DE662806C

DE662806C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines elektrischen Leiters

Info

Publication number: DE662806C
Application number: DEF77591D
Authority: DE
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1933-05-25
Filing date: 1934-05-26
Publication date: 1938-07-22
Also published as: FR766758A; GB419175A; US1943087A

Description

■ Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines elektrischen Leiters aus mehreren Lagen verseilter Drähte kreisrunden Querschnitts, dessen Füllfaktor durch Walzen des Leiters erhöht ist.

Bisher hat man Litzenleiter aus Drähten kreisrunden Querschnitts in der Weise hergestellt, daß übereinanderliegende Drahtlagen in abwechselnd entgegengesetzter Richtung geschlagen wurden. Dies war notwendig, um zu vermeiden, daß die Drähte einer Lage in die schraubenlinienförmig verlaufenden Rillen zwischen den Drähten der vorhergehenden Lage fielen und dadurch die Herstellung einer gleichmäßigen äußeren Form des Leiters verhinderten. Wenn derartige Leiter gewalzt wurden, so wurde das Drahtmaterial einer Lage nicht überall gleichmäßig verformt, sondern an den Stellen, an denen die Drähte einander kreuzen, in die Rillen zwischen zwei Drähten der vorhergehenden und nachfolgenden Lage gequetscht, so daß ein Ineinanderhaken der Drahtlagen entstand. Diese Art der Deformation der Drähte verminderte die Zugfestigkeit des Leiters und vergrößerte seinen elektrischen Widerstand; sie verminderte weiterhin ganz beträchtlich die Biegsamkeit und verursachte bei der Vornahme starker Biegungen Korbbildungen, d. h. die Drähte treten hervor und klaffen auseinander. Diese Schwierigkeiten sind überall dort von größter Wichtigkeit, wo die Kabel während der Herstellung und Lagerung gebogen werden und wo irgendeine Verlagerung oder radiale Bewegung der äußeren Drahtlagen die darüberliegende Leiterisolation ernsthaft beschädigt.

Gemäß der Erfindung werden die in sämtlichen Drahtlagen gleichsinnig verseilten Drähte nach Verseilung jeder einzelnen Drahtlagie glattgewalzt. Hierdurch wird für jede Drahtlage eine glatte Unterlage geschaffen, und der fertige Leiter besitzt nicht die vorher erwähnten Nachteile. Besonders ist auf die erhöhte Biegsamkeit hinzuweisen, die ein solcher Leiter besitzt. Diese kommt daher, daß die glatten, parallelen Drähte leicht aufeinandergleiten können. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist für die Herstellung eines Leiters, der für die Fortleitung von Wechselstrom bestimmt ist, von besonderem Vorteil, da der elektrische Widerstand vermindert ist, wenn sämtliche Drähte nahezu parallel zueinander laufen. Die Verseilung sämtlicher Drahtlagen in gleicher Richtung ist der Anwendung verschiedener Schlagrichtungen in übereinanderliegenden Drahtlagen vorzuziehen, um mit Sicherheit das Ineinanderhaken übereinanderliegender Drahtlagen infolge der Walzung zu vermeiden.

Die Drähte der Drahtlagen können in derselben oder in voneinander etwas verschiedener Schlaglänge aufgebracht werden. Die Anwendung verschiedener Schlaglängen in angrenzenden Drahtlagen hat sich als vorteil-

haft herausgestellt, da der Druck eines Drahtes der bei der Biegung des Leiters aus dem Verband der übrigen !Drähte herausspringt, dann nicht nur auf den gerade über ihm liegenden einwirkt und diesen ebenfalls aus dem Verbände der Drähte löst, sondern sich auf mehrere verteilt.

Zum Aufbau eines gemäß der Erfindung hergestellten Leiters können in gleicher Weise ίο die Drähte sämtlicher Drahtlagen in gleichen oder in verschiedenen Drahtlagen verschiedene Querschnitte besitzen. Bei der Herstellung der Leiter hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Drahtlagen zu gleicher Zeit in zwei zueinander senkrechten Richtungen zusammenzupressen.

