-
Verfahren zum Umpressen elektrischer Kabel mit end- und nahtlosen
Mänteln aus Aluminium mittels einer Strangpresse Es besteht schon seit geraumer
Zeit ein erhebliches technisches und wirtschaftliches Bedürfnis, die Bleimäntel
elektrischer Kabel aller Art, wozu auch die sogenannten Leitungen nachstehend gerechnet
werden sollen, durch nahtlose Mäntel aus Aluminium oder seinen Legierungen zu ersetzen.
Es ist aber bisher trotz vieler Versuche noch nicht gelungen, elektrische Kabel
wirklich in laufender Fertigung mit Aluminium oder seinen Legierungen nahtlos zu
ummanteln, obwohl mitunter behauptet worden. ist, daß dies ohne Schwierigkeiten
in der bei Blei üblichen Weise möglich sei. Es wurde vielmehr folgende Erkenntnis
der Schwierigkeit gewonnen, die der laufenden Fertigung von Aluminiumkabelmänteln
entgegenstehen. Bei den Vorrichtungen und Verfahren, die sich für das Verpressen
von im Vergleich zu Aluminium niedriger schmelzbaren Metallen, vor allem Blei, bewährt
haben und die zumeist mit flüssiger Füllung des Aufnehmers der Pressen arbeiten,
treten infolge mehrmaliger Umlenkung der auszupressenden Metallströme hohe Reibungsverluste
auf, die die Verformbarkeit beeinträchtigen. Um nun Metalle mit so .hohem Schmelzpunkt,
wie Aluminium oder seine Legierungen, auspressen zu können, müßten entweder derart
hohe Temperaturen des Prellmetalls angewendet werden, daß nicht nur die Wandungen
der Presse, sondern auch die zu umpresenden und bekanntlich unter Verwendung wärmeempfindlicher
Isolierstoffe aufgebauten Kabel gefährdet würden, oder man müßte mit derart hohen
Drücken arbeiten, daß man unförmig stark ausgebildete und im Betrieb außerordentlich
unwirtschaftliche Pressen erhalten würde.
-
Diese mit der Umlenkung des Preßmetallstromes zusammenhängenden Schwierigkeiten
kann man dadurch vermeiden, daß zum Umpressen elektrischer Kabel mit end- und nahtlosen
Mänteln aus Aluminium eine Strangpresse benutzt wird, d. h. eine in ihrer Bauart
bekannte Presse, bei der das in festem Zustand eingebrachte Preßmetall nur in Richtung
der Pressenlängsachse, in der sowohl der Pressenkopf als auch der Aufnehmer und
Preßstempel liegen, vorwärts gedrückt wird. Solche Pressen sind in den Anfängen
der Kabeltechnik bekanntlich auch zur Ummantelung von Kabeln benutzt worden, sind
aber hierfür schon seit Jahrzehnten nicht mehr üblich. Man benötigte nämlich durchbohrte
Bleizylinder
als Füllung des Aufnehmers, und dadurch wurde die in einem Arbeitsgang zu umpressende
Kabellänge auf eine einzige Füllung des Aufnehmers begrenzt. Kurze Kabellängen bedingen
aber viele Spleißstellen, die besonders bei Kabeln großer Querschnitte, bei denen
die Preßlängen zudem noch besonders kurz werden, sehr lästig sind. Deshalb werden
Strangpressen gegenwärtig in der Regel nur zur Herstellung von vollen oder auch
hohlen Metallformsträngen beliebiger Profile, aber nicht mehr zur Uinniantelung
elektrischer Kabel benutzt.
-
Es ist ferner ein Verfahren bekannt, Drähte finit Kupfer oder finit
eirein anderen Metall in der Weise in einer Strangpresse zu ummanteln, daß der zur
Durchführung des Drahtes durchbohrte Preßsteinpel kreisringförmige flache, den Aufnahmequerschnitt
aber nur zum Teil ausfüllende Stücke aus einer oder zwei von der Seite her über
den Aufnehmer herangeschobenen kalt gelassenen Platten des Mantelmetalls ausschneidet
undin den Aufneliiner drückt, wo diese Stücke erhitzt und gegebenenfalls geschmolzen
und beim weiteren Zufahren des Preßstempels um den Draht herum als ein mit ihm verschweißter
Mantel ausgepreßt werden. Es liegt auf der Hand, daß sich dies Verfahren bei elektrischen
Kabeln wegen der dabei unvermeidlichen Gefährdung der Kabelseele offensichtlich
nicht anwenden läßt.
-
Ferner ist es bekannt, die in einer Strangpresse zu verarbeitenden
Bolzen vorzuwärmen, und es ist kürzlich bei einem Verfahren zur Herstellung von
Rohren oder rohrähnlichen Hohlkörpern aus Mietall, bei dein der Metallblock beim
Durchtritt durch die MTatrize elektrisch mittels eines vom Dorn durch den Metallblock
zur Matrize geführten Stromes beheizt wird, der Vorschlag gemacht worden, zur Herstellung
von nahtlosen Rohren einen durchbohrten Hohlblock, zur Herstellung von Hohlkörpern
mit Längsschweißnähten aber gebogene Blechplatten, deren Kanten stumpf zusammenstoßen
und die zusammengesetzt einen Zylinder bilden, in den Aufnehmer einzusetzen. Dieses
Verfahren ist wegen der Schwierigkeiten erdacht worden, die besonders bei der Verarbeitung
von Eisen und Stahl mittels Strangpressen groß sind.
