabelteil, der eine Mehrzahl von flexiblen Metalleitern umfaßt, einem flexiblen, isolierenden, die Leiter umgebenden Mantel, einem mit den Leitern an jedem Ende des Mantels verbundenen elektrischen Endanschluß und in dem Mantel in Längsrichtung angeordneten Kühlmittelkanälen.

Die Erfordernisse, die an derartige Kabel gestellt werden, sind teilweise inkompatibel. Ein derartiges Kabel muß hohe Amperezahlen ohne Energieverlust leiten können, d.h. niederen Widerstand aufweisen. Auch darf sich das Kabel während des Betriebs nicht erwärmen. Gleichzeitig muß das Kabel leicht und sehr flexibel sein. Und schließlich muß es eine lange Lebensdauer aufweisen.

Bei bekannten Kabeln der eingangs beschriebenen Art sind die flexiblen Metalleiter zu einem einzigen Kern verdrillt oder in einem bestimmten Muster angeordnet,und Kühlmittelkanäle sind an vorbestimmten Orten um die Leiter angeordnet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stromleiterkabel zu schaffen, das leichter und flexibler als bekannte Kabel ist, ohne die Leitfähigkeit, Temperaturstabilität oder Lebensdauer zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird durch ein Kabel der eingangs beschriebenen Art gelöst, das gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Metalleiter wenigstens entlang des Hauptbereichs ihrer Länge lose in einem die Ummantelung bildenden Schlauch aus flexiblem isolierenden Material, das für das Kühlmittel undurchlässig ist, liegen, so daß die Leiter leicht in Querrichtung bezüglich einander und bezüglich des Schlauches bewegbar sind, insbesondere unter dem Einfluß der durch den Kabelteil geleiteten Stromimpulse, wo-

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durch die Kühlmittelkanäle aus den sich ändernden Zwischenräumen zwischen den Leitern und dem Schlauch und zwischen den Leitern selbst gebildet werden.

Die einzelnen Leiter sind lose in dem umgebenden Schlauch angeordnet, im wesentlichen ohne miteinander verseilt zu sein, oder mit einer sehr großen Ganghöhe miteinander verseilt zu sein. Vorzugsweise werden die Leiter ohne mechanische Spannung zwischen den Endpunkten gezogen und liegen so "schlaff" in dem Schlauch. Mit diesem Aufbau kann das Kühlmittel, beispielsweise Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit, entlang der Leiter in gutem Kontakt mit all deren Oberflächen fließen. Die Kühlfunktion wird ferner durch die Tatsache verstärkt, daß die einzelnen Leiter sich bei jedem durch das Kabel gehenden Stromimpuls in Bezug zueinander bewegen und so die Spülwirkung des Kühlmittels, eine Art "Pumpwirkung", verbessern.

Damit sich die Metalleiter frei in Querrichtung bewegen können, und das Kühlmittel unbehindert über alle Oberflächen der Leiter spülen kann, sollte gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Verhältnis zwischen der Gesamtfläche der Kühlmittelkanäle und der Gesamtfläche der Metalleiter 1:2 nicht übersteigen und vorzugsweise 1:1 - 1:0,75 sein.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Schweißstromkabel, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ende des Schweißstromkabels nach Fig. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Schweißstromkabel weist eine äußere Ummantelung in Form eines elektrisch isolierenden, flexiblen GummiSchlauches 1 auf. Innerhalb des Schlauches sind eine Mehr-

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zahl von einzelnen Leitern 2 vorhanden. Jeder Leiter 2 besteht aus einer Anzahl von gebündelten feinen Kupferdrähten. Die Leiter 2 sind innerhalb des Schlauches 1 ohne Verdrillen angeordnet oder sind mit einer großen bzw. langen Ganghöhe (ungefähr 100 cm) verdrillt, so daß sie im wesentlichen parallel zueinander liegen. Die Enden der Leiter 2 sind an Endanschlüssen 3 an jedem Ende des Schlauches 1 befestigt. Der Schlauch 1 ist avf ein Ende des EndanSchlüsses 3 geschoben und gegen diesen abdichtend mittels eines Klemmrings 4 befestigt. Der Endanschluß 3 ist als Hülse ausgeführt, und die Leiter 2 sind in dem geschlossenen Ende 5 der Hülse 3 fest eingeklemmt. Das geschlossene Hülsenende 5 ist auf der Außenseite mit einem Kabelschuh 6 versehen. Die Hülse 3 weist einen Durchgang 7 zur Zufuhr oder zum Entfernen von Kühlmittel auf.

Die Leiter 2 können überlang sein, d.h. etwas länger als der Abstand zwischen den Böden 5 der zwei Endanschlüsse 3. Die Leiter liegen dadurch lose in dem Schlauch 1 und können sich als Folge der beim Durchgang von Stromimpulsen durch die Leiter erzeugten Kräfte quer im Verhältnis zueinander bewegen, wodurch eine Pumpbewegung entsteht. Die Leiter 2 nehmen so weder eine vorbestimmte Position relativ zueinander in dem Schlauch 1 ein, noch nehmen sie eine vorbestimmte Position relativ zum Innenumfang des Schlauches bzw. der Ummantelung ein. Somit befinden sich keine exakt definierten Kühlmittelkanäle innerhalb des Schlauches 1. Stattdessen kann das Kühlmittel frei um alle Oberflächen der Leiter 2 fließen. Ein sehr wirksames Kühlen aller Leiteroberflächen wird auf diese Art erreicht, da die Leiter sich beim Betrieb relativ zueinander bewegen, beides als Folge des Biegens des Schlauches und der erwähnten Pumpbewegung. Die Leiter 2 werden so von mechanischer Belastung befreit: die stützende mechanische Funktion des Kabels wird von dem Schlauch 1 übernommen.

Die Kupferleiter 2 füllen so das Innere des Schlauches 1 nicht vollständig aus. Das Verhältnis zwischen der für das Kühlmittel

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verfügbaren Fläche und der Gesamtfläche der Kupferleiter 2 sollte größer als 1:2 sein. Ein Verhältnis von 1:1 erwies sich als geeignet, auch wenn niederere Verhältnisse herunter bis 1:1,5 und höhere Verhältnisse bis zu 1:0,75 in bestimmten Anwendungen abhängig von beispielsweise der gewünschten Amperezahl bzw. Stromstärke und dem Ünterbrechungsfaktor der Stromimpulse angewandt werden können.

In dem oben beschriebenen Beispiel wird Wasser als Kühlmittel verwendet. Jedoch können innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung auch andere Kühlmittel verwendet werden, sowohl Flüssigkeiten als auch Gase.

Die beiliegende Zeichnung und die obige Beschreibung beziehen sich auf ein Kabel mit einem einzigen Kabelteil. Die Erfindung schließt jedoch auch Kabel mit verschiedenen Kabelteilen ein. Beispielsweise können verschiedene Kabelteile miteinander mit einer kurzen Ganghöhe (20-50 cm) verschlungen und mit einem äußeren flexiben Mantel aus beispielsweise Gummi oder Kunststoff zusammengehalten werden. Dieser Mantel kann zum Schutz gegen Verschleiß verstärkt werden. Innerhalb des Mantels können die Kabelteile in Gleitmittel eingetaucht sein. Eine koaxiale Ausführung ist auch denkbar, in der ein dickerer Kabelteil in der Mitte angeordnet und von dünneren Kabelteilen mit kurzer Ganghöhe um den dickeren Kabelteil umgeben ist. In diesem Fall sind die Kabelteile ebenso von einem Mantel umschlossen.

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Claims (6)

1. 295U31

   AB Volvo, Göteborg / Schweden

   Stromleiterkabel

   PATENTANSPRÜCHE

   . 'Gekühltes stromleitendes Kabel für hohe Amperezahlen, insbesondere ein wassergekühltes Schweißstromkabel, mit wenigstens einem Kabelteil, der eine Mehrzahl von flexiblen Metalleitern umfaßt, einem flexiblen, isolierenden, die Leiter umgebenden Mantel, einem mit den Leitern an jedem Ende des Mantels verbundenen elektrischen Endanschluß und in dem Mantel i_n Längsrichtung angeordneten Kühlmittelkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleiter (2) wenigstens entlang des Hauptbereichs ihrer Länge lose in einem die Ummantelung bildenden Schlauch (1) aus flexiblem isolierenden Material, das für das Kühlmittel undurchlässig ist, liegen, so daß die Leiter (2) leicht in Querrichtung bezüglich einander und bezüglich des Schlauches (1) bewegbar sind, insbesondere unter dem Einfluß der durch den Kabelteil geleiteten Stromimpulse, wodurch die Kühlmittelkanäle aus den sich ändernden Zwischenräumen zwischen den Leitern (2) und dem Schlauch (1) und zwischen den Leitern (2) selbst gebildet werden.
2. 2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (2) ohne mechanische Spannung zwischen den zwei Endanschlüssen (3) des Kabelteils angeordnet sind, so daß die Leiter mechanisch entlastet sind und der Schlauch (1) die wesentliche tragende mechanische Funktion des Kabelteils annimmt.

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3. 3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Gesamtfläche der Kühlmittelkanäle und der Gesamtfläche der Metalleiter (2) des Kabelteils größer als 1:2, geeigneterweise 1:1,5 und vorzugsweise 1:1 - 1:0,75 ist.
4. 4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Metalleiter (2) aus einer Mehrzahl von gebündelten (verdrillten) dünnen Metalldrähten gebildet ist.
5. 5. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel verschiedene zusammengedrillte Kabelteile mit gemeinsamer Ganghöhe und zusammengehalten durch einen äußeren flexiblen Mantel umfaßt.
6. 6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel verschMene Kabelteile, von denen ein dickerer Teil zentral angeordnet ist und der Rest mit gemeinsamer Ganghöhe um den zentralen Kabelteil verdrillt sind, wobei die Kabelteile durch einen äußeren flexiblen Mantel zusammengehalten werden, umfaßt.

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