DE615040C - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters unrunden Querschnittes - Google Patents

Description

Um bei Mehrleiterkabeln eine möglichst gute Ausnutzung des Raumes im Innern des Bleimantels zu erreichen, gibt man den einzelnen Leitern des Kabels eine Sektorform. Die Konstruktion dieser Sektorleiter ist meistens so, daß um einen aus parallel einlaufenden Kupferdrähten oder Litzen gebildeten Kern eine oder mehrere Lagen Kupferdrähte verseilt werden, wie aus einigen Ausführungsbeispielen hervorgeht (s. Abb. 1, 2 und 3). Die in der äußeren Umfangslage dieser Querschnitte gezeichneten Drähte stellen die Decklage dar, während die inneren, nicht miteinander verseilten Drähte den Kern bilden. Ein Stück eines nach, diesem Verfahren hergestellten Sektorleiters von der in Abb. ι gezeigten Querschnittsform ist aus Abb. 4 ersichtlich. Der Sektorleiter besitzt demnach zur Leiterachse parallel verlaufende Mantellinien. Der so hergestellte Leiter wird entweder sofort nach dem Aufbringen der Decklagen oder nachträglich in einem besonderen Arbeitsgang in der bei elektrischen Kabeln üblichen Weise isoliert.

Ist die Verseilmaschine nun mit verhältnismäßig kleiner Abzugsscheibe ausgerüstet, so treten beim Auf- und Abwickeln des Seiles Schwierigkeiten auf, und zwar werden beim Aufwickeln alle den Kern bildenden Drähte oder Litzen, die nicht auf der neutralen Achse (neutrale Faser) A-B des Seilquerschnittes (s. Abb. ι und 2), sondern um einen bestimmten Wert von ihr entfernt liegen, länger bzw. kürzer als die neutrale Achse der herzustellenden Leiter werden. Der Längenunterschied hängt von der Entfernung der parallel einlaufenden Drähte oder Litzen des Kernes von der neutralen Achse A-B ab.

Diese Verhältnisse mögen an Hand der Abb. 5 näher erläutert werden, die eine auf der Abzugsscheibe befindliche Leiterwindung mit einem in Abb. 2 dargestellten Leiterquerschnitt zeigt. Es bezeichnet γ allgemein die Entfernung des Mittelpunktes eines beliebigen Draht- oder Litzenquerschnittes, der dem aus parallel einlaufenden Drähten oder Litzen bestehenden Kern angehört, von der neutralen Achse A-B des Leiters. Sind nun die Entfernungen der Mittelpunkte der Draht- oder Litzenquerschnitte von der Oberfläche der Abzugsscheibe um das Maß y größer oder kleiner als die Entfernung der neutralen Achse von der Oberfläche der Abzugsscheibe, so sind alle in der Entfernung y außerhalb der Achse A-B liegenden, parallel einlaufenden 55 * Litzen und Drähte des Leiters um den Wert 2 · π' y je Windung länger bzw. kürzer als die neutrale Achse der fertigen Ader.

Dieser Längenunterschied kann bei stärkeren Querschnitten bedeutende Größen annehmen.

Die in Abb. 5 mit 1 und 2 bezeichneten Drähte oder. Litzen seien von der neutralen Achse beispielsweise um den Wert y_± = y₂ = 3 mm entfernt. Beträgt der Abstand der neutralen Achse vom Umfang der Abzugsscheibe χ = 9 mm und hat der Abzugsscheibendurchmesser den Wert I) = 1500 mm, so erreicht die Verkürzung bzw. Verlängerung der Drähte 1 und 2 den Wert 18,8 mm bei einer Länge der neutralen Faser von 4766 mm. Solange sich der Leiter noch auf der Abzugsscheibe befindet, sind keinerlei Nachteile zu bemerken. In dem Augenblick jedoch, in dem die Ader von der Abzugsscheibe abläuft und gerade gestreckt wird, werden die Drähte 1 in Abb. 5 um das- Maß 18,8 mm gereckt, wodurch eine Querschnittsveränderung erfolgt; die Drähte 2 dagegen drücken häufig ihre überflüssige Länge durch die äußere Seillage hindurch, wodurch der Leiter unbrauchbar wird.

Es kommt noch hinzu, daß solche nachträglich mit Isolation versehenen Leiter auf den Verseilmaschinen wegen des unrunden Quer-Schnitts der Adern nur ohne Verwendung der Rückdrehung zu einem Kabel verseilt werden können. Bei der Verseilung ohne Rückdrehung werden aber die einzelnen Adem bei jeder Umdrehung der Verseilmaschine um 360⁰ in sich selbst verdreht, wodurch der Kupferleiter und außerdem die Isolation der einzelnen Adern, die lagenweise in Schraubenform aufgebracht ist, mechanisch beansprucht werden. Dabei verschieben und falten sich die einzelnen Lagen der Isolation, was sich sehr nachteilig auf die Güte der Isolation auswirkt. Man sucht diese Schwierigkeiten häufig dadurch zu umgehen, daß den Kabeln beim Verseilen der Adern eine größere Schlaglänge als wünschenswert erteilt wird, wodurch jedoch bei stärkeren Querschnitten das Kabel steif und unbiegsam wird. Auch ist es bei Anwendung starker Querschnitte meistens sehr schwer, den theo-♦5 retisch berechneten Durchmesser der Kabel einzuhalten, weil die Adern durch die Verdrehung um 360⁰ in sich selbst so steif und störrig geworden sind, daß sie häufig erst mit großer Gewalt im Verseilkaliber ihre richtige Lage erhalten, wobei es vorkommen kann, daß die Isolation beschädigt wird. Man wird dadurch häufig gezwungen, ein etwas größeres als das berechnete Kaliber zu wählen, ,um die Isolation der Adern nicht zu verderben.

Es ist bereits bekannt, zur Vermeidung schädlicher Beanspruchungen der Isolation den in bekannter Weise hergestellten Leitern unrunden Querschnitts vor ihrer Isolation in einem besonderen Arbeitsgang eine stetige Querschnittsdrehung um die gerade gestreckte Leiterachse zu geben, oder anders ausgedrückt, die Leiter unrunden Querschnitts mit gerade gestreckter Leiterachse und schraubenlinienförmigen Mantellinien herzustellen. Hierbei ist diejenige Leiterlänge, auf der der Leiterquerschnitt eine einmalige Umdrehung um 360 ° vollendet hat bzw. die der Länge einer Ganghöhe der schraubenlinienförmigen Mantellinien entspricht, gleich der Länge des Leiters je Schlaglänge des Mehrleiterkabels gewählt worden. Mehrere solcher Leiter werden nach ihrer Isolierung auf einer Verseilmaschine mit Haspelrückdrehung verseilt. Die stetige Querschnittsdrehung wird durch eine fortlaufende mechanisch aufgezwungene Verdrehung des Leiters um die Leiterachse erreicht.

Dieses Verfahren vermeidet wohl die schädliche Beanspruchung der Isolation, erzeugt aber dabei im Leiter innere Torsionsspannungen und Lockerung des Litzengefüges, verursacht einmal durch die dem Leiter aufgezwungene mechanische Verdrehung um seine Achse und weiterhin dadurch, daß sich hierbei ein Umhaspeln des zunächst in üblicher Weise hergestellten Leiters mit gerader Achse und zu dieser parallelen Kanten, welches zur Ausführung der mechanisch aufgezwungenen Verdrehung notwendig ist, und die damit verbundenen früher geschilderten Nachteile nicht vermeiden lassen. Die mechanischen Spannungen machen sich um so unangenehmer bemerkbar, je größer die Leiterquerschnitte und je stärker die ztim Aufbau des Leiters verwendeten Drähte oder Litzen sind. Die Verwendung weniger Drähte großen Querschnitts hat jedoch gegenüber dem Aufbau des Leiters aus vielen 'Einzeldrähten bei gleichem Gesamtkupferquerschnitt den Vor- too teil der vereinfachten Herstellung, des größeren Füllfaktars des Leiters und der dadurch bedingten wesentlichen Ersparnis an Isolations- und Bewehrungsmaterial, ist also erwünscht.

Das Verfahren gemäß der Erfindung gestattet die Herstellung eines Kabelleiters unrunden Querschnitts mit gerade gestreckter Achse und stetiger vor der Isolierung hergestellter Querschnittsdrehung um diese unter no Vermeidung innerer mechanischer Spannungen und einer Lockerung des Litzengefüges; es ermöglicht die Verarbeitung beliebig dicker Drähte und Litzen auch für größte Leiterquerschnitte und besitzt außerdem den Vorteil, daß der Leiter die gewünschte Vorformung in einem einzigen Arbeitsgang erhält. Es besteht darin, daß der Leiter die Querschnittsdrehung um die Leiterachse bereits bei seiner Herstellung dadurch erhält, daß die den Leiterquerschnitt bildenden Drähte oder ■itzen mit einer Schlaglänge miteinander

Verseilt werden, die gleich der Länge des Leiters je Schlaglänge des Mehrleiterkabels ist. Da die den Leiterquerschnitt bildenden Drähte oder Litzen schon infolge ihrer Verseilung genügend zusammenhalten, so ist das Umseilen eines gemäß der Erfindung hergestellten Leiterkerns mit besonderen Deckdrähten nicht unbedingt notwendig. Gleichwohl können noch eine oder mehrere Deckto lagen von Drähten auf den Leiterkern aufgeseilt werden. Die Leiter werden entweder gleichzeitig mit der Verseilung des Leiters oder in einem besonderen Arbeitsgang in bekannter Weise isoliert und dann in Verseilmaschinen unter Anwendung der Haspelrückdrehung verseilt. Durch dieses Verfahren werden alle oben geschilderten Schwierigkeiten bei der Herstellung von Mehrleiterkabeln mit Leitern unrunden Querschnitts

ao vermieden.