-
Es ist dagegen offensichtlich nicht daran gedacht worden, auf diese
Weise Aluminium zu Kabelniiinteln zu verarbeiten, zumal bei Kabelmänteln bekanntlich
Langschweißnähte höchst unerwünscht sind. Ohne ferner auf die elektrische ßeheizung
des Preßgutes angewiesen zu sein, besteht das Verfahren gemäß der Erfindung zum
tTmpressen elektrischer Kabel mit end- und nahtlosen Mänteln aus Aluminium mittels
einer Strangpresse darin, daß das vorgewärmte PreB-inetall in festemZustand in einzelnenStücken,
die derart vorgeformt sind, daß die zu einer Füllung gehörigen vorzugsweise bolzenförmigen
Stücke eine volle Rohrwandung bilden, in den Aufnehmer eingebracht und dann ausgepreßt
wird.
-
Die Vorformung der einzelnen Stücke des Preßinetalls derart, daß die
zu einer Füllung gehörigen Stücke eine volle Rohrwandung bilden, erfolgt in einem
vorbereitenden Arbeitsgang. Das Preßmetall kann man vorzugsweise in Form zweier
Halbzylinder, deren Schnittflächen parallel zur Längsachse verlaufen, oder auch
in Form eines einzigen niit einem Schlitz parallel zur Längsachse versebenen Zylinders
in den Aufnehmer ein-. setzen. Der nachträglich mit einem entsprechenden Keil auszufüllende
Schlitz muß dabei so groß sein, daß der Zylinder über die an dieser Stelle zweckmäßig
durch eine Blechmanschette geschützte Kabelseele geschoben werden kann. Um die Vorformungskosten
zu verringern, empfiehlt es sich, eine Vielzahl bolzenförmiger Stücke des Preßmetalls
zu verwenden, die sich zu einer . vollen Rohrwandung zusammensetzen. Die Vorwärmung
des Preßinetalls erfolgt in bekannter Weise in einem Glühofen o. dgl. auf eine seine
Verformbarkeit wesentlich erleichternde Temperatur. Um die Bildung starleer Oxydhäute
bei der Vorwärmung zu vermeiden, die die Erzeugung völlig dichter nahtloser Mäntel
gefährden könnten, können in bekannter Weise besondere Schutzmaßnahmen angewendet
«-erden, z. B. die Erhitzung der Preßmetailstücke unter Luftabschluß oder in einer
neutralen Gasatmosphäre, wie Stickstoff o. dgl. Man kann ferner kurz vor oder nach
dem Einsetzen der Preßbolzen in den Aufnehmer deren Oberflächen durch ein Desoxydationsmittel
in einer an sich bekannten Weise von den Oxydhäuten befreien.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung liefert überraschenderweise völlig
nahtlose glatte Aluminiummäntel ohne Beschädigung der Kabelseele. Es hat 'sich nämlich
herausgestellt, daß durch die symmetrisch und in Richtung des auszupressenden Rohres
liegende Druckführung bei dem Verfahren gemäß der Erfindung in Verbindung mit der
verhältnismäßig einfachen Verformung des Preßmetalls, die gewissermaßen nur die
Verjüngung eines schon vorhandenen größeren Rohrquerschnittes zu dem gewünschten
kleineren Rohrquerschnitt ist, eine derartige Verminderung des Reibungswiderstandes
und eine derartige Ersparnis an Druck- und Wärmeaufwand eintreten, daß <las Pressen
von Kabelmänteln
aus Aluminium einwandfrei und -wirtschaftlich möglich
wird. Die für das Verfahren gemäß der Erfindung charakteristische gute Durchwalkung
und Verformung des Preßmetalls zum Kabelmantel vom jeweils gewünschten Querschnitt
bewirkt eine innige fugen- bzw. nahtlose Verbindung sowohl zwischen den einzelnen
Stücken des Preßmetalls als auch zwischen den aufeinanderfolgenden Einsätzen. Es
ist durch Schliffbilder bestätigt worden, daß qm fertigen Kabelmantel überhaupt
keine Nähte zu erkennen sind.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich auch für die Aufbringung
druckfester Kabelschutzmäntel, wie sie beispielsweise bei Seekabeln benötigt werden.
Man kann dabei das Druckschutzrohr mit einer solchen lichten Weite pressen, daß
ein Zwischenraum zwischen Kabelseele und Rohr verbleibt, mit dessen Hilfe das Kabel
evakuiert oder getränkt werden kann. Der Vollständigkeit halber ist zu erwähnen,
daß das Verfahren gemäß der Erfindung nicht nur für Beinaluminium brauchbar ist,
wobei sich das sog. Reinstaluminium besonders gut bewährt hat. Das Verfahren ist
vielmehr auch bei Aluminiumlegierungen ohne besondere Schwierigkeiten anzuwenden.
