DE461765C - Elektrisches Mehrleiterkabel - Google Patents

Description

Der Preis eines Bleikabels hangt in hohem Maße von dem Bleimantel des Kabels und der etwa darüberliegenden Panzerung ab. Da die Bleimantelwandstärke gegen chemische und mechanische .Beanspruchungen ausreichend bemessen sein muß und daher festliegt, so ist ein Kabel um so billiger, je kleiner die Oberfläche des Bleimantels ist.

Ein Kabel ist ferner um so höher mit Strom belastbar, je geringer der innere Wärmewiderstand des Kabels ist, und dieser ist wieder unter sonst gleichen Verhältnissen, Leiterquerschnitt, Art des Isolationsmaterials usw., um so kleiner, je geringer der Weg ist, welchen die im Kupfer erzeugte Stromwärme zurückzulegen hat, um nach außen zu gelangen.

Die Erfindung betrifft nun eine Konstruktion für Mehrleiterkabel, bei welcher durch besondere Formgebung des Bleimantels und der Isolation einerseits an Blei und Panzerung und an Isolation gespart wird, andererseits durch diese besondere Formgebung des Kabelquerschnittes eine bessere Belastbarkeit und daher größere Rentabilität des Kabels gesichert wird.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgedankens.

Abb. ι stellt ein Dreileiterkabel in heute üblicher Ausführung dar. Hierbei bedeuten 1 die Kupferleiter, 2 die um die Kupferleiter herumgelegten Aderisolationen, 3 die Isolationszwickel, welche den seitens der isolierten Adern eingenommenen Flächenraum annähernd auf einen Kreisquerschnitt ergänzen, 3^a den Isolationszwickel, welcher den im Zentrum des Kabels liegenden Zwischenraum zwischen den drei isolierten Adern ausfüllt, 4 die um die auf diese Weise zu einem Kreis ergänzten verseilten Adern herumgelegte Gürtelisolation, 5 den Bleimantel und 6 die Panzerung.

In Abb. 2 ist ein Kabel nach dem Erfindungsgedanken im Querschnitt dargestellt, wobei die entsprechenden Teile ebenso bezeichnet sind wie bei Abb. 1. Wie aus dem Vergleich der beiden Abbildungen ersichtlich ist, ist auf die kreisrunde Form des Bleimantelquerschnittes verzichtet, und es weisen die Isolationszwickel 3 einen kleineren Querschnitt auf, als zur Ergänzung des Flächenraumes der drei isolierten Leiter auf eine volle Kreisfläche erforderlich wäre. Durch entsprechende Bemessung des Flächeninhaltes der Isolationszwickel 3 sowie durch entsprechende Formgebung derselben ist es möglich, den Materialverbrauch für die Gürtelisolation 4, für den Bleimantel 5 usw. von dem mit der jetzigen Kreisform des Kabels verbundenen Materialaufwand auf ein gerin- 6q

ges Maß herabzudrücken. Das Mindestmaß an Materialverbrauch ergibt sich, wenn die Innenfläche der Gürtelisolation 4 eine tangentiale Verbindung der drei isolierten Leiter-5 oberflächen bildet, so daß das Kabel sowohl über der Gürtelisolation 4 als auch über dem Bleimantel 5 eine Dreieckform mit abgerundeten Ecken darstellt.

Außer der Hintanhaltung von nutzlosem Materialverbrauch wird durch die Formgebung nach der Erfindung- erreicht, daß die Flächen des Bleimantels an jenen Stellen, welche den Zwickeln 3 benachbart sind, den Metalleitern des Kabels näher gebracht werden, als dies bei der normalen bis heute üblichen Ausführung der Fall ist; da gerade durch diese Flächen die Stromwärme des Kabels entweicht, so weist das nach der Erfindung geformte Kabel einen geringeren innern Wärmewiderstand als ein Kabel nach bisher üblicher Bauart auf, und es kann deswegen stärker mit Strom belastet werden.

Aus dem Vergleich der beiden Abb. 1 und 2 wird ferner auch ersichtlich, daß die Zwikkel 3 in der neuen Ausführungsform geringere Ausdehnung haben. Diese Verringerung an Isolation bedeutet eine weitere Ersparnis an Erzeugungskosten, ohne jedoch den Gebrauchswert des Kabels herabzudrükken, weil nur an solchen Stellen Isoliermaterial aus dem Kabelquerschnitt entfernt wor·- den ist, wo es elektrisch am schwächsten belastet ist.

Bekanntlich lassen sich Kabel für Zwecke, ³^ bei denen es von Vorteil ist, insbesondere z. B. Kabel für Dreiphasenleitungen mit geerdetem Nullpunkt, auch ohne jede Gürtelisolation herstellen. Selbstverständlich ist der Erfindungsgedanke auch auf solche Kabel anwendbar, bei denen der Bleimantel sich tangential an die drei isolierten Adern anschmiegt.