Die Abb. 6 und 7 zeigen Beispiele für Querschnitte erfindungsgemäß verseilter Leiter, die Abb. 8 und 9 zeigen die entsprechenden Leiteransichten. Die Herstellung eines Leiters gemaß Abb. 8 geht so vor sich, daß um einen runden Leiterkern A aus einem Draht oder einer Litze der gewünschten Querschnittsform des Leiters entsprechend Drähte B in langem Schlag verseilt und auf diesem Leiterkern noch Deckdrähte C in kürzerem Schlag aufgebracht werden. In der Zeichnung ist die Decklage des Leiters teilweise im Schnitt dargestellt. Das Maß d in Abb. 9 entspricht der Länge des isolierten Leiters je Schlaglänge des Mehrleiterkabels.

Bei Anwendung von Verseilmaschinen mit rotierendem Haspelkorb ist das dem unrunden Leiterquerschnitt entsprechend geformte !Caliber, in dem die Verseilung des Leiters erfolgt, drehbar und wird mit der gleichen Drehzahl und im gleichen Richtungssinn wie der Verseilkorb, der die Haspeln mit denjenigen Drähten oder Litzen trägt, durch deren Verseilung der Leiter eine gleichmäßige Querschnittsdrehung längs der Leiterachse erhält, zwangsläufig angetrieben. Die Schlaglänge des Leiters hängt von der Drehzahl des Verseilkorbes bzw. des Kalibers und der Abzugsgeschwindigkeit des Leiters ab. Soll der Leiter noch mit Deckdrähten umseilt werden, so wird zweckmäßig für die Deckdrähte noch ein besonderer Verseilkorb, dessen Drehzahl je nach der gewünschten Schlaglänge der Deckdrähte von der Drehzahl des vorerwähnten Verseilkorbes mehr oder weniger abweichen kann, vorgesehen.

Um bei der Verseilung der isolierten Leiter zum Kabel in einer mit einer Rückdrehungsvorrichtung für die Kabelhaspel versehenen Verseilmaschine etwa vorhandene geringe Unterschiede zwischen der Schleglänge des erfindungsgemäß verseilten Leiters und der Länge derjenigen Schraubenlinie, die die Achse des Leiters bei der Lagerung des Leiters im fertigen Kabel in einer Schlaglänge rechnungsgemäß aufweisen soll, auszugleichen, können erfindungsgemäß im Antrieb eines jeden Haspels an sich bekannte Wechselgetriebe vorgesehen werden, die die Regelung der Rückdrehung eines jeden Haspels unabhängig von derjenigen der anderen Haspel um ein bestimmtes einstellbares Maß ohne Stillsetzen der Maschine ermöglichen.

Das beschriebene Verfahren läßt sich bei der Herstellung von Mehrleiterkabeln mit beliebiger Aderzahl und beliebiger Leiterform anwenden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines elekirischen Leiters unrunden Querschnittes mit gerade gestreckter Achse und stetiger, vor der Isolierung hergestellter Querschnittsdrehung um diese, der mit einem, zweien oder mehreren Leitern gleicher Art nach der Isolierung zu einem Mehrleiterkabel auf einer Verseilmaschine mit Haspelrückdrehung verseilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter die Querschnittsdrehung um die Leiterachse bereits bei seiner Herstellung dadurch erhält, daß die den Leiterquerschnitt bildenden Drähte oder Litzen mit einer Schlaglänge miteinander verseilt werden, die gleich der Länge des Leiters je Schlaglänge des Mehrleiterkabels ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiterkern aus einem Draht oder einer Litze zu der gewünschten Form des Leiterquerschnitts mit Drähten oder Litzen umseilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den unrunden Leiter eine oder mehrere Decklagen mit beliebigem Schlage aufgelegt werden.

4. Verseilmaschine zur Herstellung elektrischer Mehrleiterkabel aus nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3 hergestellten Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß im Antrieb eines jeden Haspels an sich bekannte Wechselgetriebe vorgesehen sind, die die Regelung der Rückdrehung eines jeden Haspels unabhängig von derjenigen der anderen Haspel ohne Stillsetzen der Maschine ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen