DE1640311B2

DE1640311B2 - Verfahren und Einrichtung zum Herstellen hitze- oder feuerfester Leitungen

Info

Publication number: DE1640311B2
Application number: DE1640311A
Authority: DE
Inventors: Rolf 3012 Langenhagen Waegele
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1966-03-31
Filing date: 1966-03-31
Publication date: 1973-01-04
Also published as: GB1109402A; NL6616708A; NO122535B; AT280383B; US3452434A; DK128870B; CH452620A; GB1109403A; NL6702828A; CH452629A; BE696255A; GB1137451A; DE1640311A1

Description

1 64Ö311

miges Isoliermittel eingeführt wird (britische Patentschrift 671 117). Dieses Verfahren ist recnt aufwendig und gestattet nur kurze Länger! herzustellen.

Es ist auch bereits bekanntgeworden, die Seelen elektrischer Kabel statt eines Bleimantels mit einem Stahlwellmantel zum Schutz der empfindlichen Kabelseele zu versehen. Hierbei wird die Seele von einem längseinlaufenden Stahlband kontinuierlich umhüllt, die Bandkanten verschweißt und anschlie-

Ebcnso ist bei diesen Leitungen darauf zu achten, daß die bei der Zersetzung frei werdenden Oase ungehindert aus der Leitung austreten können, da sonst die Leitung durch den Gasdruck zerstört werden kann. Wenn eine Zersetzung des pastösen Dielektrikums stattgefunden hat, die Leitung also »entgast« ist, kann diese hitzefeste Leitung auch als feuerfeste Leitung benutzt werden, da sie ja nunmehr ein pulverförmiges, hdchtemperaturbelastetes Dielektrikum

ßcnd der so gebildete Mantel gewellt (deutsche Pa- io besitzt.

tentschrift876720). Die Abstandshalter können entweder aus einem

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es keramischen und gesinterten Material oder auch aus

nun, ein Verfahren zu schaffen, das ein kontinuierli- einem kerafnischen Material bestehen, das nur ge-

ches Herstellen hitze- und feuerfester Leitungen in preßt und nicht gebrannt ist. Im ersten Fall ist die

beliebiger Länge gestattet und man darüber hinaus 15 größte axiale Ausdehnung der Abstandshalter so zu

Leitungen erhält, die gut flexibel sind und die über ihre gesamte Länge einen hohen und mindestens nahe/u konstanten Isolationswiderstand zwischen den einzelnen Leitern und den Leitern u.d dem Außen wählen, das sie ungefähr gleich dem lichten Durchmesser des gewellten Rohres ist. Einen derartigen Abstandshalter wird mau zweckmäßigerweise bei Verwendung eines pastenförmigen Dielektrikums

mantel besitzen und darüber hinaus auch leichter als 20 wählen. Bei einer eventuellen Zersetzung des pastodie bisherigen Leitungen sind, sen Dielektrikums in ein pulverföi ;iiiges besitzen

nämlich die Leiter dann durch die Abstandshalter genügend Halt und können nicht in dem nur lose im

5 . ^ö__ _ . ■ r-»: ll.1i J„» AK-

Rohr liegenden Pulver wandern. Dieser Halt der Ab-

band geformtes Rohr gelegt wird, in das vor dem Verschließen ein pasten- oder pulverförmiges Dielektrikum gefüllt wird und das nach dem Verschließen gewellt wird.

Mit diesem Verfahren ist es nunmehr möglich, einodei mehradrige hitze- oder feuerfeste Leitungen in beliebiger Länge herzustellen, die flexibel sind und die durch die Abstandshalter über die gesamte Le>-

Dic Aufgabe wird dadurch gelöst, daß nach dem ertindungsgemäßen Verfahren zuerst au. den oder

die Leiter in bestimmten axialen Abständen Ab- .._ -_o

siandshalter aufgebracht werden, danach um diese 25 Standshalter ist im übrigen so groß, daß auch ganz räumlich so festgelegten Leiter ein aus einem Metdl auf ein weiteres pulverförmiges oder pastenformiges

Dielektrikum verzichtet werden kann.

Bei Verwendung eines pulverförmigen Dielektrikums können Abstandshalter aus keramischem Material benutzt werden, die entweder gesintert oder nur gepreßt und nicht gebrannt sind. Der Vorteil eines Abstandshalter, der nur gepreßt und nicht gebrannt ist, besteht darin, daß dieser Abstandshalter

_o beim Wellvorgang zu Pulver zerquetscht wird und

t::ngslänge einen nahezu konstanten IsoTationswider- 35 sich damit eine Leitung ergibt, die ein homogenes stand t .-sitzen. Durch die Einfachheit des Verfahrens Dielektrikum besitzt und sehr flexibel ist; im ¹^"-— bei den oben geschilderten Verfahren mußte beim satz hierzu ist eine Leitung mit festen Abstandsnal-Herunterziehen oft noch zwischer.geglüht werden, tern weniger gut flexibel, liegt aber immer noch über damit das metallische Material nicht zu hart und da- dem Durchschnitt der Flexibilität der bekannten Leimit brüchig wurde — kann schließlich der Durchsatz 40 tungen. Damit ein Zerquetschen der Abstandshalter wesentlich c. iiünt werden. während des Wellvorgangs möglich ist. sollte der Ab-

Das für die Leitungen zu wählende Dielektrikum Standshalter in seiner größten radialen Ausdehnung hangt nun im wesentlichen von den von der Leitung nahezu gleich dem lichten Durchmesser des ungezu fordernden Eigenschaften ab. So weraen von einer wellten Rohres gemacht werden. Damit vcrscnlccnfeuerfesten Leitung unter anderem folgende Bedin- 45 tcrt sich jedoch das Einfüllen des pulvenormigen u-igen gefordert: Die Leitung soll unbrennbar sind Dielektrikums, so daß diese Abstandshalter entweder

eine von der Kreisform abweichende Gestalt, also beispielsweise eine dreiecktörmige Gestalt, besitzen sollten oder daß im radialen Querschnitt achsparal-

gungen gefordert: Die Leitung
und soll kurzfristig Temperaturen bis ungefähr K)(M) C aushalten können. Demgegenüber haben hitzefeiite Leitungen Temperaturen nur bis ungefähr

300 bis 400 C abzuhalten; ebenso wird die Bedin- 50 Icle Bohrungen vorhanden sind, so daß das pulver-

lung, daß die Leitung unbrennbar sein soll, nicht gefordert.

Demgemäß benutzt n;an als Dielektrikum für feuerfeste Leitungen am zweckmäßigsten die bekannten, hochtemperaturbeständigen Metalloxyde, wie beispielsweise Magnesiumoxyd, Zirkonoxyd, Thoriumdioxyd u. dgl. mehr, oder auch Siliziumdioxyd in kristalliner Form, also Quarzsand. Soll die Leitung dagegen nur hitzefest sein, so kann vorteilhafterweise

förmigc Dielektrikum durch li.ese Aussparungen oder Bohrungen hindurchrieseln kann. In gleicher Weise ist auch eine Vereinigung von Aussparungen und Bohi ;ngen möglich.

Die axiale Länge der Abstandshalter ist relativ unkritisch, jedoch empfiehlt es sich, die Länge ungeflihr gleich dem Doppelten bis Dreifachen der Entfernung zweier benachbarter Wellentäler oder -berge des Wellrohres zu wählen. Dadurch erhält man einmal

auch ein pastenformiges Dielektrikum gewählt wer- 60 für die Abstandshalter eine breite Auflagefläche, die den. Hierbei ist iedocii darauf zu achten, daß das insbesondere bei der Verwendung von Abstandshal-Diclektrikum einen solchen chemischen Aufbau hat, tern aus gepreßtem und ungebranntem keramischem daß es bei einer eventuellen Temperaturüberlastung Material zur Druckaufnahme notwendig ist, zum an- und einer dadurch bedingten Zersetzung keine elek- deren ist bei dieser Abstandshalterlänge eine gute trisch leitenden Rückstände bildet. Man benutzt da- 65 Flexibilität der Leitung gewährleistet,
her am zweckmäßigsten als pastenformiges Dielcktri- Dor Abstand der einzelnen Abstandshalter sollte

kum pastöse Silikonderivate, da diese bei einer Zer- nicht zu groß gewählt werden, da sonst die durch die Setzung in isolierendes Siliziumdioxyd zerfallen. Abstandshalter gebildeten Kammern ein zu großes

Fassungsvermögen besitzen und also bei der Montage zu große Mengen an pulverförmigem Dielektrikum aus dem Rohr herausrieseln können. Ein zu kleiner Abstand zieht allerdings eine Verschlechterung der Flexibilität nach sich, so daß nm vorteilhaftesten der Zwischenraum zwischen zwei Abstandshaltern ungefähr gleich der Länge der Abstandshalter genommen wird. Darüber hinaus kann man, um ein Nachrieseln des pulverförmigen Dielektrikums aus den benachbarten Kammern zu verhindern, dem pulverförmigen Dielektrikum einen die Konsistenz des Pulvers erhöhenden Zusatz beigeben. Vorzugsweise verwendet man hierzu Silikonöl, das bei hohen Temperaturen nur wenig gast.

Für das die Leiter umschließende metallische Rohr benutzt man vorteilhafterweise ein temperaturbeständiges Metall, wie z.B. zunderfreien oder legierten Stahl oder eloxiertes Aluminium. Auch Kupfer kann verwendet werden, insbesondere bei hitzebeständigen Leitungen. Das metallische Rohr kann schließlich noch gegen Korrosion u. dgl. mit einer Schicht aus Glasfasern, Asbest oder aus einem Kreide- oder Kaolingemisch geschützt werden.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ausübung des oben geschilderten Verfahrens. Diese Einrichtung besteht aus einer Kombination von an sich bekannten Einzelelementen, nämlich aus einer das Metallband zu einem Rohr verformenden Verformstufc, einer das Schlitzrohr mit Dielektrikum füllenden Füllstufe, einer Einrichtung, die das mit dem Dielektrikum gefüllte Schlitzrohr verschließt, z.B. eine Schweißeinrichtung, einem Abzug, vorzugsweise einem Spannbakkenabzug und einer Welleinrichtung, die das verschlossene Rohr wellt. Diese Einrichtung ist bei Verwendung von pastenförmigen Dielektrika benutzbar, während man bei Verwendung von pulverförmigem Dielektrikum die gesamte Anordnung zweckmäßigerweise unter einem Winkel zum gewachsenen Boden anordnet; durch diese Lage ist gewährleistet, daß das

ίο pulverförmige Dielektrikum beim Herstellungsprozeß gut in das Rohr rieselt und sich im Rohr selbst gut aufschütten läßt.

Eine mit einer wie zuletzt beschriebenen Einrichtung hergestellte Leitung ist als Ausführungsbeispiel in zum Teil schematischer Darstellung in den F i g. 1 und 2 dargestellt.

Die F i g. 1 zeigt dabei in einem Längsschnitt ein gewelltes Rohrl, in dem sich die einzelnen Leiter 2 befinden. Die Leiter 2 sind durch Abstandshalter 3,

ao hier z.B. aus einem keramischen und gesinterten Material, in ihrer räumlichen Lage fixiert. In den Zwischenräumen befindet sich das pulverförmige Dielektrikum 4. In dem in F i g. 2 dargestellten Querschnitt durch die Leitung ist wiederum mit 1 das ge-

as wellte Rohr und mit 3 der Abstandshalter bezeichnet. In diesem befinden sich Bohrungen 5, in denen die Leiter 2 liegen. Die längsaxialen Schlitze 6 dienen dazu, einen Zugang für die Leiter ζυ den Bohrungen 5 zu erhalten. Anstatt des pulverförmigen Di-

elektrikums kann auch ein pastenförmiges verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

2 erner das Schutzrohr mit Dielektrikum fül- Patentansprüche: ffell(fen FBllgttif^,

1. Verfahren zum Herstellen ein-oder mehrad- 3. einer das Schutzrohr verschließenden Einriger hitze- oder feuerfester Leitungen, bei denen richtung,

die einzelnen Leiter innerhalb eines metallischen 5 4. einem Abzug, vorzugsweise einem Spann-Rohres angeordnet sind, in dem sich pulverförmi- backenabzug, ges Dielektrikum befindet, dadurch ge- 5. einer Welleinrichtung kennzeichnet, daß zuerst auf den oder die in Tandem hintereinander. Leiter in bestimmten axialen Abständen Ab- 12. Einrichtung nach Anspruch 11 für die Herstandshalter aufgebracht werden, danach um io stellung von Leitungen mit einem pulverförm gen diese räumlich so festgelegten Leiter ein aus DiHektrikum, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Metallband geformtes Rohr gelegt wird, ld gesamte Einrichtung in einer in einem spitzen das kurz vor dem Verschließen ein pasten- oder Winkel zum gewachsenen Boden liegenden pulverförmiges Dielektrikum gefüllt wird und das Ebene angeordnet ist. nach dem Verschließen gewellt wird. 15

2. Verfahren nacli Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichrc . daß als pulverförmiges Dielektri-

kum ein Metalloxyd, vorzugsweise Magnesiumoxyd, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichkennzeichnet, daß als pulverförmiges Dielektri- tungen zum kontinuierlichen Herstellen ein- oder kum Quarzsand verwendet wird. mehradriger hitze- oder feuerfester Leitungen, bei