Der Erfindungsgedanke ist in den Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigen:

Abb. ι eine schematische Darstellung des Apparates zur Herstellung eines Litzenleiters,

Abb. 2 eine vergrößerte Ansicht eines kurzen Stückes eines Leiters mit kreisrundem Querschnitt, dessen verschiedene Drahtlagen fortschreitend fortgelassen sind, um den Leiteraufbau zu zeigen,

Abb. 3 einen Schnitt durch einen Leiter nach. Abb. 2,

Abb. 4 bis 10 Schnitte durch verschiedene Rollensätze senkrecht zu der Richtung, in der der Leiter durch die Maschine gezogen wird, Abb. 11 eine Seitenansicht eines gemäß der Erfindung hergestellten, mit Isolierung versehenen Leiters,

Abb. 12 einen Schnitt durch den isolierten Leiter nach Abb. 11,

Abb. 13 einen Schnitt durch ein gemäß der Erfindung hergestelltes, papierisoliertes und bleiummanteltes Kabel,

Abb. 14 eine Ansicht zweier Walzapparate, Abb. 15 einen Grundriß der in Abb. 14 dargestellten Apparate,

Abb. 16 einen Schnitt durch die in Abb. 14 dargestellten Vorrichtungen längs der Linie 16-16,

Abb. vj eine Seitenansicht desjenigen Walzapparates, durch den der Leiter zuletzt hindurchläuft, und

Abb. 18 die Vorderansicht des in Abb. 17 dargestellten Walzapparates.

In Abb. ι ist ein Apparat für die Herstellung einer 37drähtigen kreisförmigen Litze mit einem hohen Füllfaktor und einer glatten äußeren Oberfläche, die frei von scharfen Kanten ist, gemäß der Erfindung dargestellt. Zur Rechten der Abbildung befindet sich ein Haspel 31, auf den der Draht 32 aufgehaspelt ist. Der Draht 32 dient als Herzdraht für die Litze und läuft von dem Vorratshaspel 31 nach links durch den Verseilkorb 33, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 6 Drahthaspel 34 mit Drähten 41 derselben Abmessungen trägt und eine Lage von Drähten 41 schraubenförmig um das Seilherz 32 herumlegt, so daß eine Litze kreisförmigen Querschnitts entsteht.

Der Verseilkorb 33 wird mittels Getriebes 35, welches sich an der Außenseite einer Scheibe befindet, und eines mit dem Getriebe im Eingriff stehenden Treibrades 36, welches auf einer längs der ganzen Maschine angeordneten Welle 37 angeordnet ist, in Umdrehung versetzt. Die Welle 37 wird von irgendeiner beliebigen, in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftquelle angetrieben; sie treibt mittels einer an ihr befestigten Schnecke 38 ein mit der Abzugsscheibe 40 verbundenes Schneckenrad 39 und damit die Abzugsscheibe an, welche das Kabel durch den Apparat hindurchzieht,

Nachdem der aus sieben Drähten bestehende Leiter hergestellt ist, durchläuft er die Walzapparate 42 und 43, die später näher beschrieben werden. Beim Durchlaufen des Walzapparates 42, der eine durch die Walzprofile gebildete, von der Kreisform etwas abweichende Durchgangsöffnung von der in Abb. 4 dargestellten Gestalt besitzt, wird die siebendrähtige Litze in vertikaler Richtung zusammengepreßt und ihr eine im wesentlichen kreisrunde äußere Form gegeben. Beim Durchlaufen der Walzen 42 werden an der Stelle, an der die Walzprofile aneinanderstoßen, kleine Grate gebildet. Der Walzapparat 43, dessen Durchgangsöffnung die in Abb. 5 dargestellte, ebenfalls von der Kreisform etwas abweichende Form hat und vorzugsweise etwas kleiner ist als die Durchgangsöffnung des Walzapparates 42, formt den Leiter in einer Richtung, welche senkrecht zu der Walzrichtung des Walzapparates 42 steht; er dient in erster Linie dazu, die beim Durchlaufen des Walzapparates 42 zu beiden Seiten des Leiters gebildeten Grate niederzuwalzen. Die größere Achse der öffnung gemäß Abb. 5 steht senkrecht auf der größeren Achse der öffnung der Abb. 4. Hierdurch wird erreicht, daß nach Durchlaufen der Walzvorrichtungen 42 und 43 der Leiter eine vollständige Kreisform besitzt.

