DE653262C - Verfahren zur Herstellung elektrischer Litzenleiter unrunden Querschnitts - Google Patents

Description

Der Durchmesser elektrischer Leitungen hängt u.a. vom Füllfaktor des Kupferleiters ab. Bei massiven Leitern beträgt der Füllfaktor 100 0/0, während bei verseilten Leitern derselbe bis zu 70 0/0 der von der äußeren Umfangslinie. des Leiters umschriebenen Fläche sinkt. Um diesen Füllfaktor bei verseilten Leitern zu erhöhen, ist es bekannt, besonders bei sektiorförmigen Leitern elektrischer Kabel mit zur Längsachse des Leiters parallelen Kanten, die Leiter nach dem Verseilen nochmals durch entsprechend kalibrierte Walzen zu führen, wo sie in die auf einen höheren Füllfaktor berechnete Form gequetscht bzw. gewalzt werden.

Das Walzen sektorförmiger Leiter mit zur Längsachse des Leiters parallelen Kanten macht jedoch den Sektorleiter starr. Bei der Verseilung der Adern ohne Rückdrehung, wie sie bisher üblich war, setzen daher die gewalzten starren Adern der Verseilung einen erheblichen Widerstand entgegen. Auch läßt sich zur Erhöhung des Füllfaktors das Walzen elektrischer Leiter unrunden Querschnitts, die nach dem bekannten Verfahren gemäß Patent 615040 in Schraubenform verdreht sind und mit Rückdrehung verseilt werden können, nicht ohne weiteres anwenden. Das Verfahren nach dem Hauptpatent dient zur Herstellung elektrischer Mehrleiterkabel mit Adern unrunden Querschnitts und besteht darin, daß die einzelnen unrunden Leiter vor ihrer Isolierung und Verseilung zum Kabel eine verdrehte Form durch Verseilung der den Leiterquerschnitt bildenden Drähte oder Litzen erhalten. Beim Walzen der so hergestellten Leiter werden die vorher weichen Kupferdrähte hart, und die Leiter erhalten Aufdrehspannungen, die ihr späteres Verarbeiten erschweren. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Litzenleiter unrunden Querschnitts für Mehrleiterkabel, die vor ihrer Isolierung nach dem Verfahren gemäß Patent 615040 in Schraubenform verdreht sind, und besteht darin, daß die Leiter auf einen erheblich höheren Füllfaktor gewalzt und in eine kürzere Steigung verdreht werden als diejenige, die für die Erreichung des gewünschten Schraubenganges bei nicht rückfederndem weichem Werkstoff notwendig wäre. Sie ist also in der Kombination zweier Verfahrenselemente zu sehen.

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Zur Erhöhung des Füllfaktors dienen Preßwalzen, die in einem Gehäuse sitzen, das mit einer Drehzahl und einem Drehsinn um. die Längsachse des Leiters umläuft, die durch die Durchzugsgeschwindigkeit des verdrehten· Leiters zwischen den Walzen und die Schraubensteigung des verdrehten Leiters gegeben sind. Es empfiehlt sich, den verdrehten Leiter in demselben Arbeitsgang mit der Verseilung ίο der den Leiterquerschnitt bildenden Drähte oder Litzen zu walzen. In diesem. Fall stimmen die Drehzahl und der Drehsinn des Walzgehäuses mit den entsprechenden Größen desjenigen Teiles der zur Herstellung des vierdrehten Leiters dienenden Verseilmaschine überein, der dem unrunden Leiter die Schraubensteigung erteilt.

Die umlaufenden Walzen werden unter Zwischenschaltung einer Schleifkupplung angetrieben. Der Antrieb der Walzen kann von einem Elektromotor aus erfolgen, welcher mit dem Walzengehäuse um die Längs-' achse des zu walzenden Leiters umläuft und seine Stromzuführung durch Schleifringe und Schleifkontakte erhält. Das drehbare Walzengehäuse muß bei dieser Bauart genau ausbalanciert werden. Die Schleifkupplung dient dazu, ein immer nahezu gleiches Drehmoment auf die Walzen zu übertragen. Die Geschwindigkeitsänderung des Motors kann durch Stromregulierung erfolgen.

Durch den einzubauenden Elektromotor erhält der Walzapparat eine verhältnismäßig große. Baulänge, was in manchen Fällen seiner Verwendung, besonders beim Einbau in vorhandene Verseilmaschinen, hinderlich ist. Eine kleinere Baulänge des Walzapparates kann dadurch erreicht werden, daß der Antrieb der Walzen durch ein umlaufendes PIanetengetriebe geschieht. Eine Einstellbarkeit der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen kann durch schnelleren oder langsameren Antrieb der Planetenräder vorgenommen werden.

Das Verdrehen der gewalzten Leiter nach dem Verlassen der Preßwalzen in eine kürzere Steigung als diejenige, die für die Erreichung des gewünschten Schraubenganges bei nicht rückfederndem weichem Material notwendig wäre, kann dadurch erreicht werden, daß hinter den eigentlichen Preßwalzen noch ein zweites Walzenpaar angebracht ist. Das zweite Walzenpaar wird so eingestellt, daß der gewalzte Leiter in der Abstandsentfernung zwischen den eigentlichen Preßwalzen und dem zweiten Walzenpaar zwangsweise in eine andene Steigung verwunden wird, aΊs das Verhältnis der Umdrehung des Walzengehäuses des ersten Walzenpaares zu der Abzugsgeschwindigkeit der Abzugsscheibe der Maschine bei einer Umdrehung des genannten Walzengehäuses um die Längsachse des Leiters ergeben würde." Hierbei wird der Leiter etwas über seine Elastizitätsgrenze beansprucht und verliert dadurch seine Rück- ·;"federkraft, so daß der Leiter nicht mehr ■'das Bestreben hat, die Schraubenwindung """aufzudrehen, also völlig spannungsfrei ist, wodurch ein leichtes Zusammenschlagen der Leiter zum fertigen Kabel gewährleistet ist.

Nach dem zweiten Walzenpaar kann noch ein drittes Walzenpaar angebracht werden, um die Drähte des Leiters, welche beim Durchgang durch das erste Walzenpaar bereits deformiert wurden und sich durch die kürzere Verdrehung des Gesamtleiters zwischen dem ersten und zweiten Walzenpaar etwas verkantet haben, wieder in ihre richtige Lage zu pressen. An Stelle der beiden letzten Walzenpaare können auch einfache, entsprechend aufgedrehte Führungsrollenpaare oder Kaliber angeordnet werden. Die beiden letzten Walzenpaare, welche mit derselben Geschwindigkeit wie das erste Walzenpaar um die Längsachse des zu walzenden Leiters umlaufen, können auf getrennten Ständern mit getrenntem Antrieb angebracht werden. Auch können alle, drei Walzenpaare oder auch nur einzelne mit einem Antrieb für die Walzen versehen wenden. -

Im nachstehenden sind die Vorrichtungen, die zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung exforderlich sind, beschrieben.

Die Fig. 1 bis 4 stellen zwei Ausführungsbeispiele einer Walzvorrichtung dar, die dazu dient, um die durch das Walzen eines verdrehten Sektorleiters verursachten Rückfederspannungen auszugleichen, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 im Seitenriß und Aufriß die erste und. die Fig. 3 und 4 in ähnlichen Ansichten die zweite Ausführungsart.

Bei der Ausführungsart nach Fig. 1 und 2 sind drei Walzenpaare 50, 51 und 52 angeordnet, deren Gehäuse 53, 54, SS mit ihren hohlen Wellen in Ständern 56, 57, 58 gelagert sind. Der Antrieb der Walzengehäuse erfolgt über die Zahnräder 59, 60, 61, welche mit der hohlen Welle des zugehörigen Walzengehäuses fest verbunden sind. Sämtliche drei Walzenpaare laufen mit ein und derselben Geschwindigkeit um die Längsachse des Leiters um und werden von irgendeiner Welle der Maschine;, in welche die Einrichtung eingebaut wird, angetrieben. Die drei Walzeinrichtungen sind auf einem Tisch.62 befestigt. Die Walzenpaare 50, 51, 52 sind im zugehörigen Walzengehäuse 53, 54, 55 drehbar um die Längsachse des zu walzenden Leiters (in derselben Weise wie die Walzenpaare 67 und 68 bei der weiter beschriebenen Ausführungsform nach Fig. 3 und 4) und fest- stellbar angeordnet, damit die Ausdrehungen 63, 64, 65 der Walzenpaare leicht an den

Schraubengang des zu walzenden Leiters eingestellt werden können.

Die Walzenpaare 50 und 51 werden so eingestellt, daß zwischen diesen Walzenpaaren. ein Schraubengang erzeugt wird, welcher kleiner ist als der Schraubengang, welcher sich aus den Umdrehungen des Walzenpaares 50 und der Abzugsgeschwindigkeit der Abzugsscheibe, der Maschine ergeben würde. Hierbei wird der Leiter etwas über seine Elastizitätsgrenze beansprucht und verliert dadurch seine Rückfederkraft. Das Walzenpaar 52 dient nur dazu, um die einzelnen Drähte des Leiters, welche beim Durchgang durch das erste Walzenpaar bereits deformiert wurden und welche sich auf der kürzeren Steigung zwischen den Walzenpaaren 50 und 51 etwas verkantet haben, wieder zu glätten. Durch die Möglichkeit, auch, dieses Walzenpaar 52 um die Längsachse des Leiters zu verstellen, ist es leicht, auch, dieses Walzenpaar dem Schraubengang des Leiters anzupassen. Die drei Walzeinrichtungen 50, 51, 52 können in ihrer Mittelentfernung voneinander verstellt werden durch Verstellung der Ständer 56, 5.7, 58 auf dem Tisch. 62.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 sind die Walzenpaare mit 66, 67 und 68 bezeichnet. Das Walzengehäuse 69 des ersten Walzenpaares 66 ist im Lagerständer 70 gelagert. Der Antrieb erfolgt über das Zahnrad 71, welches auf der hohlen Welle des Walzengehäuses 69 befestigt ist. Mit dieser hohlen Welle ist auch die Scheibe 72 fest verbunden, welche zwei Führungsstangen 73 trägt. Diese Stangen tragen zwei verschiebbare und feststellbare Gleitstücke 74, in welchen drehbar und feststellbar die Halter 7 5 der Walzenpaare 67 und 68 eingesetzt sind.

Auf diese Weise ist es möglich, die Walzenpaare 66, 67 und 68 in ihrer Entfernung • zueinander einzustellen als auch, die Walzenpaare 67 und 68 um die Längsachse des zu walzenden Leiters zu drehen, um die einzelnen Walzenpaare dem Schraubengang des einzelnen Leiters leicht anzupassen.

In Fig. 5 bis 8 ist die Ausbildung einer Walzvorrichtung, deren Walzen durch einen in dem Walzengehäuse angeordneten Elektnomotor angetrieben werden, und deren Einbau in eine Verseilmaschine dargestellt. Die Fig. 5 zeigt den Seitenriß, Fig. 6' den Grundriß und die Fig. 7 die Vorderansicht einer solchen Vorrichtung. Die Fig. 8 stellt einen Schnitt durch die Vorrichtung längs der Schnittlinie A-B in Fig. 5 dar.

In den Fig. 9 bis 13 ist die Ausbildung einer Walzvorrichtung, deren Walzen durch ein Planetengetriebe angetrieben werden, in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Die Fig. 9, ι ο und 11 zeigen im Aufriß, Grundriß und Seitenriß die eine Ausführungsform des Walzapparates und die Fig. 12 und 13 in Grundriß und Aufriß die zweite Ausführungsform.

Die Vorrichtung nach den Fig. 5 bis 8 und der Einbau derselben in eine fertige Verseilmaschine werden nachfolgend beschrieben:

Auf dem Tisch 1 ruht in zwei Lagern 2", 2''. die eigentliche Walzvorrichtung. Dieselbe besteht aus einem in zwei hohlen Zapfen auslaufenden drehbar gelagerten Gehäuse 3 zur Aufnahme der beiden Walzen 4.

Die beiden Walzen sind durch Zahnräder 5 untereinander verbunden. Es genügt aber auch, wenn nur eine Walze angetrieben wird. Die Walzen lagern in den Schlitzführungen des Walzengehäuses 3, wodurch ein leichtes Auswechseln der Walzen ermöglicht wird. Die Walzen werden durch auf die Lager 6 der Walzenwellen wirkende Druckschrauben 7 gegeneinandergepreßt und in ihrer Lage gehalten. Der Antrieb dieses Walzengehäuses, welches beim Durchgang des in Schraubenform vorgewundenen Leiters um die Längsachse dieses Leiters umlaufen muß, geschieht durch Ketten oder Zahnradübersetzung an das Antriebsrad 8, welches mit dem Walzengehäuse 3 fest verbunden ist.

Die Anordnung der Ketten oder Zahnradübersetzung ist so, daß die- Geschwindigkeit des Walzengehäuses 3 genauestens dem. Gang der Schraubenlinie entspricht, wie sie der zu walzende Leiter später im fertigen Kabel (erhalten soll. Der hohle Zapfen 14 des Gehäuses ist als Halter des mit dem Gehäuse umlaufenden Verseilkalibers 15 ausgebildet, in welchem sowohl die Drähte des Kernes in die Schraubenform verseilt als auch die Deckdrähte auf diesen schraubenförmigen Kern aufgelegt oder aufgeseilt werden. Das Verseilkaliber 15 selbst ist in seinem Halter einstellbar, um eine Anpassung an die Schraubenlinie des Leiters gegenüber den Walzen zu ermöglichen. Der Antrieb der Walzen geschieht durch einen Elektromotor 16, welcher auf dem Walzengehäuse angebracht ist und mit demselben umläuft. Die Stromzuführung des · Motors geschieht mittels Schleifkontakts und Schleif ringe 17 (Fig. 5). Dieselben sind hier beispielsweise auf dem. hohlen Zapfen 18 des Gehäuses angeordnet. Die notwendige Umdrehungszahl der Walzen 4 läßt sich nun leicht durch entsprechende Übersetzungen zwischen Motor und der einen oder anderen Walzenwelle, z. B. durch Zahnräder, Schnekken und Schneckenräder oder solche Kombinationen, erreichen.

In Fig. 5 bis 8 ist beispielsweise diese Übersetzung mit Schnecken und Schneckenrädern vorgesehen. In der Übersetzung zwischen dem. Motor und den Walzen ist eine

Schleif kupplung ig eingebaut, um durch entsprechende Einstellung derselben einen Ausgleich zu erreichen, falls die Umlaufgeschwindigkeit der Walzen größer ist als die Durchlaufgeschwindigkeit des zu walzenden Leiters, welche von der Umfangsgeschwindigkeit der Abzugsscheibe abhängig ist. Außerdem kann die Geschwindigkeit des Motors durch Stroniregulierung verändert werden. Das drehbare ίο Walzengehäuse wird entsprechend ausbalanciert.

Der Arbeitsvorgang ist folgender: Die von der zur Herstellung unrunder und in Schraubenform vorgedrehter Leiter eingerichteten Verseilmaschine kommenden Drähte werden im Verseilkaliber 1S verseilt und vermittels Walzen 4 nachgewalzt, wobei das Walzengehäuse mit dem Verseilkalibier 15 und den Walzen 4 mit derselben Umlaufsgeschwindigkeit um die Längsachse des Leiters umläuft wie der Teil der Verseilmaschine, welcher zusammen mit dem Kaliber 15 dem unrunden Leiter die obenerwähnte exakte Schraubenform erteilt.

Die Vorrichtung nach den Fig. 9 bis 13 ist im nachfolgenden beschrieben:

Bei der Ausführung gemäß den Fig. 9 ■ bis 13 sind die Walzen 17 in üblicher Weise in das Gehäuse 18 eingesetzt. Dieses in einen hohlen Zapfen 19 auslaufende Walzengehäuse 18 ist in den Lagern 20 und 21 gelagert und wird durch das Antriebsrad 22 angetrieben. Der Antrieb der eigentlichen Walzen 17 geschieht durch ein umlaufendes Planetengetriebe. Dieses umlaufende Planetengetriebe wird durch das Antriebsrad 23 angetrieben, welches mit dem Zentralrad 24 des Planetengetriebes fest verbunden ist. Das Antriebsrad 23 und das Zentralrad 24 des umlaufenden Planetengetriebes laufen lose auf dem hohlen Zapfen 19 des Walzengehäuses 18. Das das Walzengehäuse antreibende Antriebsrad 22' sowie das das Planetengetriebe antreibende Rad 23 können von irgendeiner Welle der Maschine, in welcher der Walzapparat eingebaut wird, durch Ketten und Kettenrad oder Zahnradgetriebe u.dgl. angetrieben werden. In besonderen Fällen kann der Antrieb auch durch besondere Motoren erfolgen. In das Zentralrad 24 greifen die Planetenräder 25 ein, deren Lager mit dem umlaufenden Walzengehäuse 18 fest verbunden sind. Die Wellen dieser Planetenräder 25 übertragen ihre Umdrehungen über die konischen Räderpäare 26, 27 und die Stirnräderpaare 28, 29 auf die Walzen 17. Das Stirnräderpaar 28 und 29 ist zur Regulierung der Umlaufzahl der Walzen bzw. der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen auswechselbar angeordnet. Der größeren Klarheit wegen ist in Fig. 9 und 10 nur der Antrieb einer Walze gezeichnet. Aus Fig. 11 geht dagegen hervor, wie der Antrieb beider Walzen vorzunehmen ist. Der Einbau der Walzvorrichtung in eine Verseilmaschine erfolgt sinngemäß wie der Einbau der in den Fig. 9 und 8 dargestellten Vorrichtung.

Soll die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen möglichst genau auf die Durchlaufsgeschwindigkeit des Walzgutes eingestellt werden oder sioll die Umlaufzahl der Walzen in ein genaues, aber veränderliches Verhältnis zu der Umlauf zahl des Walzengehäuses 18 gebracht werden, wird vorteilhafterweise die Ausführung gemäß Fig. 12 und 13 verwendet. Der Antrieb des Antriebsrades 30 bzw. des Walzengehäuses 3.1 erfolgt hier abermals von irgendeiner Welle der Maschine, in welche der Walzapparat eingebaut ist, oder von einem besonderen Motor. Mit dem Antriebsrad 30 ist ein Kettenrad 32 verbunden, welches die Umdrehungen des Walzengehäuses auf das Kettenrad 33 und damit auch auf die kurze Welle 34 überträgt. Die Räder 35, 36, 37,38 sind Wechselräder, durch welche die Umlauf zahl der kurzen'Welle 39 auf das genaueste geregelt werden kann.* Auf der Welle 39 sitzt außer dem Rad 3 8 lose das Kettenrad 40, welches durch eine mit der Welle 39 verbundene Schleifkupplung 41 angetrieben wird. Der Antrieb des Planetengetriebes geschieht vom Kettenrad 30 auf das Antriebsrad 42 und somit auf das Zentralrad 43 des Planetengetriebes. Durch die Planetenräder 44, die konischen Räderpaare 45, 46 und die Stirnräderpaare 47 und 48 erfolgt nun der Antrieb der Walzen 49 genau so wie bei der Ausführung gemäß Fig. 9 bis 11.

Es ist selbstverständlich, daß jede Art Geschwindigkeitsregler zur Regulierung der Geschwindigkeit der Walzen verwendet werden kann, also nicht nur Wechselräder, und daß an Stelle von Ketten irgendwelche andere Übertragungselemente verwendet werden können.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Litzenleiter unrunden Querschnitts für Mehrleiterkabel,, die vor ihrer Isolierung nach dem Verfahren gemäß Patent οι 5 040 -in Schraubenform verdreht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter auf einen erheblich höheren Füllfaktor gewalzt und nach dem Verlassen der Preßwalze in eine kürzere Steigung verdreht werden als diejenige, die für die Erreichung des gewünschten Schraubenganges bei nicht rückfederndem weichem Werkstoff notwendig wäre.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Ver-

fahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in der Leitierachse hintereinanderliegende, um die Achse des zu walzenden Leiters drehbare Walzenpaare angeordnet sind, die den gewalzten Leiter in eine kürzere Steigung verdrehen als diejenige, die für die Erreichung des gewünschten Schraubenganges bei nicht rückfederndem weichem Werkstoff notwendig wäre.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die einzelnen Walzenpaare sowohl in der Längsachse als auch um die Längsachse des zu walzenden Leiters gegeneinander verstellbar angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vernichtung der beim Walzen des verdrehten Leiters auftretenden Aufdrehspannungen des Leiters ein einziges Walzenpaar und mehrere Führungsrollen oder Kaliber vorgesehen sind, die sowohl in der Längsachse als auch um die Längsachse des zu walzenden Leiters gegeneinander verstellbar angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen sämtlicher oder eines der Walzienpaare zwangsläufig angetrieben werden.

6.»Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen sämtlicher Walzenpaare lose drehbar, d.h. nicht zwangsläufig angetrieben werden.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Walzenpaar in einem besonderen Ständer und mit besonderem Antrieb angeordnet ist, der zur zwangsläufigen Drehung der Walzen um die Längsachse des Leiters dient.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (69) eines Walzenpaares mit Trägern (73) versehen ist, auf welchen die übrigen Walzenpaare verstellbar angeordnet sind, und daß ein für alle Walzenpaare gemeinsamer Antrieb vorgesehen ist, der die Umlauf bewegung aller Walzenpaare um die Längsachse des zu walzenden Leiters bewirkt.

9. Vorrichtung nach Anspruqh 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (73) aus Führungen bestehen, auf welchen Gleitstücke (74) ver- und feststellbar aufgesetzt sind, in welchen die Halter (75) der Walzenpaare (67, 68) drehbar um die Längsachse des zu walzenden Leiters eingesetzt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen