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Isolierte elektrische Leiter Die Erfindung bezieht sich auf isolierte
elektrische Leiter, welche aus einem oder mehreren in einer Masse aus zusammengepreßtem,
als Isoliermittel dienendem Pulver eingebetteten Drähten bestehen. und das Ganze
in ein Metallrohr eingeschlossen ist. Bei einem verbesserten derartigen Leiter gemäß
der Erfindung ist der bzw. die Drähte, wenn mehr als ein Draht verwendet wird, von
dem Rohr und voneinander durch gepulvertes Talkum isoliert, welches innerhalb eines
Aluminiumrohrs durch Herunterziehen des Rohrs auf dem Inhalt dicht zusammengepreßt
ist. Das Herunterziehen wird bis zu einem verhältnismäßig geringen Grad ausgeführt.
Diese Vereinigung der Maßnahme gibt ein sehr vorteilhaftes Erzeugnis und ein bequemes
Herstellungsverfahren. Gewisse wichtige elektrische Eigenschaften von pulverförmigem
Isoliermaterial werden durch Zusammenpressen verbessert. Es wurde gefunden, daß
pulverförmiges Talkum sich in einem stärkeren Ausmaß bei dem Herunterziehen des
anschließenden Rohrs verdichtet als andere Pulver, wie z. B. Magnesiumoxyd. Wenn
z. B. Magnesiumoxyd in dieser Weise zusammengepreßt wird, verdichtet es sich zuerst
rasch, bis der Verdichtungsgrad etwa 6o % ist. Der Verdichtungsgrad ist das Verhältnis,
zwischen dem Volumen der festen Teilchen in einem gegebenen Raum und dem Gesamtvolumen
des Raumes. Darauf findet mit weiterer Verlängerung keine große Zunahme in der Verdichtung
statt. Mit Talkum vergrößert sich der Verdichtungsgrad stetig mit verhältnismäßig
langsamer
Verlängerung aufwärts bis zu einem Wert von über 9o o/o.
Demgemäß erreichen mit Talkum der Verdichtungsgrad und daher die elektrische Durchschlagfestigkeit
einen hohen Wert für einen vergleichsweise kleinen Bearbeitungsgrad des einschließenden
Metalls. Dies erlaubt die Herstellung eines isolierten Leiters guter elektrischer
Qualität (den mit Magnesiumoxyd erhaltenen überlegen) ohne die Notwendigkeit, eine
wesentliche Verlängerung der in dem Pulver eingeschlossenen Drähte hervorzurufen.
Dies hat den weiteren Vorzug, daß keine Gefahr des Auftretens von Unregelmäßigkeiten
im Oucrschnitt der Drähte entsteht oder diese Drähte durch Halsbildung bei dem Ziehverfahren
reißen. Ein solches Ergebnis wird auch mit Talkum als Isoliermittel erhalten, wenn
eine beträchtliche Verlängerung versucht wird. Das Verfahren hat auch den Vorteil,
daß keine Schwierigkeit entsteht infolge der Notwendigkeit, zwei verschiedene Metalle
als Draht und als Rohr zu glühen, da kein Glühen des Drahts notwendig wird. Demgemäß
kann in üblicher Praxis Kupfer für die Drähte verwendet werden.
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Verschiedene Muster von Talkum aus verschiedenen Quellen (z. B. aus
Frankreich, Italien und Ägypten) sind geprüft worden, und es wurden nur geringe
und unwichtige Unterschiede gefunden. Alle verdichten sich zufriedenstellend bei
Druck und besitzen die guten elektrischen Eigenschaften, wie sie für ein Kabeldielektrikum
notwendig sind. Im allgemeinen schwankt die Teilchengröße ganz ungefähr etwa von
i bis 2o M mit einem Überwiegen der Teilchen von etwa 4. M im Durchmesser.
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Bei dem Verfahren, den erforderlichen Zustand des Isoliermittels durch
Herunterziehen der einhüllenden Rohre zu erhalten, ist die erste Stufe die Verdichtung
des Pulvers und dann, wenn der geeignete Grad starker Verdichtung erreicht ist,
beginnt Verlängerung des Drahtes. Es ist nicht notwendig, diese Verlängerung über
25 % hinauszutreiben, und im allgemeinen genügt eine ioO/oige Verlängerung, um das
Erreichen des gewünschten Grads starker Verdichtung des Pulvers sicherzustellen,
welches gute elektrische Eigenschaften gibt.
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Der verbesserte Leiter wird durch Ausstoßen eines Aluminiumrohrs rund
um den bzw. die Drähte und das Pulver hergestellt. Dies wird mittels einer Presse
mit einem mittleren Dorn erhalten, durch welchen der Draht oder die Drähte und das
Pulver der Stelle zugeführt werden, an welcher das Ausstoßen des Aluminiumrohrs
stattfindet. Vorzugsweise wird eine solcheAusstoßungspresse verwendet, bei welcher
das Austreten des Metalls zwischen den Ziehringen zwecks Bildung des Rohrs in gleicher
Richtung wie die Bewegung des Kolbens im Zylinder der Presse stattfindet. Das Aluminium
kann in die Presse in Form von heißen, den Dorn umgebenden Stangen gegeben -werden.
Die getrennten Stangen sind einer einzigen Stange gleichwertig, welche in radialen
Ebenen aufgespleißt und zusammengeschweißt ist, um ein nahtloses Rohr bei dem Ausstoßen
zu liefern. Das Pulver kann rund um den bzw. die Drähte entweder trocken oder als
durch Vermischen mit Wasser gebildete Paste zugesetzt werden. Wenn trocken angewendet,
ist das Verfahren, es dem Innern des auszustoßenden Rohrs zuzuführen, ein solches,
welches etwas Druck auf das Pulver ausübt, damit es im wesentlichen den vom Rohr
eingeschlossenen Raum ausfüllt, wie dieses zwischen. den Ziehringen gebildet wird.
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Das zusammendrückbare Pulver kann durch einen Schneckenförderer zugeführt
werden, welcher innerhalb des Dorns oder in einer in den Dorn hineinführenden Kammer
angeordnet ist. Diese Einrichtung ist besonders geeignet, wenn ein einzelner Draht
vorhanden ist, welcher mitten in der Hülle liegt, da dieser Draht durch eine mittlere
Bohrung in der Speiseschnecke hindurchgehen und so in die Mitte des Rohrs geführt
werden kann. An Stelle einer Schnecke kann ein hin- und hergehender Kolben oder
eine andere ähnliche Einrichtung verwendet werden. Sie kann eine oder mehrere Durchbohrungen
für den Durchgang eines oder mehrerer Leiter besitzen, so daß der Kopf des Kolbens
auch als Führung dienen kann, um die richtige Lage der Drähte innerhalb der Hülle
zu erhalten. Auch andere Verfahren der Zuführung des trockenen Pulvers können angewendet
werden.
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Wenn das Pulver in Form einer Paste angewendet wird, kann es rund
um den bzw. die Drähte in bekannter Weise ausgestoßen und dann in der Lage auf dem
Draht (den Drähten) getrocknet werden, um im wesentlichen das gesamte Wasser zu
entfernen, bevor es in die Hülle eintritt. Ein Bindemittel kann bei der Herstellung
der Paste benutzt werden. Vorzugsweise werden kleine Mengen Bentonit verwendet.
Andere plastische Tonarten können auch benutzt werden, aber im allgemeinen ist es
erforderlich, sie in größeren Mengen wegen ihrer geringen Wirksamkeit zu benutzen.
Andere Stoffe, insbesondere organische Flüssigkeiten und Kolloide; -welche in der
keramischen Industrie gebraucht werden, sind hier zur Verwendung ungeeignet. Bei
ihrer Verwendung in der Keramik werden sie während des langsamen langen Brennens
bis zum Verglasungspunkt vollkommen weggebrannt. Sie würden indessen während des
kurzen Trocknens bei verhältnismäßig niedriger Temperatur, welche- vorzugsweise
dem eingeschlossenen Draht bei dem Verfahren nach der Erfindung gegeben wird, nicht
entfernt werden.
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Das Verfahren des Aufbringens einer Paste auf den Draht kann gleichzeitig
und gleichmäßig mit dem Zuführen des Drahtes und getrockneten Pulvers in die Presse
vor sich gehen. Eine geeignete Trockeneinrichtung ist dabei zwischen der Ausstoßmaschine
und dem Dorn der Presse angeordnet, so daß der eingeschlossene Draht kontinuierlich
von der Ausstoßmaschine zu der Presse vorrückt.
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Der umhüllte Leiter kann unmittelbar von der Ausstoßungspresse in
einem verjüngenden Ziehring gehen oder statt dessen kann das Herunterziehen in einem
völlig getrennten Arbeitsgang durchgeführt werden.
Zwei Beispiele
von zur Herstellung von isolierten Leitern gemäß der Erfindung verwendbaren Vorrichtungen
sollen unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnungen beschrieben werden, welche
darstellen in Fig. i einen Längsschnitt der ersten Vorrichtungsform und in Fig.2
einen Längsschnitt der zweiten Vorrichtungsform.
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Nach Fig. i besitzt eine das Aluminium ausstoßende Presse einen hohlen
Dorn, durch welchen ein oder mehrere den bzw. die Leiter bildende Drähte hindurchgehen
und durch welchen auch das Talkum in Form eines trockenen Pulvers zugeführt wird.