Außerdem ist der Erfindungsgedanke nicht bloß auf Dreileiterkabel beschränkt, sondern kann sinngemäß auf Kabel von beliebiger Leiteranzahl Anwendung finden. Dabei können die Einzelleiter, welche das Mehrleiterkabel bilden, entweder parallel nebeneinandergelegt oder aber miteinander verseilt sein, wobei' jedesmal die Isolationszwickel 3 die Querschnittsfläche auf eine mehr oder minder ausgeprägte Vieleckform ergänzen. Im ersteren Fall genügt zur Aufbringung des Bleimantels die Verwendung von entsprechend geformten Matrizen und Patrizen in der Bleipresse; im letzteren Falle können entsprechend dem Dralle, mit welchem die Einzelleiter zum Seil vereinigt sind, die Kabeltrommeln vor und hinter der Bleipresse in entsprechende Rotation versetzt werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens macht das Kabel 1, welches aus miteinander verseilten Einzelleitern aufgebaut ist, während seines Durchganges durch die Kabelpresse eine rein fortschreitende Bewegung; Dabei werden Matrize und Patrize der Kabelpresse in eine Drehbewegung versetzt, welche dem Drall entspricht, mit dem die Einzelleiter verseilt sind.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, findet das Umhüllen des Stranges vieleckigen Querschnittes mit dem Metall unter Zuhilfenahme einer Matrize und Patrize mit kreisförmigem Durchgangsquerschnitt statt. Die Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens ist in Abb. 3 und 4 dargestellt. In Abb. 3 bedeutet 2 die drei mit Isolation umgebenen Einzelleiter, welche den Strang vieleckigen Querschnittes bilden, der mit Blei umhüllt werden soll. 21 stellt die Matrize der Kabelpresse und 20 deren Patrize dar. Matrize und Patrize sind so ausgestaltet, daß sie für das auszupressende Metall einen kreisringförmigen Durchgangsquerschnitt freilassen.

Bedingung ist, daß der Umfang der kreisförmigen Patrizenöffnung so gewählt wird, wie er unter Berücksichtigung der Zusammenziehung des Bleies beim Preßvorgang gewählt werden würde, wenn ein kreisförmiger Hohlzylinder vom Innenumfang des zu erzeugenden Vielkanthohlkörpers ausgepreßt werden sollte.

Beim Bleipreßvorgang wird sich zwar zunächst ein im Querschnitt kreisförmiger Bleihohlzylinder bilden; dieser wird sich jedoch sofort dem Umfange und der Form des Mehrleiterkabels anschmiegen, und da nach den Erfahrungen des Erfinders der Umfang des sich ergebenden kreisförmigen Bleimantels gleich ist dem tangentialen Umfang des Mehrleiterkabels, so wird sich der noch nicht völlig abgekühlte Bleimantel an das Mehrleiterkabel anschmiegen und dessen Form annehmen. Nun ist aber der einem Vieleck umschriebene Kreis im Durchmesser größer als jener Kreis, welcher mit diesem Vieleck umfangsgleich ist. Daraus folgt, daß die mit dem Vieleckquerschnitt des Kabels umf angsgleiche Patrize im Durchmesser kleiner sein müßte als der dem Vieleck umschriebene Kreis. Diese geometrischen Verhältnisse würden das Passieren des Kabels durch die Patrize verhindern und demzufolge das Umpressen des Kabels unmöglich machen.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß es mit einer Kabelpresse mit Matrizen und Patrizen kreisförmigen Austrittquerschnittes der bisher üblichen Bauart und Größe trotzdem möglich ist, Kabelstränge vieleckförmigen Querschnittes einwandfrei mit Metall zu umhüllen. Dieser scheinbare

Widerspruch kann auf folgende Weise erklärt werden:

Beim Austritt des herumgepreßten schmelzflüssigen Metalls aus der Kabelpresse findet unter dem Einfluß der plötzlichen Abkühlung und einer aus mechanischen Ursachen auftretenden Zusammenziehung ein Schrumpfen (Abb. 3) des ausgepreßten metallischen Hohlzylinders -statt. Dieser Zusammenziehung muß bei der Wahl der Patrizenöffnung Rechnung getragen werden, und zwar in der Weise, daß die öffnung der Patrize stets größer gewählt werden muß als der Durchmesser der Bleimantelinnenfläche, welch letztere, wie oben auseinandergesetzt, mit dem Vieleck umfangsgleich zu sein hat. Durch die Rücksichtnahme auf die Zusammenziehung ergibt sich dann der Umstand, daß trotz der vorher beschriebenen geometrischen Verhältnisse nicht nur die Patrizenöffnung im Durchmesser größer ist als der dem Vieleck umfangsgleiche Kreis, sondern daß der Umfang der Patrize im Durchmesser sogar größer wird als der Durchmesser des dem Vieleck um~ schriebenen Kreises. Es ist dann für den Durchgang des Kabels durch die Patrize kein Hindernis mehr vorhanden, so daß der Preßrorgang ungestört vor sich gehen kann. Selbstverständlich muß der erfindungsgeinäßen Bedingung immer Rechnung getragen werden. Diese Bedingung besteht darin, daß der lichte Durchmesser D₁ der kreisfömigen Patrize mindestens so groß gewählt wird, daß der Tnnenumfang des Kreishohlzylinders, welcher sich infolge der vorerwähnten Schrumpfung ergeben würde, gleich ist dem Außenumfang U des mit Blei zu umhüllenden Stranges vieleckigen Querschnittes. Um die Möglichkeit der Umhüllung eines solchen Stranges mit einer Kabelpresse kreisförmigen Austrittsquerschnittes noch näher zu erläutern, sei folgendes ausgeführt:

