DE1540497A1

DE1540497A1 - Verfahren und Geraet zur Herstellung elektrischer Leiter

Info

Publication number: DE1540497A1
Application number: DE19651540497
Authority: DE
Inventors: Hunt George H; Crowdes George J
Original assignee: Simplex Wire and Cable Co
Current assignee: SubCom Cable Systems LLC
Priority date: 1964-07-31
Filing date: 1965-07-29
Publication date: 1970-01-02
Also published as: CH440405A; GB1082559A; US3349832A

Description

Simplex Wire end Cable Company« Cambridge 39» Msse«/USA Verfahren und Gerät zur Herstellung elektrischer Leiter

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Herstellung elektrischer Leiter, Insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Leitern aus Alkali- und Brdalkali-Metall, vornehmlich von Leitern, die aus Iatrium, Lithium und Kalzium sowie deren Legierungen bestehen.

Wenngleich gemäß der Erfindung beliebige Leiter aus Alkali- und Erdalkali-Metall oder entsprechenden Legierungen hergestellt werden kennen* werden jedoch Natrium und dessen Legierungen bevorzugt« und nachstehende Beschreibung 1st daher auf die Ausbildung von Hatrium-Leitern gerlohtet·

Elektrische aus Natrium hergestellte Leiter wurden sohon früher vorgeschlagen, s.B. In der frensueiBhen Batentschrift 361.Io2 (19o5). Aus Natrium gefertigte Leiter wurden auch bereits ₉ zumindest für experimentelle Zwecke, in den Vereinigten Staaten von Amerika von Dr₀ H . Ho Dow verwendet« wobei in diesem Pail geschmolsenee Hat*}rlum In Stahlrohrsttioke gegossen wurde, die später miteinander verbunden wurden und einen eineigen langen Leiter bildeten» Hler traten besondere Schwierigkeiten bei der Verbindung der Bohrleitungeabschnitte auf, da sich an der Verbindungsstelle eine Zwischenschicht geigte, die den •lektriechen Widerstand des Leiters beträchtlich erhöhte«

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Die Haupteigensehaften von Katrium , die für seine Anwendung in elektrischen Leitern sprechen, sind dessen niedrige Kosten, dessen leichte Beschaffung und die niedrige Dichte; darüber hinaus hat Natrium nur eine geringfügige schwächere Leitfähigkeit als Kupfer. Andere Eigenschaften» die bei der Herstellung eines Leiters aus Natrium in Betracht ssu ziehen sind, umfassen dessen starke Reaktionsfähigkeit, die es erforderlich macht, dafi der Natriumleiter gegen den Zutritt der Atmosphäre geschlitzt wird· Die niedrige Zugfestigkeit von Natrium begrenzt ferner die Länge des Leiters, der ohne eine Halterung oder Abstützung verwendet werden kann und der hohe Wärmeausdehnungskoeffizient von Natrium bewirkt ferner, daß Natrium mit üblichen Kabel-Ummantelungsmaterialien nicht besonders gut verträglich ist bzwο zusammenarbeitet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht data*? derLn, ein fortlaufendes Verfahren zur Herstellung eines ummantelten Natrium-Leiters zu schaffen, sowie einen verstärkten Betriue-LeIter zu erzeugen, der in großen;.» nicht abgestützten oder gehalterten Längen verwendet werden kenn» Se soll ferner ein ummantelter Natriualeiter geschaffen werden, der den Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Natriumkern und dem Ummantelungsmaterial

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dafi fortlaufendste Bend aus Uamentelungemete^lsl duroli aufeinanderfolgendes Abbiegen der Läugsr&nder i®a Bandes 1» iin Bohr verforet wird, Me die S&t^SfäiiAer eneinsnder anliegen, wobei

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die dabei entstehende iaht verschwelest oder eonetwie verbunden wird. Ansohlleesend wird flüssiges Netriua In das Bohr lunge einer Bahn eingespritzt, die auf die Achse des Rohres eungerlohtet 1st, und «war an einer Stelle, die hinter der Hafctverblndungs&elle liegte Schwierigkeiten aufgrund der Unterschiede Ewisohen den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Hatriume und des DiBmantelunge-Materiele werden dadurch vermieden, dafi das Rohr aus den Ummanteltmge-lfaterlal einen ovalen Quereohnitt erhält. Bei einer solchen Aueführung kann die Ummantelung die Yolumenänderungen des Natriums in ihrem Inneren ausgleichen« Indem sie ihre form in einen flacheren oder sehr runden Querschnitt ändert, wobei das Um&sntelungematerlal und der Natriumkern von der Temperatur In Inniger Berührung miteinender verbleiben und die Auebildung von Hohlräumen oder Lunkern verhinderi. ist* die den elektrischen Widerstand erhBhen»

Aufgrund der hohen Reaktionsfähigkeit des Hatriume wird weitere Sahut »maßnahme dea^lüeeige Hatrium in der Segel tint er einer Schutzgasatmosphäre In das Rohr eingeführt. Sas geiichmolsene Natrium verfestigt sich schnell In dem geformten Rohr ohne äußere Kühlung_s und der auf diese Welse hergestellte Leiter kann «ur Vorsicht* was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist, durch ein Formwerkzeug geführt werden₉ um ei?en gleichmäßigen fortlaufenden Kontakt zwischen dem Ummantelungemeterial xmd dem Natriumkernau gewährleisten« Weitere nachfolgende Arbeitssohritte können die Wellung dee Rohres umfassen, um die Flexibilität oder Biegsamkeit desselben zu erhöhen <>

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Für den Veil, dafi verstärkte leiter gewünscht werden, wirI ein «entraler Kern mit einer hohen Zugfestigkeit vorgesehen, der während der Herstellung in des Bohr entlang dessen Däiigeaohse eingeführt und vorzugsweise in der Mitte des Bohret in Einbaulage gehalten wird, während des flüssige Natrium eingeführt wird« Dies kenn E.B» dadurch erreloht werden, daβ der Kern duroh eine Zentrleröffnung in der Anordnung geführt wird, die der Natrlum-Zuführleltung zugeordnet let» Der sentrale Kern» kann bei einer anderen Ausführung euoh in bestimmten Abständen über seine Länge StÜtsen aufweisen, die eine sentrale öffnung, die den Kern aufnimmt, im mindestens drei Stellen beeltsen, die die Innenseite des gefornten Rohres berühren» Ein solcher Kern besteht vorsugswelse aus einen Materiel wie etwa 8tahl oder einem anderen Werkstoff mit einer hohen Zugfestigkeit, welches mit dem Natrium nicht reagiert.

Eine andere Ausführug, für die eine hohe Festigkeit erwttnsoht 1st, besteht aus einem vielpaarlgen Kabel, bei dem gemäß der Erfindung hergestellte Batrlumlelter und Drähte oder Kabel mit einer hohen Zugfestigkeit etwa in derselben Welse miteinander verdrillt sind, wie dies »el den heute verwendeten Stahl- und Alumlnlumieitern der Fall iet.

Die Rohrherstellung gemäß der Erfindung kann dadurch erfolgen, daß das Ummantelungsmaterial zunächst in Form eines Bandes durch eine Seihe von Rollen hindurchgeführt wird, die in Paaren Eusammenarbeiten und eine Bahn für des Band begrenzen« die bewirkt, daß dee Band in zunehmendem MbB eine gebogene oder

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gekrümmte lore , d.h. einen krelafuralgen Querschnitt einnimmt. IHe endgültige Vereohließung dee Bohree kann auf ähnlich· Weise duroh Verwendung von Bollen oder durch Hlndurohaohloken dea teilweise fertigen Bohrea «wischen ein Paar von Kohle-Blöcken erreleht verden» die gebogene oder gekrümmte, einander gegen» überliegende Pläohen aufweisen, die die Bänder des Bandes su· aemmcndrttoken und das Bohr forsjen. Mit den Kohle-Blöcken kann ein Peer von Querwaisen suaammenarbelten, um den endgültigen ' Quereohnltt des Bohree festsulegen.

Die saht wird vorsugswelse duroh Tertrohweieung unter Sohutsgssatomsphäre verengt» Um eine durchgehende und gleichmäßige Bsht slohersusteilen,1st es erforderlich, daß die YereehweisUng eo nah wie suglloh an den Arbeltsabsohnitt herangeführt wird, wfthrenddesi das Bohr verschlossen wird.

Bas flüsalge XStrius) wird duroh eine Rohrleitung in des Bohr eingeführt, die In den Rohr-Her«tellungevorgeng unmittelbar Tor de« Arbeitsabaohnltt elngeaoheltet wird, während den das Bohre verschlossen wird, und die eich in das Bohr über die Yersohweieungsstelle hinaus entlang einer Bahn eratreokt, die parallel sur Aohee des Bohree verläuft. Bas Bohr 1st hierbei vorsttgswelse vertikal angeordnet. Bas Sehutsgae kann duKh ehe parallele Leitung eingeführt werden, die sich in das Bohr bis su einer Stelle erstreckt, die unmittelbar über der AuslaBSffnung der Leitung für das flüssige latrlua liegt. Es let normalerweise nicht erforderlich, die Hatr!umleitung Innerhalb des fiohrauablldungsberelohes aufsuhelsen, da duroh den Schwele-

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Vorgang dta Bohr so viel Wäre· «ugeführt wird, daß 4·· letrium Ubtr et In·· 8ohatlBpunkt von 97,5° 0 gthtlttn tat. WtTohe Anordnung trfordtrlloh werten kann» un dlt Leitung auitrhtlb dt· EohreuablldungBbtvtioht· aufsuhtlten, hängt von dtr längt der Leitung und Ton dtr Umgebungstemperatur ab.

De· Ummantelungematerial kann aus einem beliebigen Metall oder aus tlntr Legierung bestehen, daa vernaltniemäöig reaktlonsunfähig gegenüber dtr Atmosphäre oder einer anderen Umgebung let, in die der Leiter eingebracht werden kann, Aluminium und Kupfer aind dlt ta btattn geeigneten Utamantelunga-Mat erteilen ο Blei» da· alt dta latrium eine Legierung bilden kenn, let für die fälle geeignet, bei denen die Ausbildung einer eolöhtn Legierung an dtr Brührungafläohe ewlachen dea Blelaentel und *e»Setrium nloht et or end 1st.

Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen βueführ11oh beschrieben, wobei alle eue der Beaohrelbung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale aur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und alt dea Villen eur Patentierung in die Anmeldung aufgenoBBtn wurden.

Ea seigent

Pig. 1 eint «ohematlaohe perspektivische Analoht einte Serätes

sur Durchführung des Verfahrene gemäß der Erfindung; Pig. 2 eint Tellaneloht des In der Figur l geselgten Gerätes,

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rig c J eine Schnl'taneiaht en$l:?ii£' «ter Linie 3-3 in der Pig«, 2; Pig. 4 eine Schal ^tansieht entleng dor Mnie 4-4 in der Figo 2; Pig» 5 eine Schntl· isnsfcht esrSlsag dsr ..-inls 5-5 in de:·:· Fig_e 2;

Pig. 6 eine Yergstsssrte T iluneic^t -^c-", in der Figur 1 gezeigten Gerätes» teilwoise Ια

I¹Ig.'7 eine rergrHaeerte Ttvilensl-sh'?; oine)? anderen Auefüh^ung des ta der figur 6 gezeigten leilj dee Gerätes, ebenfalls teilweise i«a Schnitt;

Pig» 8 eine Schnltteneioht entlang der Linie 8-8 in der Figur 7| jflgo 9 eine Seitensnsiciit oines Kobcls, teilweise im Schnitt, dee eine weitere abgeänderte Aueführungafora gemäß der Erfindung deratellt;

Fig« Io eine Sehnittaneiisht dea in der Figur 9 geeeigten Kebele entlang dor Sohnittlinie Xo-Io₉ die en die Stelle gelegt ist, en ä^f)T die Utsmantelung verschweieet ist;

3»ig_oll eine Schnitt easiest eines aueammengeseteten oder viel«

paarigen Leiters_P der Hetritamleiter verwendete die genäfi der Erfinätmg hergestellt

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ff

Aue der figur 1 geht hervor, daß ein Uraentelunge-Hateriel, dee zunächst die Tora eines Bandes 12 hat, und ein Stehldreht 14 nach unten durch eine erste Rohrforarorrlohtung 16, «Ine Endrohr-YereohluBvorrtehtung 2o und durch eine 8ohwei8elnheit hindurohgefUhrt werden, die In dieser Reihenfolge länge einer vertikalen Bahn angeordnet sind» Zwischen der ersten Bohr-For »vor richtung 16 und der Rohr-Vereohluflvorriohtung 2o erstreckt sich eine Einsprit«einheit 26 für des geschmolzene lfetriua seitlloh In des teilweise fertiggestellte Rohr» sowie axial nach unten bis au einer Stelle über der Schwelßelnheit 22» Der fertiggestellte Leiter 21 wird anschllessend au einer Stetion 24 geführt und einen HaohformungeVorgang unterworfene

Wie Insbesondere aus der Figur 2 hervorgeht» weist die erste Rohr-Formvorriehtung 16 eine Reihe von horisontalen, nebeneinender liegenden drehbsren Paaren von ζusaEinwirkenden Rollen auf, wobei die verschiedenen Beere von Rc Ilen in Bezug aufeinender ausgerichtet und mit ihren Achsen horizontal und perein zueinander gelagert sind. Der eine Satε von vertikal ausgerichteten Rollen der Reihe von horizontal ausgerichteten EU88miienwirkenden Paaren 1st durch die Bezugezahlen 28, 29 und 3o gekennzeichnet, während der endere Satz von vertikal ausgerichteten Rollen der Reihe von Paaren durch die Bezugszahlen 3i, 32 und 33 markiert ist«

Daβ erste Paar der zusammenarbeitenden Rollen in der Reihe, d.ho die obere Rolle 28 und die obere Rolle 31 (vgl. Figo 3) weisen eine im wesentlichen zylindrische Torrn auf und sind auf Achsen 34 und 37 befestigt, die in einer horizontalen Ebene

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derart miteinander fluchten, daß ei oh die eyl in Irischen Flächen der Rollen 28 und 31 aufeinander ebwälsen.

Bas mittlere Bollenpaar in der Reihe, d.h. die Rollen 29 und 32 (vgl. Fig. 4) sind in ähnlicher Weise auf Achsen 35 und 38 befestigt, die ebenfalls to einer horizontalen Ebene miteinander fluchten. Bie Rolle 29 des Paares ist abgeflacht oder oval, während die Rolle 32 eine zylindrische Form hat»

Im Fall des unteren Rollenpaares in der Reihe 1st die untere Rolle 3o abgeflacht bsw« oval und die untere Rolle 33 hat eine sylindriaobe Form (vgl. Flg. 5). BIe Rollen 3o und 33 sind auf einem Paar von Achsen 36 und 39 befestigt, die in einer horizontalen Ebene tn Besug aufeinander ausgerichtet sind.

Einem jeden Paar der susammenarbeitenden Bollen In der Rohr-Formvorrichtung 16 ist ein Paar von Lager bücken 4o (vgl. β. B. Flg. 3) zugeordnet, die die entgegengesetzten Enden der Aohsenpear« aufnehmen, auf denen wiederhum die einseinen Paare der susammenarbeitenden Rollen befestigt sind. Bie einzelnen Legerböok* 4α weisen ein Paer von cfastellbaren Lagern auf, In denen die sugeordneten Achsen der Rollenpaare so gelagert werden, daß dle^relatlv sueinander richtig ausgerichtet sind. Bie Lagerböoke 4o sind auf einer gemeinsamen vertikalen

Grundplatte 42 befestigt. Längs der einen Seite der Grundplatte 42 erstreckt sich

jede der Achsen 37, 38 und 39 duroh ihren zugeordneten Lagerbock

4o nach außen und jede Aohse trägt ein Kegelrad 44. Auf der

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gleichen Seite der Grundplatte 42 1st eine Antriebewelle 54 angeordnet, die in einer vertikalen Lage in Legern 48 gelagert let, die an der Grundplatte 42 befestigt alnd. Die Antriebswelle erstreckt eich längsseits der Reihe von zusammenarbeitenden Rollenpaaren und trägt eine Anzahl von Kegelrädern 5o, die auf der Welle 54 befestigt und so engeordnet sind, defl sie in Eingriff alt den Kegelrädern 44 stehen, die auf den Enden der Achsen 37 bis einschllesslioh 39 befestigt sind. Dadurch 1st ein gemeinsamer Antrieb für die Inneren Hollen 31 bis elnsohllesslloh 33 geschaffen. Ee wird bemerkt, daß die Rollen bis einsohllässlich 3o Leerlaufrollen sind.

Ein Motor 52 1st an der Grundplatte 42 befestigt und steht mit seiner Antriebswelle alt der Welle 54 in Verbindung, um die einseifen Rollen 31 bis elneohlleeslloh 33 Ib gleichen Drehsinn anzutreiben, sodaS ein Band, das von den Rollenpaaren Bsw. en deren zusammenwirkenden flächen erfasst wird, fortschreitend you dem Rollenpaar 31, 28 sub Rollenpaar 29» 32, IUB Rollenpaar 3o, 33 und ansohlleseend sur RohrversonluBvorrlohtung 2o (vglο Fig. 1) weiterbewegt wird.

Wie vorstehend hervorgehoben worden ist, dient die Rohrformvorrichtung 16 vor θIlen dazu, ein flaohes Bind 12 aus Kupfer, Aluminium oder einen anderen geeigneten metallischen UBBentelungsmsterlal aufzunehmen und dieses Bend 12 In Längsrichtung in ein Rohr 18 eu falten. Zu diesem Zweok sind die Rollen 28 bis elnschllessllch 33 an ihrem umfang mit Kitten versehen, die In zusammenarbeitenden Paaren deckungsgleich angeordnet sind. Wenn das Band 12 in ein Rohr 18 gefaltet

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oder überführt werden soll, das, wie aus Figur 1 hervorgeht ₉ einen verdrillten Stahldreht 14 elnsohllesst, so elnd die Leerlaufrollen 28₅ 29 und 3o mit In Ümfengerlohtung verlaufenden Nuten 56t 57 und 58 versehen, die so bemessen Bind, daß sie den Stahldraht 14 aufnehmen und ermöglichen, de8 der Draht 14< der von diesen Nuten 56, 57 und 58 aufgenommen 1st, an den Hollen 28V .29 und 3o vorbei laufen Jramio

Die zugeordneten getriebenen Rollen 31, 32 und 33 sind mit in Umfangsrlohtung verlaufenden Nuten 59* 6o und 61 versehen. Die Nute 59 der Rolle 31 de» oberen Rollenpaares weist ι einen flaohen Boden auf und 1st ao bornecoen, daß sie dea Band 12 derart erfaßt, daß wenn das Band 12 und der Stahl draht 14 zwischen den Rollen 28 und 31 hindurchlaufen, die untere Fläche dee Drahtθβ 14 zentral und unmittelbar über der oberen Fläche des Bandes 12 liegt« Die Nute 6o In der Rolle 32 des mittleren Paares der zusammenwirkenden Rollen in der Rohr-Formvorrlchtung 16 ißt mit einem gekrümmten bzw. konkaven Boden vereehen, derart, daß, wenn ein Band 12 zwischen den Rollen 32 und 29 hindurchläuft, eine leichte Querdurehbiegung des Bandes 12 aufgrund des Einflusses der vvalen Rolle 29, die in der Nute 6o läuft, erreicht wird_o Sie Nute 57 hält wiederum den Stahldraht 14 zentral unmittelbar über dem Band 12 _o Die Nute 61 in der Rolle 33 entspricht der Nute 6o, si* weist jedoch einen stärker gekrümmten konkaven Boden aufρ um das Band 12 in Querrichtung stärker einzurollen. Die Nute 58 in der Rolle 3o hält wieder den Stahldraht 14 zentral

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Über den Band 12, deajen Längeränder en dieser Stell· derart nach oben gebogen sind, daß der Querschnitt des Bandes 12 fast halbkreisförmig 1st.

Sas teilweise fertiggestellte Rohr 18 wird denn der Rohrver-8ohlußvorrichtung 2o zugeführt. Eine derartige. In der Figur 1 gezeigte Vorrichtung weist ein Peer von Kohle-BIOoken 7o auf, die einander gegenüberliegende konkave tellelllptleohe Flächen besitzen und unter Federvorspannung stehen, im einen so großen Back auf die Seiten des teilweise fertiggestellten Rohres 18 auszuüben, daß die Bänder des Bandes 12, das de zwischen durchläuft, in Anlege gehalten sind. Die Kohle-Blöcke 7o sind in rechteckigen Gehäusen 72 verschiebbar gehalten, die zu beiden Selten der Achse des teilweise fertigen Bohrte angeordnet und In Einbaulage durch ein Paar Schrauben. 74 einstellbar gehalten sind, die in Stützarmen 75 sitzen. Die Ame 79 sind mittels einem Paar von Schrauben 77 an einer rechteckigen , Platte 76 befestigt. Der endgültige Quesehnltt des Bohres wird durch ein Paar von dünnen Walzen 78 und 79 (nicht gezeigt) bestimmt, die eich Im rechten Winkel und im gleichen Abstand zur Achse des halbfertigen Rohres erstrecken, wobei jeweils eine Walze an jeder Seite der Eohlenblöoke 7o vorgesehen ist. Die Weizen 78 und 79 sind in zwei rechteckigen Blocken 8o gelagert, die ihrerseits so befestigt sind, daß sie eich in die Schrauben 74 drehen können» Durch Drehung der Blöcke So kann die Versetzung der Walssen 78 und 79 zur Achse des halbfertigen Rohres verändert werden, während die Walzen 78 und 79im gleichen Abstand zu dieser Achse gehalten we« sind.

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Blöcke 80 werden nach der richtigen Einstellung duroh vier Schrauben 82 ortsfest gehalten_f von denen sich eine jede durch einen mit einer Gewindebohrung versehenen Block 84 erstreckt, die an den unteren Teil einer jeden Seltenwand der Stützarme 75 durch ein paar Schrauben 86 befestigt sind«

Sie Haht des Rohres 21 wird vorzugsweise unter einer Argon-Atmosphäre in einer Licht-Bogenschweißeinheit verschwelest. Da diese Einheit γοη üblicher Ausführung 1st, 1st sie in der Pig. 1 nur allgemein dargestellt» Um eine gleichmäßig Haht zur gewährleisten, ist es wichtig, daβ die versohwelssung so nahe wie möglich an der RohrverSchlussvorrichtung 2o stattfindet...

Zwisohen der Rohr-Formvor richtung 16 und der Verschlussvorrichtung 2o erstreckt sich eine Einspritzeinheit für das flüssige natrium in das teilweise fertiggestellt«Rohr 18 entlang dessen Achse bis zu einer Stelle, die unterhalb derjenigen Hegt, an der die Naht verschwelest wird, in ■de» Fällen, bei denen der Natriumleiter ein zentrales Verstärkungsglled enthält, etwa, wie in Pig. 1 dargestellt 1st, einen Stahldraht 14, kann die Einsptit«einheit für das geschmolzene Hatrium auch dazu verwendet werden, den Draht 14 zentral innerhalb des Rohres 21 zu fixieren. Sie in den Figuren 1 und 6 gezeigte Einspritzeinheit für das geschmolzene Natrium weist eine Reihe von elliptischen, horizontalen Platten 9o, 91 und 92 auf, die längs der Achse des Rohres voneinander versetzt angeordnet sind, wobei sich

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.Ue Platte 9o über iler Platte 91 und-die Platt© 92 unterhalb der Plattο 91 bofladet· BiQ Platten 9o, 91 und 92 sind in Einbaulage In Bosug aufeinander durch· vl«i? Verbinclimga stangen 94 rafcarr geholten, die alt den einzelnen Flotten 9o, 91 und 92 duroh ein Pear von Sechskantmuttern 96 vsrbtuiden sind, Blno Leitung 99 für das geschmolzene ITatriusi era treckt sioh von aueoen in don nohr-Hörstollnngoberaloii duroh vertikal ausgerichtete Öffnungen in den einzelnen Platten 9o,91 und 92 bis au einer Stelle Innerhalb deβ Bohres 21 unterhalb der Sch^eiBeinheit 22. Die Platten 9o und 91 liegen über der Schweißetotion 22 und die Platte 92 befindet sioh unterhalb d';r Einheit 22» liobel die BohrverBChlufls-Torriohtung 2o

don Platten % vm& 91 angeordnet lot. Eine ssweite lon oretveokt sieh, von auosen in den Bohrharatellungberoich duroh. die Platben 9o und 91 uiid endot en der Platte 91· Die Leitung lern wird ζην Miifüimmg einea Sohutzgaees in dto Zone über der ilatrlum-^-uifip^r-JtKStolle verwendet, Der Uiafsng äer Platten 9a _t 91 und 92 is-fe ßo bemosaen, daß or rait dem InnendurohmeBBer das angefertigt<mi Eohrea ttbö2?sin~ stiffiBit, so <iaß dio EolirsuBbildung oder -fo5?aung nicht beeinträchtigt wird. 3)1 ο Platte 9o weist ferner einen Ära Io2 auf, der sioh bub dem teilweiee fertlggeatellten Bohr heraus •era tr ©ok <; und en einen passenden Sttitearm Io4 befestigt ist.

Eine abgeänderte ITstrlum-MHSgritzeinineit ist in der Fig. 7 geselgt. In der Anordnung gasä3 der 5¹IgU? 7 Scann die gleiche, wio in den Pig. 1-6 gezeigte ¥or3?ieirfcung -yerwandet werden,

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und es sind euch die gleichen Besugesehlen vorgesehen, nit der Ausnahme* daß des Hatrium-Einspritegerät durch eine Vorrichtung ersetet 1st, die eine Hülse 110 aufweist, die wiederhn oberhalb der Vereehlußvorriohtung 2o einen Stahldraht 14 umfasst und sich entlang der Lengsausdehnung des Rohres 18 bis zu einer Stelle erstreckt, die unterhalb der SohweiBeinheit 22 liegt. Ein Paar von elliptischen Platten 112 und 114 sind an der Aussenselte der Hülse Ho in einen bestlantten Abstand voneinander versetzt befestigt, und ewar an dem Abschnitt der Hülse Ho, der unterhalb der Sohveißeinheit 22 liegt. Sie Unfänge der Platten 112 und eind so bemessen, daß sie alt den inneren Abmessungen des Rohres 21 übereinst Innen und daduroh die Hilae Ho alt den eingeschlossenen Dreht 14 in der Mitte des Rohres 21 halten. Die Hülse Uo weist ferner einen ringfureigen Kanal 116 auf, der sloh von den Ende der Hülse Ho unterhalb der SohwelBelnhelt 22 nach oben bis fest EU den oberen Ende der Hülse Ho erstreckt, wobei der Kanal an diesen Ende nlt einer Leitung 118 in Verbindung steht, so daß dee geeohauLEene Hetriuo eu- und durch den ringförmigen Kanal 116 in das Rohr 21 eingeführt werden kann. Eine »weite Leitung 12o erstreckt sich In das teilweise fertiggestellte Rohr nach unten englang einer Bahn, die nlt der Achse des Rohres fluchtet, wobei die Leitung 12o in der Platte 112 ausläuft· Biese Leitung wird Eur Einführung eines Schutzgases in das geformte Rohre oberhalb der Hetrlum-ElnsprltEstelle verwendet.

Die Pig. 8 selgt In einer etwas übertriebenen Darstellung einen Querschnitt des gemäß der Erfindung hergestellten Leiters ο Wie erislohtlloh, weist der Leiter ein äußeres tJmmantelungsrohr 21

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■It verfestigtem Natrium 122 und einen zentral in dem Bohr engeordneten Stehldreht 14 auf. In der Praxis ist der elliptische Querschnitt des Rohres nicht so stark ausgebildet, wie in der Fig. 8 gezeigt ist ο

Des Verfahren gemäß der Erfindung wird unter Verwendung des in den Fig. 1-8 gezeigten Gerätes so ausgeführt, daQ fortlaufend das Band 12 und der Stahldraht 14 in Reihe durch die Rohr-Foravorrlohtung 16, die Rohrversohlußvorrichtung 2o und die Schweißeinheit 22 geführt werden, während stetig geschmolzenes Nstfrlum durch die Leitungen 98 oder 118 und ein Schutzgas durch die Leitungen loo oder 12o eingeführt wird* Eine äußere Kühlung zwecks Verfestigung des Natriums 1st nicht erforderlich, da dessen Schmelzpunkt bei 97,5° C liegt und das flüssige Natrium lediglich auf diese Temperatur oder einige Grad darüber gebracht werden muß, damit esin das Bohr 18 vergossen werden kannο Venn jedoch der Raum beschränkt 1st, können übliche Abkühlvorrichtungen verwendet werden. In einem Neohfore-Arbeitsgang en der Station 24 kann der Leiter durch eine Ziehform geführt oder mit einer Ve llung versehen werden, um einen fortlaufenden Kontakt zwischen der Ummantelung und dem Natrium zu gewährleisten. An der Station 24 kann ferner eine Ziehvorrichtung vorgesehen sein, die den fertigen Leiter durch das gesamte Gerät zieht.