Die Presse hat einen hohlen Kolben i, der in einem Behälter 2 arbeitet. Die Aluminiumhülle
3 wird mittels des Kolbens i zwischen einem äußeren Ziehring 4. und dem zugespitzten
Ende des hohlen Dorns 5 ausgestoßen. Der Dorn ist in geeigneter Weise in der Mitte
in Behälter 2 abgestützt. Von dem oberen Ende des Dorns 5 wird ein Trichter 7 getragen,
welchem das Talkumpulver 8 zugeführt wird. Das Pulver wird durch den Dorn in die
ausgestoßene Hülle mittels eines Stopfers 9 gepreßt, welcher aus einem Metallrohr
besteht, auf welchem eine Anzahl von Flanschen io befestigt sind. Dieser Stopfer
wird automatisch durch einen geeigneten, nicht gezeigten Mechanismus hin- und herbewegt.
Ein den Leiter bildender Draht i i geht durch den Stopfer 9 und Ziehring 4. in die
ausgestoßene Hülle 3. Der Durchmesser der ausgestoßenen Hülle wird durch den verjüngenden
Ziehring 12 verringert.
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Fig.2 zeigt eine Form einer Vorrichtung, in welcher das Pulver auf
den Draht bzw. die Drähte als Paste aufgebracht wird. Die Paste 21 wird auf den
Leiter 22 in einer Ausstoßpresse vom Kolbentyp ausgestoßen. Der mit einer Schicht
der Paste bedeckte Leiter geht von der Ausstoßmaschine 25 durch einen elektrisch
geheizten rohrförmigen Ofen 2q., worin die Paste getrocknet wird.
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Dieser Ofen besitzt eine solche Größe, daß der eingeschlossene Draht
durch ihn ohne Berührung der Seiten. hindurchgehen kann. Die Trockentemperatur ist
nicht wichtig und kann beispielsweise zwischen 300 und 40o° sein. Bei Verwendung
höherer Temperaturen kann es notwendig sein, es so einzurichten, daß die Temperatur
des Teiles des Ofens, in welchen der eingeschlossene Draht zuerst eintritt, niedriger
als die Temperatur in dem übrigen Teil ist. Diese Vorsichtsmaßregel soll eine heftige
Dampfbildung verhindern, welche den Überzug beschädigen könnte. Es ist vorteilhaft,
einen Luftstrom durch den Ofen gehen zu lassen, um die Entfernung des aus dem Überzug
verdampfenden Wassers zu begünstigen. Dieser Luftstrom bewegt sich vorzugsweise
in gleicher Richtung wie der eingeschlossene Draht und kann verwendet werden, um
das gewünschte Temperaturgefälle hervorzurufen. Die Temperatur des Ofens darf nicht
den Punkt erreichen, bei welchem das Metall des Drahts unzulässig weich und zu Reißen
geneigt ist. Die Ofenlänge muß eine solche sein, daß bei der linearen Geschwindigkeit,
mit welcher das Ausstoßen des eingeschlossenenDrahts vor sich geht, der Draht in
dem Öfen lange genug verbleibt, damit der Überzug im wesentlichen vollkommen getrocknet
wird. Die Trocknungszeit kann diese Mindestzeit ohne Gefahr überschreiten.
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Vom Trockenofen 24 geht der eingeschlossene Leiter durch eine Aluminiumausstoßmaschine
ähnlich der, wie sie unter Bezugnahme auf Fig. i beschrieben wurde, mit dem Unterschied.,
daß jetzt kein Pulverzufügungsmechanismus in dem hohlen Dorn 25 vorhanden ist. In
dieser Ausstoßmaschine wird die Aluminiumhülle 26 aufgebracht. Der umhüllte Leiter
wird noch durch einen. Ziehring 27 zur Verringerung seines Durchmessers gezogen.
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Die zwei eben beschriebenen Verfahren sind Neides Einstufenverfahren.
Es kann jedoch mitunter zweckmäßig sein, die Herstellung in zwei Stufen auszuführen.
In der ersten wird der Draht mit dem getrockneten Überzug aus Pulver versehen und
in der zweiten wird er mit diesem Überzug in das Rohr eingeführt. Bei einem solchen
Vorgehen ist es vorzuziehen, die Paste auf dem Draht mit einer dünnen durchlässigen
Schicht zu bedecken, welche z. B. aus übereinandergreifend aufgewickelter Metallfolie
besteht, um eine gewisse Stütze für das Halten des Pulvers an seinem Platz vorzusehen,
während der eingeschlossene Draht auf eine Trommel gerollt wird. Die Paste kann
zum Teil oder ganz getrocknet sein, bevor die Folie aufgewickelt wird. Die Folie
kann unmittelbar auf den Pastenüberzug ohne vorhergehendes Trocknen aufgewickelt
werden, wenn der Wassergehalt niedrig, z. B. auf etwa 18 "/o, gehalten wird.
Eine Paste von dieser Konsistenz erfordert höhere, aber immer noch mögliche Ausstoßungsdrucke
als nassere Pasten. Das gesamte Trocknen findet dann mit dem Leiter auf der Trommel
statt, wobei die Trommel zu diesem Zweck in einen Chargenofen gebracht wird. Statt
dessen kann auch dicht aufgewickelte perforierte Metallfolie gebraucht werden.