-
Ein Beispiel für die Ausführung der Erfindung soll nun an Hand einer
in Fig. i der Zeichnung dargestellten Strangpresse erläutert werden. Die Strangpresse
selbst ist in ihren meisten Einzelheiten bekannt und bildet deshalb keinen Bestandteil
der Erfindung.
-
In Fig. i bildet der Außenzylinder i des :Aufnehmers zusammen mit
dem durchbohrten Dorn 2, durch den das zu ummantelnde Kabel 3 hindurchgeführt wird,
einen kreisringförmigen Aufnehmerratim q., der mit Preßmetall gefüllt gezeichnet
ist. Im Dorn :2 können, um das Kabel vor dem Einfluß der hohen Temperaturen des
den dicht benachbarten Aufnehmerraum erfüllenden Preßmetalls zu schützen, im Bereich
seiner am Kabel anliegenden Innenwandung Kühlvorrichtungen oder wenigstens den Wärmeübergang
verhindernde Schichten angeordnet oder auch beide Maßnahmen zugleich angewendet
werden. Dagegen empfiehlt es sich, die äußere Wandung des Aufnehmers zusätzlich
zu beheizen oder wenigstens gegen Wärmeabgabe an die äußere Umgebung zu schützen.
Diese Kühl-, heiz- oder Wärmeschutzeinrichtungen sind der Einfachheit halber nicht
mit dargestellt. Der ringförmig ausgebildete Preßstempel 5 ist durch ein. kräftiges.
Gestänge 6 mit dem gleichfalls ringförmig ausgebildeten Druckkolben 7 verbunden,
der in dem Druckzylinder 8 mittels des durch die Rohransätze 9 und io zugeführten
Druckmittels hin und her bewegt wird. Zwecks. Vereinfachung der Zeichnung ist angenommen
worden, daß die Bewegung des Druckkolbens ausschließlich auf hydraulischem Wege
erfolgt, jedoch läßt die Rückführung und Vorführung des Kolbens bis zum Beginn des
eigentlichen Preßvorganges sich auf rein mechanischem Wege in vielen Fällen schneller
und darum vorteilhafter bewirken. Das Kabel 3 ist durch eine zentrale Bohrung des
Druckzylinders 8 hindurchgeführt.. Um das Kabel gegen eine Beschädigung beim Einsetzen
des Preßgutes in den Aufnehmerraum q. zu schützen, ist an den Dorn 2, ein Rohrstutzen
i i angesetzt, der vorteilhaft bis zum Druckzylinder 8 reicht und auch zur gegenseitigen
Abstützung des Aufnehmers gegen den Druckzylinder dienen kann. Im übrigen erfolgt
die gegenseitige Abstützung dieser Teile der Presse durch beispielsweise drei oder
vier symmetrisch zueinander angeordnete Stahlsäulen 1q., die in entsprechenden Seitenteilen
15 und 16 des Aufnehmers bzw. Druckzylinders 'gelagert sind. Das Mundstück i2, durch
das das Preßmetall als Kabelmantel 13 austritt, ist nur schematisch dargestellt,
da die konstruktive Ausführung von Mundstücken für Kabelmantelpressen mehrfach bekannt
ist.
-
In Fig. z ist ein Beispiel des zu verwendenden Preßmetalls dargestellt,
und zwar eine Seitenansicht und ein Halbquerschnitt. Das Preßmetall für jede Füllung
des Aufnehmers besteht, wie die Zeichnung erkennen läßt, aus einer Mehrzahl von
sektorähnlichen Stücken, beispielsweise 16, die, in den Aufnehmer eingesetzt, insgesamt
einen Zylinder bilden. Die Preßmetallstücke werden entweder durch Gießen oder eine
mechanische Bearbeitung, z. B. Walzen oder Rollen, in die jeweils gewünschte Form
gebracht.
-
Der Preßvorgang spielt sich folgendermaßen ab: Die in einem in der
Nähe der Strangpresse befindlichen Ofen vorgewärmten Einsatzkörper, beispielsweise
zwei Aluminiumzylinderhälften oder die in Fig. 2 dargestellten Bolzen, werden bei
herausgezogenem Preßstempel 5 in den Aufnehmerraum q. eingesetzt. Beim Vorschub
des Preßstempels 5 bildet sich an dem Mundstück 12, in -das der Aufnehmer ausläuft,
der Kabelmantel 13 als end- und nahtloses Rohr. Nachdem die Einsatzkörper bis auf
einen Rest ausgepreßt sind, wird der Stempel 5 zurückgezogen und neues Preßmetall
eingeführt. Das Preßmetall kann infolge seiner Aufteilung in Einzelstücke oder Schlitzung
der Stücke nacheinander eingesetzt werden, ohne daß das durch die Strangpresse hindurchgeführte
Kabel Schwierigkeiten bereitet oder selbst beschädigt wird.