DE102013001222A1 - Method for manufacturing of stranded conductor from e.g. electric cable for transmitting electrical energy, involves pulling conductor blank to required end cross-section, and subsequently subjecting drawn fiber to annealing process - Google Patents

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Abstract

The method involves twisting number of output wires (1) together. A conductor blank (4) is pulled to the required end cross-section. The drawn fiber (9) is subsequently subjected to an annealing process. The conductor blank having mutually different speeds rotations is introduced. The pulling machine (8) is equipped with cross-sectional tapering elements. Independent claims are included for the following: (1) device for manufacture of stranded conductor from output wires; and (2) stranded conductor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Leitern aus Ausgangsdrähten, insbesondere für elektrische Kabel. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Herstellen von Leitern aus Ausgangsdrähten, insbesondere für Kabel, vorzugsweise zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen mehrdrähtigen Leiter.The invention relates to a method for producing conductors from output wires, in particular for electrical cables. The invention further relates to a device for producing conductors from output wires, in particular for cables, preferably for carrying out the aforementioned method. The invention further relates to a stranded conductor.

Kabel dienen dem Übertragen von elektrischer Energie. Kabel müssen dabei Witterungseinflüssen Stand halten, auch gegenüber allen anderen Bedingungen eine hohe Standzeit aufweisen. Darüber hinaus sollen sie elektrische Energie mit möglichst geringen Leitungsverlusten übertragen können.Cables are used to transfer electrical energy. Cables must be able to withstand the effects of the weather and have a long service life compared to all other conditions. In addition, they should be able to transmit electrical energy with the lowest possible line losses.

Leiter für Kabel bestehen aus mehreren Drähten. Im Stand der Technik werden Drähte aus Kupfer oder Aluminium zunächst gezogen, anschließend werden diese geglüht. Durch das Glühen wird eine Kaltverfestigung der Drähte rückgängig gemacht. Anschließend werden die Drähte zu einem Leiter verseilt, dabei findet häufig eine Kompaktierung des Seilverbundes statt.Conductors for cables consist of several wires. In the prior art wires of copper or aluminum are first pulled, then they are annealed. The annealing reshapes the strain hardening of the wires. Subsequently, the wires are stranded into a ladder, this often takes place compaction of the cable network.

Nach dem Schritt des Glühens wird im Stand der Technik eine optimierte spezifische Leitfähigkeit des Leitermaterials erreicht. Durch die nachfolgende Verseilung und gegebenenfalls Kompaktierung wird die spezifische Leitfähigkeit des Leitermaterials wieder verschlechtert. Aufgrund dieser bekannten Verschlechterung wird im Stand der Technik mehr Leitermaterial verwendet, um auf die von der einschlägigen Norm geforderte absolute Leitfähigkeit des Leiters zu kommen.After the step of annealing, an optimized specific conductivity of the conductor material is achieved in the prior art. As a result of the subsequent stranding and, if appropriate, compaction, the specific conductivity of the conductor material is worsened again. Due to this known deterioration, more conductor material is used in the prior art in order to come to the required by the relevant standard absolute conductivity of the conductor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, mit der mit weniger Materialeinsatz ein Leiter mit hoher spezifischer Leitfähigkeit hergestellt werden kann.The invention has for its object to provide a method of the type mentioned and a device of the type mentioned, with the use of less material, a conductor with high specific conductivity can be produced.

Hinsichtlich des Verfahrens ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Abfolge nachfolgender Schritte:

  • – mehrere Ausgangsdrähte werden miteinander verseilt,
  • – der soweit vorliegende Rohleiter wird auf den geforderten Endquerschnitt gezogen, und
  • – der gezogene Leiter wird anschließend einem Glühprozess unterworfen.
With regard to the method, this object is achieved according to the invention by the sequence of the following steps:
  • - several output wires are stranded together,
  • - The existing raw conductor is pulled to the required end cross-section, and
  • - The drawn conductor is then subjected to an annealing process.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Glühprozess, der für das Ausbilden einer optimierten spezifischen Leitfähigkeit verantwortlich ist, an das Ende des Herstellungsprozesses gestellt. Erfindungsgemäß werden nämlich die Ausgangsdrähte miteinander verseilt und anschließend auf den geforderten Endquerschnitt gezogen. Das Ziehen erfolgt somit vor dem Glühen, eine nachteilige Beeinflussung der Leitfähigkeit der Drähte durch den Ziehprozess kann in diesem Stadium hingenommen werden, der Glühprozess anschließend führt zur Optimierung der spezifischen Leitfähigkeit.In the method according to the invention, the annealing process, which is responsible for the formation of an optimized specific conductivity, is placed at the end of the manufacturing process. According to the invention namely the output wires are stranded together and then pulled to the required end cross-section. The drawing thus takes place before the annealing, an adverse effect on the conductivity of the wires by the drawing process can be accepted at this stage, the annealing process subsequently leads to the optimization of the specific conductivity.

Da somit keine Verluste ausgeglichen werden müssen, ist es auf vorteilhafte Weise nicht erforderlich, am Anfang mehr Material zuzugeben. Vielmehr wird aufgrund des Ziehens der Rohdrähte ein kompakter Leiter erzielt, dessen Durchmesser und Materialmenge geringer ist als im Stand der Technik, der aber die gleiche absolute Leitfähigkeit aufweist. Der absolute Widerstand des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Leiters entspricht dem absoluten Widerstand des Leiters nach dem Stand der Technik, wobei der Durchmesser des erfindungsgemäßen Leiters verringert ist. Das Ziehen der Ausgangsdrähte bringt höhere Verdichtungsgrade als das Kompaktieren eines bereits verseilten Leiters.Since thus no losses have to be compensated, it is advantageously not necessary to add more material at the beginning. Rather, due to the pulling of the raw wires, a compact conductor is achieved whose diameter and amount of material is less than in the prior art, but which has the same absolute conductivity. The absolute resistance of the conductor produced by the method according to the invention corresponds to the absolute resistance of the conductor according to the prior art, wherein the diameter of the conductor according to the invention is reduced. The pulling of the output wires brings higher degrees of compaction than the compacting of an already stranded conductor.

Das Ziehen des Rohleiters kann nach einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter gleichzeitigem Einbringen von Drehungen des Rohleiters erfolgen. Die Ausgangsmaterialien aus Kupfer oder Aluminium können Durchmesser von z. B. 8 bis 16 mm aufweisen. Sie werden vor diesem Ziehen auf einer geeigneten Maschine so verseilt, dass der Aufbau und die Verseilschlaglänge der Endverseilschlaglänge verkürzt um des Verlängerungsverhältnis des anschließenden Ziehens entsprechen. Während des Ziehens des Rohleiters wird noch eine Verlängerung der Verseilschlaglänge eintreten.The pulling of the tube can be carried out according to a first embodiment of the method according to the invention with simultaneous introduction of rotations of the tube. The starting materials of copper or aluminum may have diameters of z. B. 8 to 16 mm. Before being pulled on a suitable machine, they are stranded in such a way that the construction and the stranding length of the final stranding length are shortened by the extension ratio of the subsequent drawing. During the pulling of the tube, an extension of the stranding length will occur.

Speziell für sogenannte Sektorleiter eine (der Grundverseilung übergelagerte) Vordrallierungsverseilung einzubringen, kann beim Ziehen des Rohleiters ein Drehen der Verjüngungselemente erfolgen. In voneinander verschiedenen Abschnitten der Ziehmaschine können mit voneinander verschiedenen Geschwindigkeiten sogenannte Vordrallierungsdrehungen eingebracht werden.Especially for so-called sector ladder to introduce a (the basic stranding superimposed) Vorrallierungsverseilung, can take place when pulling the tube a turning of the taper elements. In mutually different sections of the drawing machine so-called Vordrallierungsdrehungen can be introduced with mutually different speeds.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, für die selbstständiger Schutz beansprucht wird, zeichnet sich dadurch aus, dass sie zumindest eine Ziehmaschine für den verseilten Rohleiter umfasst.The device according to the invention, for which independent protection is claimed, is characterized in that it comprises at least one drawing machine for the stranded raw conductor.

Das Leiterseil kann in einer Ziehmaschine optimal gezogen werden, quasi 100% Verdichtungsgrad wird erreicht. Die Ziehmaschine kann dabei mit einer Abfolge von Verjüngungswerkzeugen und jeweils schnelleren Ziehelementen ausgestattet sein. Als Verjüngungswerkzeuge können Walzen, Hartmetall- oder Diamantbeschichtete Verdichtungswerkzeuge dienen. Zum Einbringen von Vordrallierungsdrehungen in den Rohleiter können Dreheinbringungselemente vorgesehen sein, welche mit Antrieben für voneinander verschiedene Drehgeschwindigkeiten ausgerüstet sind.The conductor can be pulled optimally in a drawing machine, quasi 100% degree of compaction is achieved. The drawing machine can be equipped with a sequence of tapering tools and each faster drawing elements. Rejuvenating tools may be rollers, cemented carbide or diamond coated compacting tools. For introducing Vorrallierungsdrehungen in the crude conductor Dreheinbringungselemente may be provided which are equipped with drives for mutually different rotational speeds.

Ein mehrdrähtiger Leiter, für den gleichfalls selbstständiger Schutz beansprucht wird, insbesondere für Kabel, ist gekennzeichnet durch eine Kombination von fast vollständiger Kompaktierung und idealen Materialkennwerten insbesondere hinsichtlich seiner spezifischen Leitfähigkeit. Durch das zunächste Verseilen und Ziehen und das anschließende Glühen wird ein sehr kompakter Leiter hergestellt, der darüber hinaus hohe Materialkennwerte aufweist. Dies betrifft insbesondere die spezifische Leitfähigkeit, so dass dieser Leiter hervorragende Verwendungseigenschaften hat. Darüber hinaus ist er kompakt abgemessen.A stranded conductor for which self-contained protection is also claimed, in particular for cables, is characterized by a combination of almost complete compaction and ideal material characteristics, in particular with regard to its specific conductivity. By the first stranding and drawing and the subsequent annealing a very compact conductor is produced, which also has high material properties. This particularly concerns the specific conductivity, so that this conductor has excellent use properties. In addition, it is compact.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:An embodiment of the method according to the invention and an embodiment of the device according to the invention are shown in the drawing. Show it:

1: einen ersten Abschnitt des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der dazu notwendigen Vorrichtung, 1 : a first section of the method according to the invention with the device necessary for this,

2: einen zweiten Abschnitt des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der dazu notwendigen Vorrichtung, 2 : a second section of the method according to the invention with the device necessary for this,

3: einen ersten Teilaspekt des Verfahrens anhand eines konkret dargestellten Leiters, 3 : a first partial aspect of the method on the basis of a specifically represented leader,

4: ein Querschnittbild des Leiters gemäß 3, 4 a cross-sectional image of the conductor according to 3 .

5: ein weiterer Verfahrensschritt anhand des Leiters gemäß 3, 5 a further method step based on the conductor according to 3 .

6: ein Querschnittbild des Leiters gemäß 5, 6 a cross-sectional image of the conductor according to 5 .

7: schematische Seitenansichten von Vorrichtungsteilen, und 7 : schematic side views of device parts, and

8: eine weitere Ansicht eines Vorrichtungsteils. 8th : another view of a device part.

