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Elektrische Leitung und Kabel mit einer aus gelierfähigen Stoffen
bestehenden Aderisolierung sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
Die nebeneinanderliegenden Adern von Leitungen und Kabeln werden üblicherweise verseift
oder unverseilt gebündelt. Bei der Aderverseilung oder -bündeleng werden sie mit
einem oder mehreren Bändern bewickelt oder nach der Aderverseilung oder -bündeleng
in einem besonderen Arbeitsgang mit einem Mantel aus Isolierstoff und/oder Metall
umhüllt. Das Band oder der Mantel hat die Aufgabe, die Adern zusammenzuhalten, damit
sie im weiteren Fertigungsverlauf oder beim Verlegen des fertigen Kabels nicht auseinanderspringen.
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Kunststoffisolierte Leitungen und Kabel werden in gleicher Weise aus
plastischen, in der Wärme gelierbaren Kunststoffen aufgebaut, wie z. B. aus weichgemachtem
Polyvinylchlorid, aus Polyamiden, Polyäthylen, Polystyrol, Polyisobutylen und Mischungen
aus diesen, ferner aus Polytetrafluoräthylen, Polymonochlortrifluoräthylen und verwandten
Kunststoffen oder Kunstkautschuksorten.
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Die Erfindung geht davon aus, daß die-kunststoffisolierten Leitungen
und Kabel wegen der Plastizität und Gelierbarkeit der Isolierstoffe besonders einfach
und besser als bisher aufzubauen sind, wenn sie in folgender Weise hergestellt werden
Die mit dem plastischen und gelierbaren Kunststoff isolierten Adern werden vorzugsweise
gebündelt, also unverseilt in ein nahtlos gepreßtes, lang ausgelegtes Rohr mit genügend
lichter Weite eingezogen. Die Abb. r und 2 zeigen schematisch eine solche Anordnung
zum Einziehen der kunststoffisolierten Adern. Danach
liegt das nahtlos
gepreßte Metallrohr i in seiner ganzen Länge gerade ausgestreckt und ist mit seinem
Anfang in einer Vorrichtung?, eingespannt. In dem Rohr ist eine Vorrichtung q. an
einem Zugseil oder Zugdraht befestigt. Damit sind die Enden der Leitungsadern 5
erfaßt, also verspleißt; verlötet oder festgeklemmt. Die Adern 5 sind im übrigen
auf drehbar gelagerten Vorratsrollen 6 in einiger Entfernung von der Vorrichtung
2 aufgewickelt. Sie werden mittels der Vorrichtung q. ganz in das Rohr i eingezogen.
Danach wird ein Ziehwerkzeug über das Rohr vom Ende her gezogen. Der Rohranfang
i bleibt daher in der.Vorrichtung 2 fest eingespannt, und das ummantelte Kabelende
wird mittels der Zugvorrichtung 7 entsprechend der Rohrlängung entgegengesetzt zum
Zieheisen -gezogen. Dabei laufen die'Adem von ihren Vorratsrollen weiter in das
Rohr hinein.
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Das Zieheisen wird nun erfindungsgemäß so bemessen, daß sich die Querschnitte
der Isolierhüllen der Adern beim Aufziehen des Rohres sektorförmig oder polygonförmig
verformen, die isolierten Drähte also den Rohrquerschnitt möglichst lückenlos ausfüllen.
Abb. 3 zeigt beispielsweise den .Querschnitt einer auf diese Weise hergestellten
dreiadrigen Leitung, Abb. q. eine vierdrahtige, Abb. 5 eine siebenadrige Leitung,
Abb. 6 den Querschnitt einer Doppeladerleitung. Es können gemäß Abb. 7 die Zwickel
zwischen den beiden Adern auch durch Beilauf aus Kunststoff ausgefüllt sein. ' Statt
dessen kann auch ein blanker Draht- angeordnet sein, der auf seiner ganzen Länge
den Mantel als Nulleiter berührt. Nach Abb. 8 kann die Außenkontur des Kabels auch
nicht kreisförmig sein, dann fallen die Zwickel fort. Den Nulleiter können auch
mehradrige Leitungen haben, wie Abb. g beispielsweise zeigt. Schließlich können
die Leiter auch verschiedene Durchmesser haben, wie Abb. io an einer aus zwei Doppeladern
bestehenden Leitung zeigt. Diese kunststoffisolierten, metallummantelten Kabel haben
einen nahtlosen Metallmantel, also den bestmöglichen mechanischen und feuchtigkeitssicheren
Schutz. Die Leitungen haben hervorragende Biegeeigenschaften. Bekanntlich bilden
sich beim übermäßigen Biegen eines Metallrohres in der gestreckten Faser Einschnürungen,
dann wächst die spezifische Beanspruchung lawinenartig an und das Rohr bricht: Der
Metallmantel der erfindungsgemäßen Leitung hegt nun aber vollkommen satt auf den
lückenlos aneinanderschließenden Aderhüllen auf. Daher können die gefährlichen Einschnürungen
nicht entstehen, und der Metallmantel kann infolgedessen weit stärker gebogen werden,
als den beim freien Zerreißversuch gewonnenen Festigkeitswerten entspricht. Daher
brauchen die erfindungsgemäßen Kabel nicht mit Spezialwerkzeugen geriffelt zu werden
wie die bekannten Rohrdrähte.
