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Verfahren zur Herstellung von Widerständen, Leitern oder Kabeln.
Bekanntlich verwendet man heutzutage häufig elektrische Widerstände, Leiter oder Kabel, deren Isolierung aus einem mineralischen Pulver gebildet wird, das durch eine äussere Hülle oder Mantel festgehalten wird.
Diese Kabel, welche den grossen Vorzug aufweisen, unverbrennbar zu sein, werden im allgemeinen auf zwei verschiedene Weisen hergestellt. Die einfachste Art beruht darauf, dass in eine rohrförmige metallische Hülle der oder die Metallzylinder eingeführt werden, welche die Leiter bilden sollen, und dass der Zwischenraum mit dem zu verwendenden Mineralpulver ausgefüllt wird, dass dann das auf diese Weise gebildete Aggregat einer Dehnung unterzogen wird, z. B. durch Walzen oder Ziehen. Ein anderes Verfahren, das bessere Ergebnisse liefert, beruht darauf, dass das mineralische Pulver an Ort und Stelle selbst gebildet wird ; es werden z.
B. die Leiter mit Drähten oder Steifen (Bändern) aus Magnesium umwickelt und in die äussere Hülle hineingelegt ; dann wird ein Wasserdampfstrom in diese Scheide geleitet, wobei sich das Magnesium an Ort und Stelle in Magnesiumoxyd umwandelt, welches aufquillt und den leeren Zwischenraum in der Umhüllung vollständig ausfüllt.
Das erste dieser genannten Verfahren weist aber den schweren Nachteil auf, dass es schwierig ist, die Leiter in bezug auf die Hülle während der verschiedenen Arbeitsgänge in ihrer gleichen Lage zu halten, so dass man Gefahr läuft, schlecht zentrierte Kabel zu erhalten.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, mit welchem dieser Nachteil vermieden wird. Es besteht darin, dass als mineralischer Isolierstoff ein isolierendes Pulver verwendet wird, das vorher durch sehr starkes Zusammendrücken zu Rohrelementen geformt ist, die in ihren axialen Öffnungen den in der Mitte liegenden Leiter aufnehmen, und dass das Ganze alsdann auf an sich bekannte Weise gewalzt, gezogen, gestreckt usw. wird, wobei das Pulver wieder in seinen ursprünglichen Zustand versetzt wird.
Die nachstehende Beschreibung gibt an Hand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise verschiedene Ausführungsformen der Erfindung an.
Fig. 1 zeigt perspektivisch ein Element für ein Rohkabel mit drei Leitern. Fig. 2 zeigt im Teilschnitt einen Abschnitt eines Rohkabels mit einem Leiter, das erfindungsgemäss ausgebildet ist. Die Fig. 3 und 4 zeigen im Schnitt Elemente, die sieh ineinanderfügen. Fig. 5 zeigt einen Teil eines Elementes, das auf einen kurzen Rohling oder ein Kabel von grosser Länge aufgelegt werden kann. Fig. 6 zeigt, in welcher Weise bei der direkten und fortlaufenden Herstellung eines Kabels die einzelnen Teile der Elemente der Fig. 5 verwendet werden. Fig. 7 zeigt perspektivisch ein durch einen schraubenförmigen Schnitt geteiltes Element. Fig. 8 zeigt eine andere Form des Elementes.
Um ein Rohkabel von geringer Länge herzustellen, das später durch Walzen, Ziehen od. dgl. gestreckt werden soll, kann man zylindrische Blöcke aus einem Pulver verwenden, das unter der Presse komprimiert worden ist und Öffnungen enthält, durch welche man diese Elemente auf die zur Bildung der Leiter bestimmten Metallstangen aufziehen kann.
Fig. 1 zeigt einen derartigen Block, der für ein Kabel mit drei Leitern bestimmt ist : Fig. 2 zeigt die Gesamtanordnung eines Rohlings (ébauche), der zur Herstellung eines isolierten Leiters unter einer äusseren Umhüllung gemäss der Erfindung dient.
Auf eine Gleitstange/, z. B. aus Kupfer, sind zylindrische Elemente 2 aus komprimiertem Pulver aufgezogen, die denjenigen der Fig. 1 gleichen, mit der Ausnahme, dass sie anstatt drei Öffnungen nur
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eine einzige zentrale Öffnung besitzen. Das Ganze ist von einer Hülle.' ! umgeben, z. B. einem BIeirohr ; dann wird das auf diese Weise hergestellte Aggregat durch ein geeignetes Verfahren, wie Walzen, Ziehen u. dgl., gestreckt. Während der einzelnen Vorgänge halten die Elemente 2 den Leiter 1 in bezug auf die Umhüllung. 3 vollkommen zentriert.
Um den Zusammenhalt der Elemente aus gepresstem Pulver zu steigern, könnte man sie in geeignete Lösungen, z. B. Borsäurelösungen, eintauchen und nachher trocknen ; man könnte auch aussen oder innen oder auch gleichzeitig auf diesen beiden Seiten die durchlochten Blöcke mit sehr feinen Hüllen aus Metall oder Papier umgeben, wobei die Dicke dieser Hüllen völlig vernachlässigt werden kann ; natürlich werden dabei die Grundflächen der Elemente nicht mit bedeckt. Diese Hüllen können vor dem Pressen in die Formen eingelegt oder auch auf die geformten Elemente aufgebracht werden ; sie können auch aus einer Schicht eines passenden Anstriches, der sich beim Trocknen verfestigt, bestehen.
Um seitliche Verschiebungen der Elemente zu vermeiden, kann man ihnen eine solche Form geben, dass sie sieh ineinander fügen, wobei die Verbindungsfuge nicht in üblicher Weise mit allen ihren Punkten in der Achse des Kabels oder des Rohlings liegt ; so zeigt beispielsweise Fig. 3 verschiedene Elemente 4, 5 und 6, die sieh mittels kegelstumpfartiger Verbindungen 7 ineinanderfügen. Diese Elemente sind dabei mit inneren Hüllen und einer äusseren Umhüllung. 9 aus geeigneten Stoffen, z. B. aus Papier, bedeckt.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher die Verbindungsfuge Jss kugelig ausgebildet ist. Es können natürlich auch viele andere Formen vorgesehen werden : denn die oben dargestellten und beschriebenen Formen sind lediglich beispielshalber angegeben, ohne die Erfindung hierauf zu beschränken.
Bei Heizstäben ist es bekannt, die Isolation aus rohrförmigen Gliedern aufzubauen, die mit Fortsätzen und Vertiefungen ineinandergreifen bzw. an den Enden kegelstumpffönnig verlängert und ausgenommen sind. Diese Isolationsglieder bleiben in ihrer Form erhalten, während bei Durchführung des Herstellungsverfahrens nach der Erfindung die Gliederform der Elemente 4, 5, 6 usw. nur in einer Zwischenstufe vorhanden ist und im Laufe des weiteren Verfahrens beim Walzen, Ziehen oder Strecken der Elemente wieder verschwindet.
Das Verfahren, welches auf dem Aufziehen der durchlochten Elemente auf die Leitstangen beruht, lässt sich natürlich nur für Stangen von ziemlich kleiner Länge (einigen Metern j anwenden.
Man wird also auf diese Weise nur ziemlich kurze Rohkabel herstellen können, die dazu bestimmt sind. durch Strecken in Widerstände oder Kabelabschnitte umgewandelt zu werden. Dagegen wird man dieses Verfahren nicht in Betracht ziehen können, sobald es sich darum handelt, dass die Elemente aus gepresstem Pulver Leiter oder Stangen von grosser Länge umgeben sollen, wobei diese keine weitere Streekbehandlung oder nur sehr geringe Dehnungen erfahren sollen.
In diesem Falle werden die Elemente durch Längsschnitte in mehrere Teile getrennt. Z. B. wird man eines der in Fig. 3 oder 4 gezeigten Elemente durch eine oder mehrere Ebenen trennen können, die durch die Achse gehen oder im Gegenteil die Achse nicht treffen, um die Anschlussflächen, an welchen Elektrizitätsverluste auftreten können, zu verlängern. Fig. 5 zeigt perspektivisch eine Hälfte eines Elementes 13 wie dasjenige der Fig. 4.
Fig. 6 zeigt beispielshalber, wie ein Kabel mit einem Leiter und äusserer Umklöppelung fortlaufend aus Einzelteilen, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind, hergestellt werden können.
Der Leiter 1 wird mit einer stetigen Bewegung in der Pfeilriehtung transportiert. Nach Massgabe seines Vorrücken wird er mit Elementen aus gepresstem Pulver 11, 12 umgeben, die dem in Fig. Ï dargestellten Isolierelement entsprechen. Auf Fig. 6 ist ein Element 13 gezeigt, das gerade aufgesetzt wird. Das Ganze wird mit Hilfe einer Maschine bekannter Bauart mit einer Umklöppelung. M, z. B. aus Faserstoff, bedeckt. Die Einführung der Teilelemente wie 13 erfolgt an der Stelle, wo sieh die Umklöppelung auf dem Kabel zusammenziehen soll. Es ist dabei ersichtlich, dass diese Teile gleichzeitig durch ihr Ineinanderfügen und durch die äussere Umklöppelung in ihrer Lage festgehalten werden.
Es wird natürlich zweckmässig sein, die Ebenen, welche die aufeinanderfolgenden Elemente in mehrere Teile trennen, gegeneinander zu versetzen.
Um das Gleiten der Einzelteile untereinander zu erschweren und um die Fugen zu verlängern, können die Schnittflächen, anstatt eben zu sein, die Form gleichmässiger Schraubenflächen haben, insbesondere von Oberflächen von Schrauben mit Flachgewinde oder von Schraubenflächen mit Leitkegel, dessen Mantellinien nicht die Achse treffen, um auf die Weise die Linien der Stromableitung, welche sich an den Fugen bilden könnten, zu verlängern. Fig. 7 zeigt ein Element der in Fig. 4 dargestellten Art, das in dieser Weise in zwei Teile geschnitten ist.
Das Element könnte natürlich auch in eine beliebige Anzahl von Teilen durch gleichartige Schraubenschnitte geteilt werden.
Insbesondere könnte man die Teile der Elemente mit Volumina herstellen, die einerseits durch die innere Zylinderfläche der Kabelhülle und die äussere Zylinderfläche des Leiters, anderseits durch zwei Sehraubenflächen begrenzt sind, wie sie in Fig. 8 in Form von Schraubenflächen mit flachem Gang der Einfachheit des Beispiels halber dargestellt sind.