1 zeigt mehrere Ausgangsdrähte 1, welche von Coils 2 abgewickelt werden. Diese Drähte 1 werden dem ersten Verfahrensschritt „Verseilen” zugeführt, dabei wird eine Verseileinrichtung 3 eingesetzt. Der so hergestellte Rohleiter 4 wird anschließend in einer Aufwickeleinrichtung 5 aufgewickelt. 1 shows several output wires 1 , which of coils 2 be handled. These wires 1 are fed to the first process step "stranding", this is a stranding 3 used. The crude conductor thus produced 4 is subsequently in a winding device 5 wound.

2 zeigt links einen Abwickler 6, von dem der Rohleiter 4 gegebenenfalls über einen Speicher 7 abgewickelt wird und dem zweiten Verfahrensschritt „Ziehen” zugeführt wird. Dafür steht eine Ziehmaschine 8 bereit. Der aus der Ziehmaschine 8 heraustretende Leiter 9 wird anschließend dem dritten Verfahrensschritt „Glühen” unterworfen, dazu dient eine Glüheinrichtung 10. Wieder über einen Speicher 7 erfolgt das Aufwickeln des Leiters 9 auf einen Aufwickler 5'. 2 shows an unwinder on the left 6 from which the raw conductor 4 optionally via a memory 7 is unwound and the second step "drawing" is supplied. That's what a drawing machine stands for 8th ready. The one from the drawing machine 8th emergent ladder 9 is then subjected to the third step "annealing", this is a Glüheinrichtung 10 , Again about a memory 7 the winding of the conductor takes place 9 on a rewinder 5 ' ,

3 zeigt mehrere Ausgangsdrähte 1. Diese werden in der Verseileinrichtung 3 beispielsweise mit Schlag verseilt, so dass sich der Rohleiter 4 ergibt. 3 shows several output wires 1 , These are in the stranding device 3 for example, twisted with a blow, so that the raw conductor 4 results.

4 zeigt den Rohleiter 4 in einer Schnittdarstellung. Bei dem in 3 und 4 gezeigten Rohleiter 4 liegt eine Verseilung mit gegenläufigem Schlag auf den einzelnen Lagen vor. Der Rohleiter 4 hat einen runden Querschnitt. Andere Schläge sowie andere Querschnitte können möglich sein. 4 shows the raw conductor 4 in a sectional view. At the in 3 and 4 shown raw conductor 4 there is a stranding with opposite impact on the individual layers. The raw conductor 4 has a round cross section. Other impacts and other cross sections may be possible.

5 zeigt links den Rohleiter 4 und rechts den Leiter 9 nach Durchlaufen der hier zusammengefasst dargestellten Zieh- und Glüheinrichtung 8 und 10. Beim Ziehen verringert sich der Querschnitt des Leiters 9, die Länge der einzelnen Abschnitte vergrößert sich. 5 shows the raw conductor on the left 4 and on the right the leader 9 after passing through the drawing and glowing device summarized here 8th and 10 , When pulling, the cross-section of the conductor decreases 9 , the length of each section increases.

6 zeigt den Querschnitt des Leiters 9. Seine Querschnittsgestaltung hat sich durch das Ziehen und der dabei auftretenden Walzvorgänge verändert. 6 shows the cross section of the conductor 9 , Its cross-sectional design has changed due to the drawing and the rolling processes involved.

7 zeigt den Ziehprozess, in dem zwei Walzen 11 auf den Rohleiter 4 einwirken und diese zu dem Leiter 9 formen. Drehrichtungen der Walzen 11 sowie Ziehrichtung des Leiters 9 sind durch Pfeile gekennzeichnet. 7 shows the drawing process, in which two rolls 11 on the raw conductor 4 act and this to the leader 9 to shape. Turning directions of the rollers 11 as well as pulling direction of the conductor 9 are indicated by arrows.

Durch den Pfeil 12 in 8 ist angedeutet, dass ein Ziehwerkzeug gedreht werden kann, um einen Vordrallierungs-Verseilschlag in den Leiter 9 einzubringen. Das in 8 dargestellte Werkzeug ist ein Drehungseinbringungselement 13.By the arrow 12 in 8th For example, it is suggested that a pull tool may be rotated to provide a pre-twisted stranding into the conductor 9 contribute. This in 8th The illustrated tool is a rotation-introducing element 13 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Ausgangsdrahtoutput wire
22
Coilcoil
33
Verseileinrichtungstranding
44
Rohleiterraw conductor
5, 5'5, 5 '
Aufwickeleinrichtungtakeup
66
Abwicklerliquidator
77
SpeicherStorage
88th
Ziehmaschinedrawing machine
99
Leiterladder
1010
Glüheinrichtungglow device
1111
Walzeroller
1212
Pfeilarrow
1313
DrehungseinrichtungselementRotation device element

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen von Leitern aus Ausgangsdrähten insbesondere für elektrische Kabel, umfassend nachfolgende Schritte: – mehrere Ausgangsdrähte (1) werden miteinander verseilt, – der soweit vorliegende Rohleiter (4) wird auf den geforderten Endquerschnitt gezogen und – der gezogene Leiter (9) wird anschließend einem Glühprozess unterworfen.Method for producing conductors from output wires, in particular for electrical cables, comprising the following steps: - several output wires ( 1 ) are stranded together, - the present as far as raw conductor ( 4 ) is pulled to the required end cross-section and - the drawn conductor ( 9 ) is then subjected to an annealing process. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehen des Rohleiters (4) unter gleichzeitigem Einbringen von Drehungen des Rohleiters (4) erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the pulling of the tube ( 4 ) with simultaneous introduction of rotations of the tube ( 4 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in voneinander verschiedenen Abschnitten des Rohleiters (4) mit voneinander verschiedenen Geschwindigkeiten Drehungen eingebracht werden.A method according to claim 2, characterized in that in different sections of the pipe ( 4 ) are introduced at mutually different speeds rotations. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchlaufglühen bei einer Temperatur von (bei Kupfer) etwa 700–800°C/(bei Aluminium) 300–400°C erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a continuous annealing at a temperature of (in the case of copper) takes place about 700-800 ° C / (in the case of aluminum) 300-400 ° C. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem separaten Schritt ein Einsatzglühen bei einer Temperatur von (bei Kupfer) ca. 300°C bzw. (bei Aluminium) ca. 200°C erfolgt.A method according to claim 4, characterized in that in a separate step, a batch annealing at a temperature of (for copper) about 300 ° C or (in the case of aluminum) 200 ° C. Vorrichtung zum Herstellen von Leitern aus Ausgangsdrähten insbesondere für Kabel, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine Ziehmaschine (8) für den verseilten Rohleiter (4) umfasst.Device for producing conductors from output wires, in particular for cables, preferably for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises at least one drawing machine ( 8th ) for the stranded raw conductor ( 4 ). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziehmaschine (8) mit Querschnittsverjüngungselementen (11) ausgerüstet ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the drawing machine ( 8th ) with cross-sectional taper elements ( 11 ) is equipped. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziehmaschine (8) mit Drehungseinbringelementen (13) ausgerüstet ist.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the drawing machine ( 8th ) with rotation introduction elements ( 13 ) is equipped. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehungseinbringelemente (13) mit Antrieben für voneinander verschiedene Drehgeschwindigkeiten ausgerüstet sind.Apparatus according to claim 8, characterized in that the rotation Einbringelemente ( 13 ) are equipped with drives for mutually different rotational speeds. Mehrdrähtiger Leiter insbesondere für Kabel, gekennzeichnet durch, eine Kombination von fast vollständiger Kompaktierung und idealen Materialkennwerten insbesondere hinsichtlich seiner spezifischen Leitfähigkeit.Multistranded conductor, in particular for cables, characterized by a combination of almost complete compaction and ideal material characteristics, in particular with regard to its specific conductivity.
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