Die Patrize besitzt einen Durchmesser, der zweckentsprechend etwas größer, aber zumindest gleich groß sein muß wie der Durchmesser D₁ des dem Strange vieleckigen Querschnittes umschriebenen Kreises Jf₁, damit der Strang durch die Innenöffnung der Patrize hindurchgeführt werden kann. Nun schrumpft jedoch der Durchmesser D₁ des austretenden Metallzylinders 4 unter den vorgenannten Zusammenziehungserscheinungen um ein gewisses Maß (2 Δ D₁) zusammen, so daß er den Durchmesser D₁ —2AJD₁=D₂ des Kreises K₂ (Abb. 4) bekäme, wenn der austretende Bleikörper überhaupt zu einem Kreisholzylinder gestaltet würde, wie dies z. B. beim Ummanteln eines Stranges kreisförmigen Querschnittes oder beim Pressen eines Hohlzylinders der Fall wäre. Da jedoch im vorliegenden Falle ein Strang vieleckigen Querschnittes zur Ummantelung kommt, wird ein Kreishohlzylinder des letzteren Querschnittes überhaupt nicht entstehen.

Wie bereits erwähnt, muß der Durchmesser des dem Strang vieleckigen Querschnittes umschriebenen Kreises gleich oder kleiner sein als der Umfang der Patrize. Erfahrungsgemäß mußte bei der bisher üblichen Ummantelung des Stranges mit einer Bleihülle kreisringförmigen Querschnittes der Umfang der Patrize immer um ein gewisses Maß mit Rücksicht auf die geschilderte Zusammenziehung größer gemacht werden als der äußere Kreisumfang des zu umhüllenden Stranges. Es hat sich nun für den vorliegenden Sonderfall der Umhüllung eines Stranges vieleckigen Querschnittes ergeben, daß der um Δ D₁ vergrößerte Durchmesser D₂ als Durchmesser der Patrize genügt, um den Durchtritt des Stranges vieleckigen Querschnittes durch die kreisförmige Patrize zu ermöglichen.

Die Größe des lichten Durchmessers D₁ ist aus der Beziehung D₁ = D₂ + 2 Δ D₁ leicht zu bestimmen, da die Größe 2 AD₁ vom normalen Preßvorgang beim Pressen kreisförmiger Zylinder her bekannt ist und die Größe D₂ sich aus dem Umfang des zu umhüllenden Stranges ergibt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Mehrleiterkabel, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zur Kabelachse senkrecht geführten Querschnittsfläche die Innenberandung der Gürtelisolation einen geringeren Flächeninhalt einschließt als der den isolierten Adern umschriebene Kreis und die Innenberandung des Bleimantels einen geringeren Flächeninhalt einschließt als der der Gürtelisolation umschriebene Kreis.

2. Elektrisches Mehrleiterkabel, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleimantel in einer zur Kabelachse senkrecht geführten Ouerschnittsfläche einen geringeren Flächeninhalt umschließt als der den isolierten Adern umschriebene Kreis.

3. Verfahren zur Herstellung eines Mehrleiterkabels nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die isolierten Adern ohne Drall nebeneinander parallel liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelseele durch eine entsprechend geformte Matrize der Bleipresse geführt wird, ohne um ihre Achse gedreht zu werden.

4. Verfahren zur Herstellung eines Mehrleiterkabels mit verseilten Adern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel während des Durchganges durch die Kabelpresse in eine Drehbewegung versetzt wird, die dem Dralle entspricht, in welchem die

Adern des Kabels miteinander verseilt sind.-

5. Verfahren zur Herstellung eines Mehrleiterkabels nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel während seines Durchganges durch die Bleipresse eine rein fortschreitende Bewegung ausführt, und daß die Patrize und Matrize in eine Drehbewegung versetzt werden, die dem Dralle entspricht, in welchem die Adern verseilt sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Mehrleiterkabels nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß· das Umhüllen des Stranges" vieleckförmigen Querschnittes mit dem Bleimantel unter Zuhilfenahme einer Matrize und Patrize (20, 21) mit kreisringförmigem Durchgangsquerschnitte erfolgt, bei dem der lichte Durchmesser (D₁) der kreisförmigen Patrize (20) so groß gewählt wird, daß der Innenumfang (D₂Ji) des kreisförmigen Hohlzylinders, welcher bei Verwendung dieser kreisförmigen Patrize durch die Zusammenziehung bei der Abkühlung entstehen würde, annähernd gleich ist dem Außenumfange des mit Blei zu umhüllenden vielkantigen Stranges.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.