DE2140768A1

DE2140768A1 - Sicherheitskabel, insbesondere für elektrische Lichtbogenofen

Info

Publication number: DE2140768A1
Application number: DE19712140768
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-08-13
Filing date: 1971-08-13
Publication date: 1972-02-17
Also published as: DE2140768B2; DE2140768C3; US3652797A

Description

2H0768

Patentanwälte

Dipl. Ing. C.Wallach 13. AÜG 1971

Dipl. Ing. G. Koch Aüb. 1971

Dr. T. Haibach

8 Mü.ichan 2 13 317 *.

=<aufingerstr. 8, Tel. 240275

Daniel J» Goodman, St»Clair Shores, Michigan/USA

Sicherheitskabel, insbesondere für elektrische Lichtbogenofen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sioherheitskabel, insbesondere für elektrische Lichtbogenofen,

PUr Lichtbogenofen oder andere große elektrische Energien benötigende Masohinen und Vorrichtungen werden Kabel verwendet, die aufgrund der großen Strombelastung in vielen Fällen flüssigkeitsgekUhlt werden. Diese Kabel weisen an ihren Enden Anschlußvorrichtungen auf, die mit dem Kabel durch Verlöten verbunden sind* Bei einem Ausfall der Flüssigkeiten kühlung besteht die Gefahr, daß sich das Kabel sowie die Anschluflvorrichbung aufgrund der hohen Stromstärken sehr schnell erhitzt, wodurch das die Lötverbindung bildende Lot seine mechanische Festigkeit verliert und die öefahr besteht» daß sich einzelne Leiter aus der Anschließvorrichtung lösen und freiliegen» In diesem Fall können schwere Beschädigungen, beispielsweise des Liohtbogenofens wie des zu seiner Speisung verwendeten Transformators und erhebliche Gefahren für das Bedienungspersonal entstehen,

209808/1409

2U0768

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitekabel der eingange genannten Art zu schaffen, bei den ein kosen oder Herausfallen der einzelnen Leiter aus der Ans ohluß vor richtung unter allen Umstanden vermieden wird*

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem elektrischen Mehrleiterkabel mit einer Anordnung von in einem Schlauch eingeschlossenen elektrischen Leitern und mit einer sich durch den Schlauch erstreckenden FlussigkeitskUhlungs-Leitvorrichtung sowie mit einem Verbindungeteil für die Leiter des Kabels erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbindungeteil fUr die Leiter des Kabele eine hohle, zylindrische, in dem Schlauch flUsslgkeltsdicht angeordnete Außenwand aufweist und einen die Leiter aufnehmenden Hohl» raum in dem Sohlauch umgrenzt, wobei die vorderen End teile der Leiter in dem Hohlraum angeordnet sind, daß ferner eine wärmebeständige, die Leiter einklemmende Vorrichtung mit dem vorderen Endteil von einem der Leiter im Eingriff steht und diese an der Außenwand in elektrisch leitender Beziehung festlegt, und daß ein schmelzbaree, elektrisch leitendes, in dem Hohlraum angeordnetes Füllmaterial vorgesehen ist, das die Endteile der Leiter des Kabels elektrisch mit dem Kabel verbindungstell des Kabele verbindet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den UnteransprUohen,

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemäßen Ausftthrungsbeisplels noch näher erläutert*

Zn der Zeichnung zeigern

20 9 80 87 UO9

Fig· 1 einen teilweise in längsgerichtetem Mittelschnitt dargestellten Seitenaufriß eines Endes eines wassergekühlten Kabels für einen elektrischen Lichtbogenofen, der die erfin* dungsgemäfle Sicherheitsverankerung der Leiter zeigt;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Kabel rückwärts von dem Anschluß entlang der Linie 2-2 nach

Flg. Is

Fig. 3 eine bruohstückhafte Unteransicht eines der

Kabelverankerungevorrichtungen, wobei das die Leiter befestigende Lot entfernt Ist> und zwar bei Betrachtung entlang der Linie 3~2 nach Fig« I;

Fig. 4 einen bruchstttokhaften Querschnitt entlang

der Linie 4-4 naoh Flg. 1« wobei das Lot vorhanden 1st;

Fig· 5 eine Endansicht des in Flg. 1 gezeigten Kabels.

In Fig. 1 ist ein wassergekühltes elektrisches Mehrleiter-Kabel 10 für elektrische Lichtbogenofen gezeigt« wobei das Kabel 10 eines einer Anzahl derartiger Kabel ist, die sich zwischen einem üblichen (nicht gezeigten) Transformator und einem (nicht gezeigten) elektrischen Lichtbogenofen erstrecken,, Üblicherweise werden zumindest drei derartige Kabel verwendet, und zwar jeweils eines für jede Phase des Üblicherwelse verwendeten Dreiphaeenstromes* Aufgrund des großen Laststrombedarfes derartiger öfen können jedoch zwei

209808/U09

bis vier oder mehr Kabel 10 für Jede Phase verwendet werden* wodurch sich in vielen Fällen eine Gesamtzahl von sechs bis zwölf oder mehr derartiger Kabel pro Ofen ergibt«, Die pVimärspannung eines derartigen Transformators liegt in der Nähe von IJ 000 V, wobei die sekundäre Ausgangsspannung 2^0 bis 800 V und der Sekundär at rom ungefähr 1000 A pro Phase beträgt, Derartige Kabel werden in verschiedenen Größen hergestellt» wobei ein derartiges elnzelnes Kabel mit einer Querschnittsgröße von 455O mm (9QOQ MGM) 21 000 A Übertragen kann« während ein anderes mit einer Quersohnittsgröße von 9100 mm² (18 000 MCM) 45 000 bis 50 000 A übertragen kann«

Im einzelnen besteht das Mehrleiterkabel 10, von dem lediglich die Ofenanschluß-Endeinheit 12 gezeigt ist» aus einem vorderen Anschluß 14 und einer daran befestigten Mehrleiter-Kabeleinheit 15, deren Befestigungsart vielter unten beschrieben ist# Der vordere Anschluß 14 besteht aus sohwerem Kupfer mit einem vorderen Anschlußteil oder einer Klinge 16, die mit dein Ofen verbunden werden kann« Ein hinterer (nicht gezeigter) Anschluß von ähnlichem Aufbau 1st mit dem hinteren Ende der Kabeleinheit 15 verbunden und an dem (nicht gezeigten) Transformator angeschlossen. Der vordere . Teil 16 weist ebene entgegengesetzte Seiten l8 (Pig« 5) auf* " mit denen er an der Verbindung mit dem Ofen oder Transformator, je nachdem,verschraubt ist« Der vordere Teil ist außerdem mit mehreren mit Abstand angeordneten Löchern 20 versehen, die sich quer durch ihn ere trecken« Das vordere Ende 22 der Klinge 16 ist mit einer (Jewinde-Durchlaßöffnung 24 versehen, die zum vorderen Ende eines Kühlwasserdurchlasses 26 führt, dessen entgegengesetztes Ende mit einer hinteren öffnung 28 versehen ist, die in den hinteren Teil oder eine Schale 30 des Anschlusses 3Λ mündet«

209808/U09

Die Ansohlugsohale 30 hat, wie der Name sagt j eine hohle zylindrische Form mit einer äußeren Im allgemeinen zylinr drisohen Oberfläche 32, die mit mehreren ringförmigen« kegelstumpfförmigen Zähnen 34 versehen 1st» die mit der Innenoberflache 36 eines Schlauches 38 aus synthetischem Gummi j wie z.B. aus dem kommerziell unter dem Namen Neopren bekanntem Gummi Im Eingriff stehen und diese durchdringen· Das vordere Ende des Schlauches 38 ist durch mehrere in Längsrichtung mit Abstand angeordnete ringförmige Sohlauchklemmen 40 umgeben«, die den Schlauch 38 straff umfassen und zusammendrücken und eine wasserdichte Verbindung ergeben» wobei die Innenoberflache 36 des Schlauches 38 mit den ringförmigen Zähnen 34 auf der Anschlusschale 30 In verzahnten Eingriff gebracht werden«

Die Ansohlußsohale 30 1st in der Nähe der Inneren oder rückwärtigen Öffnung 28 mit einer Bohrung 42 versehen« die in eine erweiterte Bohrung 44 mündet* wobei sich eine ringförmige Sohulter 46 zwischen diesen Bohrungen erstreckt» In die Bohrung 42 ist das vordere Ende eines Steigrohres 48* vorzugsweise aus Kupfer eingesetzt« dessen hinteres Ende In die innere zylindrische Oberfläche 50 eines mit Nuten versehenen, durchbohrtenJCemrohres 52 eingesetzt ist und mit dieser in Eingriff ' wobei das Kernrohr 52 aue elastischem, verformbarem Material, wie z.B. Gummi oder synthetischem Gummi besteht und eine Vielzahl von mit Abstand an« geordneten Durohbreohungen 54 für die Strömung des Kühlwassers aufweist. Die mit Nuten versehene äußere Oberfläche 56 steht mit der durchbohrten rohrförmigen Umhüllung 58 Jedes umhüllten Leiters 60 in Berührung, wobei die Durchbrechungen 52 der rohrförmigen Umhüllung 58 direkt zu dem Leiter oder dem sog« Seil 64 aus feinem Kupferdraht führen, das so wegen »einer Ähnlichkeit zu einem Hanf oder Manilahanfseil bezeichnet 1st·

209808/U09

Das durchbrochene vordere Ende der Umhüllung 58 erstreckt 8ioh Über eine Entfernung von ungefähr 6*0 cm nach hinten» worauf die Wand dieser Umhüllung nloht mehr durchbrochen istt An diesem Punkt 1st die Umhüllung 58 mit einem (nicht gezeigten) rohrförmigen Plastikstopfen versehen, der mit Hilfe von geeigneten Befestigungselementen« wie z.B. vier Messingsohrauben, an seinem Plats gehalten wird. Der (nioht gezeigte) hintere Anschluß ist» wie oben beschrieben, Ähnlich dem vorderen Anschluß 14 ausgebildet» jedoch mit der Ausnahme, dag eine der Klinge l6 entsprechende Klinge unter rechten Winkeln zur vorderen Klinge 16 angeordnet ist» Der Aufbau der umhüllten Kabeleinheit 15 und seiner Leiter 60 sowie des durchbrochenen» mit Nuten versehenen Mittelrohres 32 ist in üblicher Weise ausgeführt und die Einzelheiten des Aufbaues hinter der Schnittlinie 2-2 bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung*

Das vordere Endteil 6*6 einer Anzahl von vorzugsweise zwei einzelnen Leitern 64 ist In einer rohrförmigen Lederklemme 68 eingeschlossen, und zwar rückwärts In einer geringen Entfernung von den vorderen Enden 70, die an der ringförmigen Sohulter 46 anliegen· Die rohrfurmlge Klemme 68 weist einen rechteckigen Querschnitt (Fig· 4) auf und ist bei 72 zur Aufnahme des Schaftes einer Verankerungsschraube oder eines Bolzens 74 durchbohrt, der außerdem durch ein Loch 76 In dem abgeflachten Teil 78 des Leiterendteils 66 und In ein mit Gewinde versehenes Loch 80 verläuft· Auf das innere Ende der Schraube oder des Bolzene 74 ist eine Mutter 82 aufgeschraubt» Die verbleibenden umhüllten Leiter 60 liegen mit ihren vorderen Enden 70 ebenfalls an der ringförmigen Sohulter 76 Innerhalb der Ansohlufschale an, sind jedoch nioht mit Hilfe von Yerankeriingsschrauben 74, Muttern82 und Leiterklemmen 68 befestigt·

209808/U09

2H0768

Die nicht verankerten Leiter 64 sind in der erweiterten Bohrung 44 mit Hilfe einer WeiohlotfülXung 84 befestigt« die in die erweiterte Bohrung 44 im geschmolzenen Zustand eingegossen wurde« nachdem die zwei verankerten Leiter 64 an ihrem Platz festgeschraubt wurden* Es wird angenommen, daß die Anordnung der verschiedenen Teile des Leiterkabels in der vorstehenden Beschreibung des Aufbaues ausreichend klar beschrieben ist« Pie vorderen Endteile 56 der umhüllten Leiter 60, die verankert werden sollen, weisen ursprünglich einen kreisförmigen Querschnitt auf* Ihre vorderen Endteile 56 werden jedoch durch kurze (nicht gezeigte) Bohre von kreisförmigem Querschnitt geführt und diese Rohre und die Leiterendteile 66 In ihnen werden dann auf einen rechteckigen Querschnitt geschmiedet und werden zu den ringförmigen Klammern 68« wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind. Das Schmieden klemmt den Kabelendteil 66 fest und unlösbar in diesen rohrförmigen Klammern 68 ein« worauf das Durchbohren des Klemmrohres 68 und des darin angeordneten Leiterteils durchgeführt werden kann, Die Verankerung wird dann in der oben beschriebenen Weise durchgeführt« worauf die verbleibenden Kabelenden 66 der nioht verankerten Leiter 64 in die erweiterte Bohrung 44 eingesetzt werden« Die Anordnung wird dann aufrecht gestellt und geschmolzenes Weichlot wird in die Schale 20 eingegossen, um so im wesentlichen die erweiterte Bohrung 44 und außerdem das Innere des Kabelschlauoh.es j58 im wesentlichen bis zum vorderen Ende der durchbrochenen Leiterumhüllungen 58 zu füllen*

Im Betrieb 1st der (nioht gezeigte) hintere Kabelanschluß Jedes Kabels 10 mit dem Transformator verbunden« während die vordere Klinge 16 des vorderen Anschlusses 14 mit ihrer Verbindung an dem Ofen verschraubt ist« Die öffnung 24

9808/1409

2H0768

1st mit dem entsprechenden Rohr an dem Ofen verbunden* . während die entsprechende hintere Anschlußöffnung mit einer Kühlwasserquelle verbunden ist. Als Ergebnis wird wahrend des Betriebs des Ofens die durch den elektrischen Stromfluß durch jedes Kabel 10 und außerdem durch die Wärme des Ofens selbst hervorgerufene Wärme durch das Kühlwasser abgeführt« das durch den durchbrochenen* mit Nuten versehenen Kern 52 und dann um die umhüllten Leiter 60 aufgrund der Durchbrechungen 54 bzw. 62 strömt«

) Wenn aus irgendeinem Grunde (JLe Wasserströmung durch das Kabel 10 unterbrochen oder vollständig beendet wird, steigt die Temperatur innerhalb des Kabele 10 schnell an» wodurch die Lotfüllung 84 innerhalb der Anschlußsohale 20 geschmolzen wird« Xn diesem Fall werden die verankerten Leiter 64 jedoch mit Hilfe der Klemmschrauben oder Bolzen 74, der Kiemmuttern 82 und der rohrförmigen Leiterklemmen 68 fest in der Schale J>0 gehalten« Die derart verankerten Leiter 64 dienen nunmehr mechanisch als Sicherheitskabel und verhindern, daß die übrigen Leiter 60 der Kabeleinheit 15 aus der Anschlußschale 30 herausglelten können« Auf diese Welse werden Schäden durch herausfallende und gegen das Ofengehäuse fallende Leiter und Verletzungen von

* in der Nähe befindlichen Arbeitern, sei es durch das fallende Gewicht oder»was ernster und tragischer ist» durch den so freiwerdenden starken elektrischen Strom vermieden» insbesondere» wenn Wasser auf den Boden des Ofenraumes gelangt ist oder auf diesem steht.

Patentansprüche:

