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Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Wechselstronmleiters
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung des bekannten elektrischen
Wechselstromleiters aus einer Vielzahl massiver voneinander isolierter Drähte, die
ihre Lage zum Zentrüm des Leiters in Richtung der Leiterachse regelmäßig wechseln,
um die widerstandserhöhende Wirkung des Skineffektes zu beschränken. Bei diesem
bekannten Leiter vom sog. Wiederkehrtyp wandern die Querschnitte jedes einzelnen
Drahtes, in Richtung des Leiters aufeinanderfolgend gesehen, längs einer quer zur
Leiterachse gedachten geschlossenen Kurve fortlaufend und überstreichen so den gesamten
Leiterquerschnitt oder geschlossene Teile desselben. Jeder Einzeldraht ist dann
der gleichen Induktionswirkung von Seiten ,aller übrigen Drähte ausgesetzt. Infolgedessen
fließt in jedem Einzeldraht ein Strom gleicher Stärke.
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Um die Veränderung der Lage der @einzelnen Drähte innerhalb der Litze
durchzuführen, werden nach der Erfindung sämtliche Drähte zu einer geschlossenen
kreisrunden Drahtlage verseilt und dann zu einem beliebigen Leiterquerschnitt zusammengefaltet.
In dieser Weise können mehrere Leiter sektorförmigen Querschnitts durch Falten hergestellt
und dann miteinander verseht werden. Eine .einfache Möglichkeit, Leiter beliebigen
Querschnitts in der angegebenen Weise herzustellen, besteht darin, daß eine durch
Verseilen hergestellte kreisrunde Drahtlage lentweder unmittelbar oder nachdem sie
zu einem ebenen Litzenband zusammengedrückt worden ist, durch Falten oder Rollen
zu dem gewünschten Querschnitt gestaltet wird.
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In den Abb. i - bis 9 ist das Herstellungsverfahren nach der Erfindung
an einigen Ausführungsbeispielen erläutert. Nachdem ein Leiter gemäß Abb. i zu einer
geschlossenen kreisrunden Drahtlage verseilt worden ist, erhält dieser durch Falten
einen geeigneten Querschnitt etwa nach Abb. 5 oder beispielsweise einen sektorfö.rmigen
Querschnitt gemäß Abb. z und 3. In diesen Abbildungen sind nur die geschlossenen
Kurven gezeichnet, die die Querschnitte der Drähte; in Richtung des. Leiters aufeinanderfol'gend
gesehen, durchwandern. Die :entsprechenden Sektoren sind hierbei miteinander verseilt.
In Abb. q. ist ein Litzenband dargestellt, das durch Zusammendrücken einer kreisrunden
Drahtlage nach Abb. i entstanden ist. Dieses Litzenband wird durch Falten oder mit
Hilfe eines Walzprozesses zu einem Leiter mit beliebigem Querschnitt, beispielsweise
der in den Abb. 6 -bz-w- 7 angedeuteten Form, gestaltet.
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Wenn man einen fast vernachlässigbaxen Betrag der Ungleichheit des
Stromes in den verschiedenen Leitern in Kauf nimmt, so @ergibt sich erfmdungsgem!ä,ß
ein einfaches Herstellungsverfahren eines Litzenleiters vom Wiederkehrtyp aus mehreren
Sektoren. Dieses Verfahren besteht darin, daß die einzelnen
Sektoren
aus mehreren konzentrisch üb@ereinanderliegenden Drahtlagen gebildet werden, die
durch Ziehen oder Pressen dem Umfang der Sektoren geometrisch ,ähnlich gestaltet
werden. In Abb.8 und 9 sind als Ausführungsbeispiele in der beschriebenen Art .hergestellte
Litzenleiter dargestellt. In Abb.8 besteht jeder der vier Sektoren aus konzentrischen
Drahtlagen t, 2 und 3. Die Sektoren sind durch die Isolierung a voneinander getrennt
und gemeinsam von der Isolierung b und dem Bleimantel c umgeben. Wie aus Abb.9 :ersichtlich
ist, sind die konzentrischen Drahtlagen durch Verseilung der einzelnen Drähte hergestellt.
- Infolgedessen läuft jeder :einzelne Draht der äußersten Drahtlagen vom Umfans
des runden Leiters zu der Achse des Leiters, von dort wieder an den Umfang und so
fort. Die gesamte Induktion, welcher dieser Draht ausgesetzt ist, ist daher ungefähr
die gleiche, wie wenn der Draht in der Nähe der Sektorachse parallel zur Sektorachse
verliefe. Dasselbe gilt für jede andere Drahtlage des Sektors. Der von jedem Draht
geführte Strom ist somit so groß wie der Strom des durch die Achse führenden Drahtes,
und infolgedessen führen alle Drähte des Sektors einen gleich; starken Strom. Es
ist möglich, daß die geometrische Achse des Sektors nicht genau mit der induktiven
Achse zusammenfällt, aber diese Abweichung ist so gering, daß die vorhergehenden
Erwägungen für alle praktisch vorkommenden Fälle richtig sind.
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Für die zuletzt beschriebene Ausführungsform sind zwei Sektoren genügend,
aber je
nach der Größe des gesamten Querschnitts des Leiters ist es gewöhnlich
besser, drei oder vier Sektoren zu wählen. Durch Versreilung der Sektoren miteinander
erhält der Litzenleiter die notwendige Biegsamkeit.
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Erfindungsgemäß können die einzelnen Sektoren durch zusätzliche isolierende
Schichten voneinander getrennt werden, falls die Isolierung der Einzeldrähte nicht
dauerhaft genug ist, um der Reibung zwischen aneinander angrenzenden Sektoren zu
widerstehen. Die Isolierung der Einzeldrähte ist erfindungsgemäß so beschaffen,
daß sie leicht durch die gewöhnlichen Lötmittel oder durch andere Chemikalien entfernt
werden kann; dieses ist deshalb von besonderem Vorteil, weil das chemische Mittel
in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Drähten :eindringen kann und dann die
Drähte nicht einzeln auseinandergespreizt und abgeschabt werden müssen, wenn ein
Kabelschuh an das Ende des Leiters gelötet werden soll. Selbstverständlich müssen
an den Enden die Einzeldrähte eines derartigen Litzenleiters :elektrisch: miteinander
verbunden werden. Es ist bekannt, sowohl für Starkstromkabel mit größeren Leitungsquerschnitten,
die mit niederfrequentem Wechselstrom betrieben werden, als auch für Schwachstromkabel
für den Betrieb mit höheren Frequenzen Litzenleiter zu verwenden. Diese Leiter werden
nach einem bekannten Vorschlag derart gebildet, daß isolierte Einzelleiter zu Litzen
verseilt werden, die ihrerseits miteinander verseilt das Kabel ergeben oder indem
zur Bildung des Kabels eine Litze wiederholt mit anderen gleichartig hergestellten
Litzen verseilt wird. Hierbei wird aber nur ein geringer Füllfaktor erzielt, während
das Verfahren der Erfindung zu Litzenleitern mit hohem Füllfaktor führt.
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Ferner sind litzenartig e Leiter bekanntgeworden, die durch Verseilung
von dünnen Drähten um ein metallisches Rohr und darauffolgendes Zusammendrücken
entstehen. Hier handelt es sich jedoch nicht um Leiter vom Wiederkehrtyp wie bei
der Erfindung, bei der solche Litzenbänder erst durch weiteres Falten zu einem Leiter
vom Wiederkehrtyp gestaltet werden. Das Falten bandförmiger Leiter war ebenfals
bekannt, es handelt sich bei dem bekannten Verfahren aber im Gegensatz zum vorliegenden
Verfahren darum-, einen bandförmigen Leiter in eine magnetische Hülle einzubetten
und mit dieser zusammen in der Querrichtung zu falten. um dadurch einen Leiter erhöhten
Wellenwiderstandes ztt erzielen.
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Weiter ist es bekannt, durch Verseilung von einzelnen Drähten mehrere
konzentrisch übereinanderliegende Drahtlagen zu bilden und diese durch Ziehen oder
Pressen zu sektorförmigen Leitern umzubilden. Hierbei handelte es sich aber um einfache
Litzenleiter und nicht um Litzenleiter mit gegeneinander isolierten Einzeldrähten.
Es war nicht ohne weiteres aus diesem bekannten Verfahren zu ersehen, daß seine
Anwendung auf isolierte Einzeldrähte in so einfacher Weise zu skineffektfreien Litzenleitern
führen würde.