DE427663C

DE427663C - Process for the production of an electrical conductor with an evenly distributed inductive load

Info

Publication number: DE427663C
Application number: DES65688D
Authority: DE
Original assignee: O SATTELBERG
Current assignee: O SATTELBERG
Priority date: 1924-03-31
Filing date: 1924-04-01
Publication date: 1926-04-16

Description

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters mit gleichförmig verteilter induktiver Belastung. Krarupleiter werden zur Zeit meistens durch Umwickeln des Kupferleiters mit Eisendraht oder -band hergestellt. Zur Vermeidung zu hoher elektrischer Verluste muß die Umwicklung sehr dünn sein oder aus mehreren dünnen Lagen bestehen, ohne daß man wegen der Kosten und der Schwierigkeit der Herstellung die Unterteilung des Eisens in dem erwünschten Maße vornehmen kann. Nachteilig ist ferner, daß die Eisenbewicklung nicht dicht am Leiter aniegt ; dadurch kommt die Eisenschicht außerhalb der magnetisch wirksamsten Zone zu liegen; außerdem können entstehende Hohlräume bei Tiefseekabeln zum Bruch der Isolation führen. Schließlich ist man bei der Auswahl des ferromagnetischen Stoffes auf leicht ziehbare Legierungen angewiesen, während die nicht schmied-, walz- und ziehbaren Legierungen für das Verfahren nicht in Frage kommen.Method of manufacturing an electrical conductor with uniform distributed inductive load. Krarup ladders are currently mostly made by wrapping of the copper conductor made with iron wire or tape. To avoid too high electrical losses, the winding must be very thin or made up of several thin ones Layers exist without one because of the cost and difficulty of manufacture can make the subdivision of the iron to the desired extent. Is disadvantageous also that the iron wrapping is not tight against the conductor; this is how the To lie outside the magnetically most effective zone; also can The resulting cavities in deep-sea cables lead to breakage of the insulation. In the end When choosing the ferromagnetic material, one is on easy-to-draw alloys instructed, while the non-forgeable, rollable and drawable alloys for the Procedure out of the question.

Man hat auch vorgeschlagen, den Eisenmantel elektrolytisch auf den Leiter aufzutragen. Dies Verfahren führt aber zu einer ganz außerordentlichen Erhöhung des Verlustwiderstandes, so daß es schon aus diesem Grunde unanwendbar erscheint. Überdies ist eine Legierung des Eisens mit Zusätzen, die bei den herrschenden geringen Feldstärken die Permeabilität erhöhen, unmöglich.It has also been proposed to electrolytically apply the iron jacket to the Apply ladder. However, this procedure leads to a very extraordinary increase of the loss resistance, so that for this reason alone it appears inapplicable. Moreover, it is an alloy of iron with additives that are minor in the prevailing conditions Field strengths increase permeability, impossible.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung eines Krarupleiters, dessen Kennzeichen eine aus mehreren von in sich geschlossenen, voneinander isolierten, beliebig legierten, dünnen Schichten bestehende, ferromagnetische Auflage bildet. Der Kupferleiter wird erfindungsgemäß nach einem Metallspritzverfahren mit der ferromagnetischen Schicht versehen. Metallspritzverfahren sind an sich zwar bekannt. Ihre Anwendung auf das vorliegende Gebiet ist jedoch neu und bietet Vorteile, die sich mit den zur Zeit üblichen Herstellungsverfahren nicht erzielen lassen. So erlaubt das Spritzverfahren, die Schichten beliebig dünn aufzutragen. Indem zwischen je zwei Schichten eine Isolierschicht, etwa Lack oder Email, aufgebracht wird, ist es möglich, die Unterteilung des Eisens sehr weit zu treiben.The subject matter of the invention is a method of production of a Krarupleiter, whose characteristics are one of several self-contained, isolated from each other, any alloyed, thin layers consisting of ferromagnetic Edition forms. According to the invention, the copper conductor is produced using a metal spraying process provided with the ferromagnetic layer. Metal spray processes are in themselves known. However, their application to the present field is new and offers advantages which cannot be achieved with the currently usual manufacturing processes. The spraying process allows the layers to be applied as thinly as desired. By between an insulating layer, such as lacquer or enamel, is applied to every two layers it is possible to push the subdivision of the iron very far.

Es ist ohne Belang für das Verfahren, ob als Leiter ein ungeteilter oder ein gelitzter Draht zur Anwendung kommt. Ebensogut läßt sich ein aus einem runden Mittelleiter und einer Anzahl von Formdrähten bestehendes Leitergebilde von kreisrundem Querschnitt verwenden. In allen Fällen liegt der Belastungsstoff dicht auf der Außenfläche auf.It is irrelevant to the process whether as a leader an undivided one or a stranded wire is used. You can just as easily get one out of one round center conductor and a number of shaped wires consisting of a conductor structure use a circular cross-section. In all cases, the contaminant is tight on the outer surface.

Die Legierung der Auflage hat bekanntlich auf die magnetischen Eigenschaften einen außerordentlich hohen Einfluß. Das als neu beanspruchte Verfahren gestattet die Anwendung jeder beliebigen, auch nicht ziehbaren Legierung. Soll z. B. die als hochmagnetisch bekannte, aber sehr spröde 8prozentige Eisensiliziumlegierung Anwendung finden, so wird man etwa so vorgehen, daß zwei Eisenelektroden mit 5 Prozent bzw. x= Prozent Si-Gehalt, die je für sich bearbeitbar sind, in einer Wärmequelle kontinuierlich abgeschmolzen und auf den Leiter aufgetragen werden, so daß die erhaltene Legierung 8 Prozent Si enthält. Bearbeitbare Legierungen kann man entweder vorher fertigstellen oder aber ihre Grundstoffe nur mechanisch, in Form von langen Bändern, Stäben usw., vereinigen, um sie erst kurz vor dem Auftragen zusammenzuschmelzen.The alloy of the pad is known to have its magnetic properties an extraordinarily high influence. The newly claimed method is permitted the use of any alloy, even non-drawable. Should z. B. the as highly magnetic, but very brittle 8 percent iron-silicon alloy application find, one will proceed in such a way that two iron electrodes with 5 percent resp. x = percent Si content that can be processed individually, continuously in a heat source melted and applied to the conductor, so that the alloy obtained 8th Contains percent Si. Machinable alloys can either be finished beforehand or their basic materials only mechanically, in the form of long ribbons, rods, etc., unite in order to melt them together just before application.

Um das Eisen noch weiter zu unterteilen und ein Eintreten der in dem Leiter fließenden Ströme in die ferromagnetischen Schichten völlig auszuschließen, können die Eisenschichten in der Längsrichtung durch rings um den Leiter verlaufende Lücken unterbrochen werden. Dabei ist es möglich, die verschiedenen Schichten nicht an den gleichen Stellen zu unterbrechen, so daß sie einander überlappen.To further subdivide the iron and an entry into that Completely exclude conductor currents flowing into the ferromagnetic layers, the iron layers can be made in the longitudinal direction by running around the conductor Gaps are interrupted. It is possible not to use the different layers interrupt at the same places so that they overlap each other.

Neben den aus Vorstehendem hervorgehenden Vorteilen ergibt sich für den nach vorliegendem Verfahren hergestellten Krarupleiter die völlige Freiheit von magnetischer Streuung, da die ferromagnetischen Schichten ringförmig sind und einen geschlossenen Eisenweg darbieten. Auch für längere Strecken läßt sich eine große Gleichmäßigkeit der induktiven Belastung erzielen, wenn der Auftragungsvorgang durch Messung verfolgt und die Auftragung so weit fortgesetzt wird, bis der gewünschte Induktivitätswert erreicht ist.In addition to the advantages resulting from the above, there are the Krarupleiter manufactured according to the present process the complete freedom from magnetic scattering, since the ferromagnetic layers are ring-shaped and present a closed iron path. A Achieve great uniformity of inductive loading when the application process followed by measurement and the application is continued until the desired Inductance value is reached.

Zeigt es sich, daß das aufgespritzte Metall Gase aufgenommen hat, so lassen sich diese in bekannter Weise durch Erhitzung austreiben. Ebenso lassen sich die der Verbesserung der magnetischen Eigenschaften der Hülle dienenden Glühverfahren anwenden, wenn für die Isolation der einzelnen Schichten ein hitzebeständiges und gegenüber dem ferromagnetischen Stoff neutrales Mittel Verwendung findet.If it turns out that the sprayed-on metal has absorbed gases, so these can be driven out in a known manner by heating. Likewise let the annealing process serving to improve the magnetic properties of the shell apply if a heat-resistant and neutral agent is used with respect to the ferromagnetic substance.

Das Gefüge der aufgetragenen Schicht ist von der Aufschleuderungsgeschwindigkeit abhängig und daher in gewissen Grenzen regelbar. Ganz dichte Schichten werden erzielt, wenn der Leiter nach der Auftragung der Eisenauflage durch Walzenpaare oder eine Ziehvorrichtung geführt wird.The structure of the applied layer depends on the spin-on speed dependent and therefore controllable within certain limits. Very dense layers are achieved if the conductor after the application of the iron layer by roller pairs or a Pulling device is guided.

Im folgenden sei eine Ausführungsform des den Patentgegenstand bildenden Verfahrens dargestellt.The following is an embodiment of the subject matter of the patent Procedure shown.