Aus der vorstehenden Beschreibung des Gerätes geht hervor,

daß unbegrenzte Längen eines Natriumleiters gemäß der Erfindung

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auegebildet werden können, wobei der Vorteil erreicht wird, dee dee flüssige Natrium in eine geschlossene Ummantelung eingeführt werden kann, während es gegenüber der Atmosphäre duroh eine Schutzgeshülle abgeschirmt ist, Der schwach ausgeprägte elliptische Querschnitt, in den die Ummantelung, d.h. das Bohr überfuhrt wird, gestattet, daß sich die Ummantelung bei vollständig eingeschlossenem Volumen ausweiten oder zusammenziehen kann, d.h», daß der elliptische Querschnitt mehr oder weniger auegeprägt 1st, um eine Anpassung an dieselbe Ausdehnung oder Zusammenziehung des Natriumleiters zu schaffen, wenn dessen Temperatur ansteigt oder abfällt. Es kann aber auch ein Bohr mit einem kreisförmigen Querschnitt verwendet werden, wobei in diesem fall beim Abkühlen und Zusammenstehen des flüssigen Natriums das Rohr einen etwa elliptischen Querschnitt einnimmt. Die Anwendung «toes Rohres mit einem kreisförmigen Querschnitt für eine Ummantelung bringt die Gefahr, daß wenn das geschmolzene Natrium in das Rohr eingespritzt wird, und die Temperatur des Natriums innerhalb des Rohres auf einen Wert ansteigt, der Über dem liegt, bei dem das Natrium vergossen worden 1st, ein Aufreissen der ummantelung möglich 1st« Die Anordnung einer Well-Vorrichtung , mit der das Rohr, in das das Natrium vergossen wurde, entweder an einer Stelle, an der das Natrium noch flüssig 1st, oder en einer Stelle, an der es feet let, gewellt wird, ermöglicht ebenfalls eine Ausdehnung und Zusammenziehung des Rohres, um eine Anpassung en die Ausdehnung und Zusammenziehung des Natriums zu schaffen· Pur den Pail, daß das Rohr gewellt werden soll, 1st daher die Auebildung eines Rohres mit einem eliptischen Querschnitt an der Stelle der Natriumeinspritzung erforderlich«,

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Eine andere Kabelausführung ist in den figuren 9 und Io dargestellt. In diesen Fall sind Draht-StUtζen en dem Stahldraht 14 befestigt, wenn der Draht 14 von der Rohr-Porm-Vorriehtung 16 zu der Rohrversohluflvorrichtung 2o läuft. In der Fig. 9 sind drei derartige Stutzen 13o gezeigt, die entlang dem Draht 14 voneinander versetzt angeordnet sindο Die FIg* Io zeigt einen Querschnitt des fertigen Leiters an einer Stelle, an der eine solche Stütze 15o vorhanden ist» Wie ersichtlich, weist eine jede Stütze 13o radiale Finger auf, die um die offene Mitte der Stütze in gleiohen bogenförmigen Abständen angeordnet sind. Das äußere Ende der einzelnen Finger stimmt nit der Innenwaril·· Abmessung des Bohres 21 überein und der Abschnitt der Stütze ζ wl a ο hen den benachbarten Fingern irrgreift den Draht 14 und haItart diesen in der Mitte des Rohres 21. Die Verwendung von Vorrichtungen, ζ.B₀ der Platten 9o, 91 und 92, zweoks Halterung des Drahtes 14 in der Mitte des Bohres sind daher überflüssig. Die Draht«tutz^en verbleiben in dem Leiter, da sie keinen oder nur einen geringen elektrischen Widerstand aufweisen.

Wenn, wie in Flg. Io dargestellt 1st, Drehtstützen 13o verwendet werden, kann die Einführung des Hatriums und des Schutzgases auf die Welse erfigen, daß ein Paar von leitungen entlang Bahnen angeordnet werden, die mit der Achse des Rohres 21 fluchten, wobei die einzelnen Leitungen In den Zwischenräumen zwischen benachbarten Fingern der Stützen Γ5ο angeordnet sind, die zu diesem Zweok so an dem Dreht 14 befestigt sind, daß ihre Finger In Längsrichtung

Drehte. 14 »Iteinanaer fluohfn. 9 O 9 8 8 1 / O B 5

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Wenngleich im Verlauf obiger Beschreibung die Anwendung eines zentralen Zuggliedes erörtert wurde, let jedoch klar, defi das gleiche Verfahren dazu benutzt werden kann, ein ummanteltes Natrium-Kabel herzustellen, das kein zentrales Zugglied aufweist, ohne deß eine wesentliche Änderung des benutzten Gerätes erforderlich 1st„ Der auf diese Welse ausgebildete Leiter kann für sich allein in den Fällen verwendet werden, In denen keine hohe Zugfestigkeit gefordert wird, oder eine Anzahl derartiger Leiter können in einem zusammengesetzten oder mehrpaarigen Leiter verwendet weden, der zum Beispiel um einen stärkeren zentralen Draht, z.B* einem Aluminiumumhüllten Draht (d.i. ein Sefeaä Stehlkern mit einer Aluminium-BUlIe), wie in Fig« 11 dargestellt ist, gewickelt sein kann. Aus dieser Figur geht hervor, daß ein verdrillter Leiter mit einem mittleren Drahtstrang 2oo versehen 1st, der von sechs Drähten 2ol umschlossen 1st, die schraubenförmig um den Drehtstrang 2oo angeordnet sind. Der Drahtstrang 2oo besteht aus. einem Aluminlum-umhüllten Draht, während die Drehtetränge 2ol Hatrlum-Stränge darstellen, die von einem Aluminiumrohr gemäß nachstehender Beschreibung ummantelt sind« wobei kein Draht oder ein äquivalentes Glied Verwendet wird. Andere geeignete Kombinationen, die als mehrpaarige oder zusammengesetzteKabel verwendet werden können, sind der Fachwelt bekennt.

Es kttnnen zahlreiche Abänderungen des vorstehend beschriebenen Gerätes vorgenommen werden, ohne das Wesen der Erfindung zu ändern ο Es können i;,B. andere Vorrichtungen, wie etwa die Rollen, zum Versohllessen des Rohres verwendet werden,

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und die vorliegende Erfindung soll nicht auf die in den beigefügten Zeichnungen gezeigte Anordnung beschränkt «ein«. Ale eine weitere Abwandlung der Erfindung ist es ferner möglich, Ewei Bohre in Eoppelenordnung, eines innerhalb dem anderen, eu bringen und isu verschweißen aowle den Zwischenraum mit geschmolzenem He tr ium auszufüllen«

Wenngleich sich ferner die vorliegende Beschreibung auf reines Natrium besieht, eo wird doch bemerkt, daß binäre Legierungen aus Natrium und Kalium, die geringe Mengen an Kalium enthalten, gut geeignet sind« wenn ein Natriumleiter mit einem niedrigeren Schmelzpunkt gewUneoht wirdο Natrium und Kalium bilden ein bei niedrigen Temperaturen βohmeise&ndes Eutektikura, wenn 22,7 Gewichteprozent Hatrium enthalten sind. Me Herabsetzung des Scheelcpunktee von roiiem Natrium (97,5° C) wird auf diese Welse selbst durch kleine Mengen an Kalium stark gefordert. In ähnlicher Weise seIgen binäre Legierungen aus Natrium und Lithium, die nur kleine Mengen en Lithium (bis au etwa 3 Gewichtsprozenten) enthalten, eine abrupte Erhöhung des Schmelzpunktes( 162⁰C bei 3 Gewi elitepro ε ent en Lithium) „ Solche Legierungen sind daher für Zwecke gut geeignet, bei denen ein Natriumleiter mit einem hplierllegenden Schmelzpunkt gewünscht wird.

Im ?slle von Lithium-Leitern können kleine Mengen von Natrium oder Kalium da au benutzt werden, den Schmelzpunkt des Lithiums zu erniedrigen ο Im Fall von Kalzium-Leitern können binäre Llthlumleglorangen und Lithlum-Natrium-Dreistoff-Legierungen verwendet wordene

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Leiters mit einem leitfähigen Kern aus einem alkalischen Metall,, einem Brdaltcali-Mexall oder Legierungen hiervon, und mit einer metallisohen Kem-Umiiantelung, d a d u r c h g e k β η η zeichnet, daß eine unbegrenzte Lange eines metallisohen Ummantelungsmateriala in der form eines Bandes entlang einer vorgegebenen Bahn gesogen und dabei derart bearbeitet wir dp daß das Band durch aufeinanderfolgendes Umbiegen der Längsränder, bis diese aneinander anliegen in eh Rohr verformt, die dabei entstehende Mäht verschlossen ' und das verschlossene Rohr mit dem Kernmaterial beschickt wird, das im geschmolzenen Zustand entlang einer Bahn eingeführt wird, die mit der Achse der Rohr-Bewegungsbahn bis zu einer Stelle länge der Achse ausgerichtet 1st, die hinter der Stelle liegt, an der die Iaht verschwelet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahldraht parallel zu dem Band und aο nahe an dem Band zugeführt wird, daß der Draht in das Rohr elnschließbar 1st, und daß der Draht In der Mitte des Rohres angeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial durch eine Rohrleitung eingeführt wird, und daß der Stahldraht zentral innerhalb des

Rohres durch eine Vorrichtung fixiert wird, die der Rohrleitung

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zugeordnet ist.

4· Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht zentral innerhalb des Rohres durch eine Anzahl von Stutzen fixiert wird« die entlang dem Stahldraht voneinander versetzt angeordnet sind» daß die Stützen Finger aufweisen, die in radialer Richtung abstehen und die Innenfläche des Rohres herühren.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn ~ zeichnet, daß die Finger auf den benachbarten Stützen so ausgerichtet werden, daß ein störender Binfluß auf die Rohrleitung zum Einführen des Kernmaterials vermieden 1st.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2-5» dadurch gekennzeichnet,, daß der Stahldraht Innerhalb des Rohres dadurch zentral fixiert wM, daß er durch eine Hülse hlndurchgef Uhrt wird, die sich entlang der Achse der R hr-BewegungBbahn von einer Stelle aus, an der die Längsränder des Rohres noch nicht aneinander anliegen, bis zu einer Stell· erstreckt , die hinter derjenigen liegt, an der die Iaht verschlossen wird, daß die Hülse mit einem ringförmigen Kanal versehen 1st, der von dem Ende der Hülse, das sich über die Stelle der Verschweißung der Naht hinaus erstreckt, su einer Stelle verläuft, die dicht neben dem anderen Ende der Hülse liegt, und daß mittels einer Zufuhr-Vorrichtung das geschmolzene Kernmaterial in die Hülse eingeführt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ' gekennzeichnet, daß

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Kernaaterial aus Natrium besteht,

8. Verfahren nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche» dad u r c h ge ken η ζ e i e h η β t, daß das Unmantelungs-Material auo Kupfer, Aluminium oder aus Legierungen hiervon besteht.

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