209808/U09

Claims

Patentansprüche

V 1·/ Elektrisches Sicherheitskabel» insbesondere für elektrische Lichtbogenofen, das ein elektrisches Hehrleiterkabel mit einer in einem Schlauch eingeschlossenen Anordnung von elektrischen Leitern und mit einer sieh durch den Schlauch erstreckenden FlÜssigkeltskUhlungs-Leitvorrichtung sowie einen Verbindungeanschluß für einen elektrischen Lichtbogenofen umfaßt, wobei der Verbindungsanschluß einen Ofenverbindungsteil an seinem vorderen Ende und einen eich von dem Ofenverbindungsteil naoh hinten erstreckenden Verbindungsteil für die Leiter des Kabels aufweist, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Verbindungsteil (20) für die Leiter (64) des Kabels eine hohle, zylindrische, in dem Sohlauch (28) flüssigkeitsdicht eingesetzte Außenwand (22) aufweist, die in sich einen die Leiter (64) aufnehmenden Hohlraum umgrenzt, daß ferner die vorderen Endteile (66) der Leiter (64) in dem Hohlraum angeordnet sind, daß eine wärmebeständige, die Leiter einklemmende Vorrichtung (74, 68, 82) mit dem vorderen Endteil (66) eines der Leiter im Eingriff steht und diesen an der Außenwand (22) elektrisch leitend befestigt und daß ein schmelzbares,elektrisch leitendes Füllmaterial (84) in dem Hohlraum angeordnet ist und die Endteile (66) der Leiter des Kabele elektrisch mit dem Verbindungsteil (20) für die Leiter des Kabels verbindet·

.2. Sicherheitskabel nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung für die Leiter ein an der Außenwand (22) befestigtes und sich von die* ser naoh innen in den Hohlraum erstreckendes Leiter-Veranke-

209808/1409

2U0768 - ίο -

rungeeletnent (68* 74) einschließt und daß Vorrichtungen zur Befestigung des vorderen Endteils (66) des einen Leiters an dem Leiter-Verankerungselement vorgesehen sind«

3· Sloherheitekabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Endteil (66) des einen Leiters ein durch dieeen hindurchgehendes Loch aufweist, daS das Leiter-Verankerungselement (74) durch dieses Loch verläuft, und daß ein Festlegungseleaent (82) auf dem Verankerungeelement (74) auf der der Außenwand (32) entgegengesetzten Seite des Leiterendteiles (66) befestigt 1st·

4. Sicherheitskabel nach Anspruch 3« dadurch g e · kennzeichnet» daß eine rohrförmige Klemme (68) den Leiterendteil (66) mit Prefipaasungeeingriff umgibt und daß die rohrförmige Klemme (68) Löcher aufweist» die miteinander und mit dem Loch In dem Leiterendteil (66) ausgerichtet sind.

5. Sloherheitekabel nach Anspruch 3# dadurch g e · kennzeichnet* daß das sich nach innen erstrecken· W de Verankerungselement (74) einen Gewindeteil aufweist und dai das Festlegungeelement (82) einen entsprechenden Gewindeteil aufweist, der In Oewlndeelngrlff «it dem Gewindeteil des sich nach innen erstreckenden Teils (74) steht»

6. Sloherheltskabel nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet« dafi die PlUsaigkeitekOhlunga-Leitvorrlohtung eine durchbrochene Flusslgkel

Leitung (52) einschließt, die In de« Schlauch (38) inter«

209808/1409

2H0768

halb der Anordnimg von elektrischen Leitern (64) angeordnet ist und daß sie weiterhin einen sieh von dem Hohlraum durch den Ofenverbindungsteil des Anschlusses erstreckenden KUhlflÜsslgkeitsdurchlaß (26) und eine sich zwischen der Kühlflüssigkeitsleitung (52) und dem KUhIflÜBsigkeitsduroh-IaS (26) erstreckende Zwisohenleitung (48) einschließt, wobei sich das Füllmaterial (84) zwischen der Zwischenleitung (48) und der Außenwand (32) erstreckt»

7. Sioherheitskabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet« daß das Füllmaterial (84) die Leiterendteile (66) und die Leiterklemmvorrlohtung (68) umschließt*

8. Sioherheitskabel nach Anspruch 7, daduroh gekennzeichnet« daß das Füllmaterial (84) im wesentlichen den Zwischenraum in dem Hohlraum zwischen der Zwisohenleitung (48) und der Außenwand mit Ausnahme des Raumes füllt, der durch die Leiterendteile (66) und die Klemmvorrichtung (68) eingenommen wird«

9* Sioherheitskabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß eine zusätzliche wärmebeständige Leiterklemmvorrichtung von gleicher Konstruktion und Anordnung wie die genannte Leiterklemmvorriohtung mit Urafangsabstand zu dieser angeordnet ist und den vorderen Endteil (66) eines zweiten elektrischen Leiters umgreift und diesen an der Außenwand (52) elektrisch leitend befestigt«

209808/1409

Leerseite