Der zu belastende Kupferleiter wird mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von einer Vorratstrommel durch eine Anzahl von Kammern geführt, in denen die einzelnen Arbeitsgänge, Auftragen des ferromagnetischen Stoffes und der Isolierschichten, Ausglühen und Abkühlen, vorgenommen werden. In den Auftragekammern werden z. B. mehrere Spritzdüsen rings um den Leiter angeordnet. Die Auftragung von Isolierlack kann mittels gewöhnlicher Spritzpistolen erfolgen. Für Email lassen sich die bekannten Schoopschen Einrichtungen verwenden. Die Spritzvorrichtungen für die Eisenlegierung können beispielsweise einen elektrischen Lichtbogen enthalten, der zwischen den aus dem aufzutragenden Metall bestehenden Elektroden unterhalten wird; das schmelzende Metall wird alsdann durch ein magnetisches Gebläse im Vakuum oder durch einen Luft-oder Gasstrom auf den Leiter aufgetragen. Diese Spritzverfahren sind für andere Zwecke an sich bekannt, und ein näheres Eingehen ist daher nicht erforderlich. Die Kammern für die Auftragung der Isolation und des Eisens wechseln miteinander ab; soll der Leiter in einem Arbeitsgange fertiggestellt werden, so sind so viele Kammern vorzusehen, daß die gewünschte Zahl von Schichten erreicht wird. Die Durchzugsgeschwindigkeit ist dann so zu bemessen, daß die erforderliche Schichtstärke entsteht. Den Schluß bilden nötigenfalls eine Einrichtung zum Verdichten des Gefüges des ferromagnetischen Stoffes, etwa aus mehreren Walzenpaaren bestehend," sowie eine Muffel, in der der Leiter bei bekannter oder durch Versuche festzustellender günstigster Temperatur erhitzt wird. Bringt man die Zugvorrichtung in Abhängigkeit von einer Meßvorrichtung, die von der Induktivität des aus der Vorrichtung heraustretenden Leiterstückes beeinflußt wird, so kann man den ganzen Vorgang selbsttätig gestalten und erhält einen völlig gleichförmig belasteten Leiter.The copper conductor to be loaded becomes at a constant speed from a supply drum through a number of chambers in which the individual Operations, application of the ferromagnetic material and the insulating layers, Annealing and cooling. In the order chambers z. B. several spray nozzles arranged around the conductor. The application of insulating varnish can be done using conventional spray guns. The known Use Schoopschen facilities. The spraying devices for the iron alloy can for example contain an electric arc that occurs between the electrodes made of the metal to be applied are maintained; the melting one Metal is then blown by a magnetic fan in a vacuum or by an air or Gas flow applied to the conductor. These spray methods are for other purposes known per se and therefore no further details are required. The chambers for the application of the insulation and the iron alternate with one another; should he Ladder are completed in one operation, so many chambers are to be provided, that the desired number of layers is achieved. The pulling speed must then be dimensioned in such a way that the required layer thickness is created. The end if necessary form a device for compacting the structure of the ferromagnetic Substance, for example consisting of several pairs of rollers, "as well as a muffle in which the Conductor at the most favorable temperature known or determined by experiments is heated. If you bring the pulling device in dependence on a measuring device, which is influenced by the inductance of the conductor section emerging from the device then you can design the whole process yourself and get one completely uniformly loaded conductors.

Claims

PATENT APPROVALS: i. Method of making an electrical Conductor with uniformly distributed inductive load, characterized in that that the contaminant in liquid form by spraying, for example after the Schoop method, on which the electrical conductor is applied.

2. Procedure according to claim i, characterized in that the loading substance prior to application is alloyed in such a way that it has a high permeability at low field strengths and has a high electrical resistance, e.g. B. by using the known Alloys Fe-Si, Fe-hZi, Fe-Ni-Cr.

3. The method according to claim i, characterized in that that the basic materials of the contaminant, such as Fe, Si, Ni, etc., in the form of rods, Ribbons, etc. mechanically connected to one another, in an electric arc or continuously melted together in another heat source and then applied will. q ..

Method according to Claims i to 3, characterized in that the load substance is applied in several thin layers, preferably so that between Conductor and load material as well as one between each two layers of the latter insulating layer is applied.

5. The method according to claim q., characterized in that the insulating layers consist of thin layers of lacquer or river enamel.

6. The method according to claim z to 5, characterized in that that the load layers by interruptions running around the conductor - in are divided in the longitudinal direction, expediently so that the layers overlap each other.

7. The method according to claim z to 6, characterized in that that all the individual work steps, the application of the load and insulation layers, the heating, annealing, etc., on a conductor moving at a steady speed in carried out in a single operation.