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Manche Kunststoffe, wie z. B. die Polyamide; erhalten durch .Reckeng
bessere Eigenschaften. Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird der Metallmantel
dieser kunststoffisolierten Leitungen so weitgehend auf die Leitung aufgeschrumpft,
daß sich dabei nicht, nur der Mantel und die im Querschnitt Polygon-oder sektorförmigen
Isolierstoffhüllen, sondern auch die Metalladern verformen. Der Querschnitt der
Leitung ist ein kompaktes Gebilde. Es wird beim Verformen mit dem Ziehwerkzeug unter
völlig proportionaler Querschnittsverringerung in die Länge gezogen. Dabei reckt
sich der Kunststoff in der gewünschten Weise. Die Einzeldrähte werden der Qüerschnittsverringerung
entsprechend stärker bemessen, damit sie im fertigen Kabel den bestimmungsgemäßen
Querschnitt erhalten.
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Der Metallmantel läßt sich mühelos ohne Beschädigung der Aderisolierung
entfernen, wenn er gemäß Abb. ii mit einer gewöhnlichen Rundzange 8 ein wenig eingerissen,
die dabei entstandene Fahne g mit der Zange gefaßt und die Fahne wendelförmig um
die Leitung herumgewickelt wird (Abb. i2). Die besondere Schutzhülle zwischen den
isolierten Adern und dem Mantel, welche bei den üblichen Rohrdrähten oder Kabeln
angebracht ist, ist also überflüssig. Ferner entfällt die sonst bei den verseilten
Adern notwendige Zwickelausfüllung zwischen den Adern. Der Querschnitt der erfindungsgemäßen
Leitungen enthält also nur die Summe der Querschnitte der einzelnen isolierten Adern.
Er ist verständlicherweise wesentlich kleiner als bei den bekannten Leitungen gleichen
Typs. Außer der Materialersparnis an Isolierstoff ergibt sich somit eine Ersparnis
an Mantelmetall und eine vorzügliche Längswasserdichtigkeit.
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Die nicht verseilten, beliebig gefärbten Adern springen beim Abmanteln
der Leitung nicht auf, lassen sich also besonders leicht anschließen.
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Die Isolierhüllen der nach der Ummantelung polygön- oder sektorförmig
verformten Adern gehen nach dem Abmanteln in die runde Ausgangsform zurück, wenn
der Isolierstoff innerhalb seines elastischen Bereichs verformt ist. Auch dadurch
wird das Anschließen der Adern erleichtert, weil jede Ader von der Nachbarader ohne
weiteres getrennt ist, also die isolierende Seelenbewicklung nicht erst entfernt
zu werden braucht.
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Als Metallmantel eignet sich jedes Metall, das sich nahtlos als Rohr
pressen und ziehen läßt. Besonders geeignet ist Aluminium wegen seines geringen
spezifischen Gewichts und seiner leichten Verformbarkeit. Als Korrosionsschutz für
den Metallmantel ist ein nahtlos gespritzter Kunststoffmantel am besten geeignet.
Er hat gegenüber einer Lackschicht den Vorteil größerer Abriebfestigkeit.
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Wenn eine metallummantelte Leitung an einen Anschlußkasten oder ein
-gerät heranzuführen ist (Abb. i4), der Mantel hier abgefangen und die Leitung ohne
den Metallmantel innerhalb des Anschlußkastens oder -gerätes weitergeführt werden
soll, werden bisher die Einzeladern mit Schläuchen umwickelt oder überzogen. Das
ist umständlich und zeitraubend. Die erfindungsgemäßen Kabel und Leitungen sind
wesentlich einfacher zu montieren, und zwar in folgender Weise: Der Metallmantel
wird zunächst nur so weit entfernt, als die Adern einzeln frei beweglich sein sollen,
also nur bis zu Stelle io in Abb. 13. Hierauf wird die ummantelte Leitung bis zu
der Stelle ii, bis zu der sie ohne Metallmäntel gebündelt bleiben soll, kurzzeitig
stark erwärmt und dann abgekühlt. Dadurch gelieren die am Mantel anliegenden Kunststoffhüllen
zusammen. Nach der Entfernung des Metallmantels
an dieser Stelle
haben die Adern durch die Erwärmung eine schlauchförmige Außenhaut erhalten, liegen
aber im Innern des Leitungsquerschnitts wie vorher frei aneinander. Die Leitung
ist aber zwischen den Punkten io und ii wie mit einem dünnen Schlauch überzogen.
Sie läßt sich infolgedessen nach jeder Richtung hin biegen und verlegen, ohne daß
dabei die Adern auseinanderspringen. Die kurzzeitige erfindungsgemäße Wärmebehandlung
führt also zu einer Bündelung, die sonst nur durch langwieriges Umwickeln oder Umhüllen
erzielt wird. Außerdem bleibt der Durchmesser der Leitung erhalten.
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Das Verfahren dieser Aderbündelung mit einem dünnen Kunststoffmantel
läßt sich auch mit Vorteil für die Fertigung von metallmantellosen Leitungen verwenden.
Dazu werden die kunststoffisolierten Adern zunächst in der vorher beschriebenen
Weise in das Metallrohr eingezogen, zweckmäßigerweise sektor-oder polygonförmig
verformt, dann in dem Metallmantel erhitzt und abgekühlt. Zum Erhitzen kann irgendeine
beliebige Wärmequelle oder ein elektrisches Induktionsfeld benutzt werden. Nach
dem Gelieren wird der Metallmantel mit bekannten Vorrichtungen abgezogen. Die Leitung
ist dann durch ihre dünne schlauchförmige Außenhaut zu einem- festen Gebilde geworden,
mit dem man wie mit jeder metallosen Schlauchleitung hantieren kann. Die einzelnen
Drähte lassen sich aus diesem festen Gebilde einfach herausreißen, also ohne weiteres
voneinander trennen und in beliebiger Weise anschließen.