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis denen die einzelnen Leiter innerhalb eines metalli-3, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem polver- sehen Rohres angeordnet sind und sich innerhalb des förmigen Dielektrikum ein die Konsistenz des 25 Rohres pulverförmiges Dielektrikum befindet.
Pulvers verbessernder Zusatz, vorzugsweise SiIi- Es sind zur Herstellung solcher Leitungen, insbekonöl, zugepehen wird. sondere von Leitungen mit einem pulverförmigen

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Dielektrikum, verschiedene Verfahren bekanntgekennzeichnet, daß als pasumförmiges Dielekiri- worden. So werden beispielsweise bei einem Verfahkum ein Silikonderivat, vorzugsweise Silikon- 30 ren die Leiter mit Magnesiumstreifen umwickelt unü kautschuk, verwendet wird. in das Rohr eingebracht, dann wird ein Wasser-

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis dampfstrom durch das Rohr geleitet, so daß sich das 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus keramischem Magnesium in Magnesiumoxyd umwandelt, dns aufMaterial gesinterte Abstandshalter aufgebracht quillt und die noch leeren Zwischenräume zwischen werden, deren größte radiale Ausdehnung unge- 35 dem Rohr und den Leitern -iusfüllt. Der Nachteil fähr gleich dem lichten Innendurchmesser des ge- dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß einmal wellten Rohres ist. keine kontinuierliche Fertigung möglich ist und zum

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis anderen nur bestimmte Leitungslängen hergestellt 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem kera- werden können. Darüber hinaus ist eine so gefertigte mischen Material gepreßte und ungebrannte Ab- 4° Leitung sehr biegesteif.

Standshalter aufgebracht werden, deren radialer Bei einem anderen bekanntgewordenen Verfahren,

Querschnitt eine von der Kreisform abweichende dargelegt in der deutschen Patentschrift 490 582,

Gestalt und/oder achsparallele Bohrungen be- werden rohrförmige Leiter mit einem metallischen

sitzt und deren größte radiale Ausdehnung unge- Rohr umgeben und der Zwischen.aum zwischen Lei-

fähr gleich dem lichten Durchmesser des unge- 45 ter und Rohr mit einem festen keramischen Dielek-

wellten Rohres ist. trikum ausgefüllt. Danach wird die gesamte Anord-

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis nung durch Rundhämmern oder Herunterziehen auf

7, dadurch gekennzeichnet, daß als axiale Länge den gewünschten Querschnitt gebracht. Hierbei wird der Abstandshalter ungefähr das Doppelte bis das feste keramische Dielektrikum zertrümmert und Dreifache der Entfernung zweier benachbarter 50 so weit verdichtet, daß beim Herunterziehen sich so-Wellentäler oder -berge des Wellrohres gewählt wohl der Durchmesser des Außenrohres als auch die wird. Durchmesser der rohrförmigen Leiter vermindern.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Bei diesem Verfahren können sich jedoch während

8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshal- des Ziehvorgangs od. dgl. die rohrförmigen Leiter in ter mit einem axialen Zwischenraum, der unge- 55 dem pulverisierten Dielektrikum verlagern, so daß fähr gleich der Länge der Abstandshalter ist, auf- die Isolationswiderstände zwischen den einzelnen gebracht werden. Leitern unerwünscht klein werden können. Darüber

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis hinaus können wiederum nur bestimmte Leitungslän-

9, dadurch gekennzeichnet, daß für das metalli- gen hergestellt werden; schließlich sind auch die Leische Rohr ein temperaturbeständiges Metall, vor- 60 tungen sehr biegesteif und relativ schwer,
zugsweise ein zunderfreier Stahl, verwendet wird. Weiterhin ist es bekannt, Heizelemente, die aus

11. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens einem mit einem Dielektrikum gefüllten Metallrohr gemäß Anspruch 1 unter Verwendung eines pa- und einer durch isolierende Abstandshalter in ihrer stenförmigen Dielektrikums, gekennzeichnet Lage gehaltenen Heizspirale bestehen, dadurch herdurch die Kombination folgender an sich bekann- 65 zustellen, daß zunächst die Abstandshalter auf der ter Einzelelemente: Heizspirale befestigt werden, dann in ein senkrecht

1. einsr das Metallband zum Rohr verformen- gestelltes vorgefertigtes Rohr eingeführt werden (bri-

den Verformstufe, tische Patentschrift 356 586) und dann ein pulverför-