Von dem Walzapparat 43 läuft die siebendrähtigeLitze durch den Verseilkorb 44, der im dargestellten Falle 12 Haspel 45 trägt. Der Verseilkorb wird durch ein Getriebe 46 angetrieben, welches sich an der Außenseite einer seiner Scheiben befindet und in ein auf der Antriebswelle 37 befestigtes Treibrad 47 eingreift. Der Verseilkorb 44 legt eine Lage von Drähten 48 um die Seele in derselben Richtung wie die Drähte 41.

Von dem Verseilkorb 44 läuft die jetzt iodrlhtige Litze durch einen Walzapparat 49, -

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der im Aufbau ähnlich dem Walzapparat 42 ist. Der Walzapparat, dessen Durchgangsöffnung die in Abb. 6 dargestellte, von der Kreisform abweichende Gestalt hat, walzt die Seele in vertikaler Richtung. Von dem Walzapparat 49 kommend, durchläuft die Seele den Walzapparat 50, dessen Aufbau ähnlich dem Walzapparat 43 ist und dessen Durchgangsöffnung die in Abb. 7 dargestellte unrunde Form zum Niederwalzen der seitlichen Grate hat.

Von der Walzeinheit 50 durchläuft die iodrähtige Litze den Verseilkorb 51, der 18 Drahthaspel 52 trägt und während seiner Drehung 18 Drähte 55 um die iodrähtige Litze herumverseilt. Die Drähte 55 werden in derselben Richtung wie die Drähte 41 und 48 verseilt. Der Verseilkorb 51 wird durch ein Getriebe 53 angetrieben, welches an der äußeren Seite einer Scheibe angeordnet ist und in ein auf der Antriebswelle 37 befestigtes Treibrad 54 eingreift.

Die 37drähtige Litze durchläuft jetzt eine Walzeinheit 56, welche im Aufbau ähnlich den Walzeinheiten 42 und 49 ist. Der Walzapparat 56 walzt den Leiter in derselben Richtung wie die Walzapparate 42 und 49 und hat eine Durchgangsöffnung für den Leiter von der in Abb. 8 dargestellten Gestalt. Die Durchgangsöffnung dieses Walzapparates für die äußere Lage des Leiters weicht von der kreisrunden Gestalt noch etwas mehr ab als die Öffnungen der Walzapparate 42 und 49. Von dem Walzapparat 56 kommend, durchläuft der Leiter den Walzapparat 57; dieser besitzt zwei Rollenpaare, von denen das erste mit WaIzprofilen von der in Abb. 9 dargestellten unrunden Öffnung den Leiter in horizontaler Richtung in einer etwas von der kreisrunden Querschnittsform abweichenden Form walzt, während das zweite Rollenpaar mit der in Abb. 10 dargestellten Durchgangsöffnung den Leiter wieder in vertikaler Richtung walzt. Wie aus Abb. 10 hervorgeht, sind die WaIzprofile etwas gegeneinander verzogen. Dies hat sich als notwendig herausgestellt, um demLeiter die gewünschte endgültige Querschnittsform und eine glatte äußere Oberfläche zu geben. Die Abb. 2, 3,11,12 und 13 zeigen Beispiele für gemäß der Erfindung hergestellte Leiter. In Abb. 2 ist in vergrößertem Maßstabe eine kurze Länge einer 37drähtigen Litze kreisrunden Querschnitts, die gemäß der Erfindung hergestellt ist, und in Abb. 3 ein Schnitt durch diese Litze dargestellt. Die Abb. 11 und 12 zeigen in Ansicht und Schnitt ein Kabel mit einer siebendrähtigen Litze 131 einer Gummiisolation 132 und einer äußeren Schutzumhüllung 133 aus Gewebe.
Die Abb. 13 zeigt im Schnitt ein Kabel, bestehend aus einer 37drähtigen Litze, einer Papierisolation 135, einer elektrostatischen Schirmhülle 136 und einem Bleimantel 137.

