Herstellungsprozess von elektrischen Drähten und Kabeln

Detaillierte Erläuterung des Herstellungsprozesses von elektrischen Drähten und Kabeln

Elektrische Drähte und Kabel sind wesentliche Bestandteile des modernen Lebens und werden überall verwendet, vom Haushalt bis zur Industrie. Aber haben Sie sich jemals gefragt, wie sie hergestellt werden? Ihr Herstellungsprozess ist faszinierend und umfasst mehrere präzise Schritte, angefangen beim Leiter über den schichtweisen Aufbau bis zum fertigen Endprodukt. Schauen wir uns einmal genauer an, wie Drähte und Kabel auf einfache und schrittweise Weise hergestellt werden.

1. Einführung

Elektrische Drähte und Kabel werden hergestellt, indem verschiedene Materialien wie Isolierung, Abschirmungen und Schutzschichten um einen Leiter gewickelt werden. Je komplexer die Verwendung des Kabels ist, desto mehr Schichten hat es. Jede Schicht hat einen bestimmten Zweck, z. B. den Schutz des Leiters, die Gewährleistung der Flexibilität oder die Abschirmung vor äußeren Beschädigungen.

2. Wichtige Herstellungsschritte

Schritt 1: Ziehen von Kupfer- und Aluminiumdrähten

Der Prozess beginnt mit dicken Kupfer- oder Aluminiumstäben. Diese Stäbe sind zu groß, um sie so zu verwenden, daher müssen sie gedehnt und dünner gemacht werden. Dies geschieht mithilfe einer sogenannten Drahtziehmaschine, die die Metallstäbe durch mehrere kleinere Löcher (Matrizen) zieht. Jedes Mal, wenn der Draht durch ein Loch geführt wird, wird sein Durchmesser kleiner, seine Länge größer und er wird stärker. Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, da die dünneren Drähte bei der Herstellung von Kabeln einfacher zu verarbeiten sind.

Schritt 2: Glühen (Erweichen der Drähte)

Nach dem Ziehen können die Drähte etwas steif und spröde werden, was für die Herstellung von Kabeln nicht ideal ist. Um dies zu beheben, werden die Drähte in einem Prozess namens Glühen erhitzt. Durch diese Wärmebehandlung werden die Drähte weicher, flexibler und lassen sich leichter verdrehen, ohne zu brechen. Ein wichtiger Teil dieses Schritts besteht darin, sicherzustellen, dass die Drähte beim Erhitzen nicht oxidieren (eine Rostschicht bilden).

Schritt 3: Verseilen des Leiters

Anstatt einen einzigen dicken Draht zu verwenden, werden mehrere dünne Drähte miteinander verdrillt, um den Leiter zu bilden. Warum? Denn Litzen sind viel flexibler und lassen sich bei der Installation leichter biegen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Drähte zu verdrillen:

• Regelmäßiges Verdrehen:Ein einfaches Twist-Muster.
• Unregelmäßiges Verdrehen:Beinhaltet Bündeldrehen, konzentrisches Drehen oder andere spezielle Methoden für spezifische Anwendungen.

Manchmal werden die Drähte in Formen wie Halbkreise oder Fächer zusammengedrückt, um Platz zu sparen und die Kabel kleiner zu machen. Dies ist besonders nützlich für Stromkabel, bei denen der Platz begrenzt ist.

Schritt 4: Isolierung hinzufügen

Im nächsten Schritt wird der Leiter mit einer Isolierung, meist aus Kunststoff, ummantelt. Diese Isolierung ist sehr wichtig, da sie das Austreten von Strom verhindert und die Sicherheit gewährleistet. Der Kunststoff wird geschmolzen und mithilfe einer Maschine fest um den Leiter gewickelt.

Die Qualität der Isolierung wird auf drei Dinge überprüft:

1. Exzentrizität:Die Dicke der Isolierung muss rund um den Leiter gleichmäßig sein.
2. Glätte:Die Oberfläche der Isolierung sollte glatt und frei von Unebenheiten, Verbrennungen oder Verunreinigungen sein.
3. Dichte:Die Isolierung muss fest sein und darf keine winzigen Löcher, Blasen oder Lücken aufweisen.

Schritt 5: Formung des Kabels (Verkabelung)

Bei mehradrigen Kabeln (Kabeln mit mehr als einem Leiter) werden die isolierten Adern zu einer runden Form zusammengedreht. Dies erleichtert die Handhabung des Kabels und sorgt dafür, dass es kompakt bleibt. In diesem Schritt werden zwei zusätzliche Aufgaben erledigt:

• Füllung:Hohlräume zwischen den Drähten werden mit Materialien gefüllt, um das Kabel rund und stabil zu machen.
• Bindung:Die Drähte sind fest miteinander verbunden, um ein Lösen zu verhindern.

Schritt 6: Hinzufügen der Innenhülle

Zum Schutz der isolierten Drähte wird eine Schicht namens Innenmantel hinzugefügt. Dies kann entweder eine extrudierte Schicht (eine dünne Kunststoffbeschichtung) oder eine gewickelte Schicht (ein Polstermaterial) sein. Diese Schicht verhindert Schäden bei den nächsten Schritten, insbesondere beim Hinzufügen einer Panzerung.

Schritt 7: Panzerung (Schutz hinzufügen)

Bei Kabeln, die unter der Erde oder in rauen Umgebungen eingesetzt werden, ist eine Armierung unerlässlich. Dieser Schritt fügt eine mechanische Schutzschicht hinzu:

• Stahlbandpanzerung:Schützt vor Druck durch schwere Lasten, beispielsweise wenn das Kabel unter der Erde verlegt wird.
• Stahldrahtbewehrung:Wird für Kabel verwendet, die sowohl Druck- als auch Zugkräften standhalten müssen, wie sie beispielsweise unter Wasser oder in vertikalen Schächten verlegt werden.

Schritt 8: Außenmantel

Der letzte Schritt ist das Anbringen des Außenmantels, der äußersten Schutzschicht des Kabels. Diese Schicht soll das Kabel vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Chemikalien und physischen Schäden schützen. Es erhöht außerdem die Festigkeit und verhindert, dass das Kabel Feuer fängt. Der Außenmantel besteht meist aus Kunststoff und wird ähnlich wie die Isolierung mit einer Extrusionsmaschine aufgebracht.

3. Fazit

Der Prozess der Herstellung elektrischer Drähte und Kabel mag komplex klingen, aber es kommt vor allem auf Präzision und Qualitätskontrolle an. Jede hinzugefügte Schicht dient einem bestimmten Zweck, von der Flexibilität und Sicherheit des Kabels bis hin zum Schutz vor Beschädigungen. Dieser detaillierte Prozess stellt sicher, dass die Drähte und Kabel, die wir in unserem täglichen Leben verwenden, zuverlässig und langlebig sind.

Wenn wir verstehen, wie sie hergestellt werden, können wir die Technik schätzen, die selbst in den einfachsten Produkten steckt, wie den Drähten in Ihrem Zuhause oder den Kabeln, die große Industrien mit Strom versorgen.