Die äußere Leiteroberfläche ist ganz glatt und frei von Vertiefungen und Vorsprüngen. Da alle Drähte in derselben Richtung verseilt sind, gibt es kein Ineinanderhaken der einzelnen Leiterlagen;" weiterhin ist das Kabel gut biegsam und kann über einen kleinen Radius ohne Körbbildung gebogen werden.

Einzelheiten über den Aufbau der in Abb. 1 eingezeichneten Walzapparate sind aus den Abb. 14 bis 18 zu ersehen. Der Aufbau der Apparate 42, 49 und 56 geht aus dem rechten Teil der Abb. 14 und 15, der Aufbau der Apparate 43 und 50 aus dem linken Teil dieser Abbildungen und aus dem Schnitt in Abb. 16 hervor.

Die in senkrechter Richtung pressenden Walzeinheiten 42, 45 und 56 unterscheiden sich voneinander nur durch die Abmessungen der Kabelführungen und der Walzen, deren Durchgangsöffnungen in den Abb. 4, 6 und 8 dargestellt sind.

In den Abb. 14 und 15 hat die Grundplatte 71 einen Ständer 72, in welchem eineFührung 73 mit einer Abrundung 74 auswechselbar angeordnet ist, um dem Leiter zu den. Walzen die richtige Führung zu geben. In dem dargestellten Fall wird die Führung 73 durch einen Deckel 75 gehalten, der bei 76 mittels Scharniere an. dem Ständer 72 befestigt ist und seine endgültige Lage mittels Mutter und Schraube γγ erhält. Die Führung 73 kann daher in einfacher Weise gegen andere Führungen ausgewechselt werden, was beim Walzen verschiedenartiger Leiter erforderlich ist.

Von der Führung 73 läuft der nicht dargestellte Leiter zwischen den Walzen 78 und 79 hindurch. Die obere Walze 79 ist an einem Ende einer Welle 80 mittels einer Mutter 81 befestigt. Die Welle 80 ist drehbar in einem Gehäuse 82 gelagert, welches in begrenztem Maße um die im oberen Teil der Ständer 72 und 72" angeordnete Achse 83 gedreht werden kann. Die Walze 79 kann leicht entfernt und durch andere Walzen ersetzt werden, was beim Walzen von Leitern verschiedener Abmessungen erforderlich ist. Die untere Walze 78 ist unterhalb der Walze 79 auf der Achse 11 ο

84 angeordnet und an ihr mittels der Mutter

85 befestigt. Die Achse 84 ist an dem Gehäuse 86, das an dem Ständer 72 in ähnlicher Weise wie das Gehäuse 82 angeordnet ist, drehbar gelagert. H5

Mittels eines an dem äußeren Ende des Gehäuses 86 befindlichen Zapfens ist eine Stange 87 befestigt, die durch eine senkrechte Öffnung des Gehäuses" 82 hindurchgesteckt ist. Eine Schraubenfeder 88, die die Stange 87 umgibt, hat das Bestreben, die Gehäuseteile und Walzen auseinanderzudrücken. Das obere

Ende der Stange 87 ist mit Schraubenwindungen und mit einer Mutter 89 versehen, um die Walzen entgegen der Kraft der Feder 88 gegeneinanderzupressen. Die Mutter 89 ist mit einer Skala 90 versehen, welche eine genaue Einstellung der Rollen ermöglicht.

Die untere Walze 78 ist an ihrem Umfang

mit einer ringförmigen Rille 78" versehen, deren Gestalt derjenigen entspricht, die der untere Teil des Leiters beim Durchgang durch die Walzen 78 und 79 erhalten soll. Die obere Walze 79 hat eine Rille 79", die zusammen mit der Rille in der unteren Walze 78 dem Leiter die gewünschte Querschnittsform beim WaIz-Vorgang gibt.

Die Walzen können leicht eingestellt und ausgewechselt werden. Die dargestellte Bauart erlaubt daher ein genaues Walzen des Leiters.

Die in waagerechter Richtung pressenden Walzapparate 43 und 50 unterscheiden sich voneinander nur durch die Abmessungen der Walzen.

Wie aus den Abb. 14, 15 und 16 hervorgeht, ist auf der Grundplatte 92 ein Gehäuse 93 angeordnet, in dem die senkrecht angeordneten Achsen 94 und 95 drehbar gelagert sind. Diese Achsen 94 und 95 sind in Richtung der Vorwärtsbewegung des Leiters beim Walzvorgang nicht verschiebbar, aber in Richtung aufeinander zu und voneinander weg mittels der Schrauben 96 und 97 feststellbar.

Am oberen Ende der Achsen 94 und 95 sind die Walzen 98 und 99 angeordnet! Diese sind an den Achsen mittels der Schrauben 100 und 101 befestigt und können beim Walzen verschiedenartiger Leiter leicht ausgewechselt werden. Die Walzen 98 und 99 stimmen in ihrer äußeren Gestalt überein und sind an ihrem Umfang mit ringförmigen Rillen 98" und 99^a versehen, die sehr genau hergestellt sind, um den beim Durchgang des Leiters zwischen den Walzen 78 und 79 entstandenen Grat des Leiters niederzuwalzen. Der Walzapparat 57 ist eingehend in den Abb. 17 und 18 erläutert. Auf der Grundplatte in ist ein Gehäuse 112 angeordnet, welches ein Paar in waagerechter Richtung pressender Walzen 113 und 114 enthält, die ähnlich den Walzen 98 und 99 der Walzapparate 43 und 50 sind. Die Rollen 113 und 114 sind in dem Gehäuse 112 in derselben Weise befestigt wie die Walzen in den Walzapparaten 43 und 50. Die Art des Einbaues der Walzen 113 und 114 ist in den Abb. 17 und 18 der Einfachheit halber weggelassen worden.

Weiterhin ist in dem Gehäuse 112 ein Paar Walzen 115 und 116 angeordnet, welche den Leiter in senkrechter Richtung walzen. In üblicher Weise sind diese Walzen mittels Wellen 117 und 118 in den Seitenwänden des Gehäuses 112 einstellbar gegeneinander mittels der Schrauben 119 und 120 gelagert. Die Walze 115 besitzt an ihrem Umfang eine halbkreisförmige Rille 115« und die Walze 116 an ihrem Umfang eine halbkreisförmige Rille n6^a. Wie bereits früher erläutert wurde, sind die Rillen 115« Und ii6^a der Walzen 115 und 116 in geringem Maß gegeneinander versetzt (vgl. hierzu Abb. 10). Diese Einstellung der Walzen kann mittels der Schrauben 121 und 122 vorgenommen werden.

Nachfolgend seien zwei Beispiele für den Aufbau eines Leiterseiles gemäß der Erfindung erläutert:

Beispiel ι

Drahtlage: Drahtzahl: Schlaglänge: Schlagwinkel: ^ ι 6 17,0 cm 6,25° 2 12 24,7 cm 8,50°

12 18

19,8 cm I4.75^C

Beispiel 2
Drahtlage: Drahtzahl: Schlaglänge: Schlagwinkel:

ι 6 15,24 cm 7,oo°

2 12 21,35 cm 9>75°

3 18 17,27cm 16,75°

Claims

Patentansprüche: go

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters aus mehreren Lagen gleichsinnig verseilter Drähte kreisrunden Querschnitts, dessen Füllfaktor durch Walzung des Leiters erhöht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte nach Verseilung jeder einzelnen Drahtlage glattgewalzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtlagen zu ioo gleicher Zeit in zwei zueinander senkrechten Richtungen gewalzt werden.

3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit mehreren hintereinander angeordneten Verseilkörben zum Verseilen der einzelnen Drahtlagen, dadurch gekennzeichnet, daß hinter jedem Verseilkorb eine Walzvorrichtung vorzugsweise aus zwei Walzenpaaren angeordnet ist, von denen das erste Paar dazu dient, den Leiterquerschnitt in waagerechter Richtung, und das zweite Paar dazu, den Leiterquerschnitt in senkrechter Richtung zu verdichten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen