Kabelverseilmaschine für supraleitende Kabel



Für den Prototypen eines schnell geschalteten, supraleitenden (dennoch eisendominierten) Beschleuniger-Magneten hat BNG ein spezielles Kabel hergestellt. Die Magnete sind die zentralen Bestandteile eines supraleitenden Synchrotrons für hochgeladene Schwerionen (SIS100 des FAIR-Projekts bei GSI in Darmstadt).

Der Betrieb des SIS100 erfordert extrem hohe Änderungsraten für das Magnetfeld von 4 T/s. Die dabei auftretenden Wechselstromverluste, die unter Anderem im Kabel selbst entstehen, müssen effizient gekühlt werden. Die Kühlung muss bei sehr tiefen Temperaturen (4,2 K, dem Siedepunkt von flüssigem Helium) erfolgen, um die supraleitenden Eigenschaften des Kabels beizubehalten. Dazu wird im Betrieb ein Gemisch aus flüssigem und (kaltem) gasförmigem Helium durch das Kabel geleitet. Der Kühlkanal stellt beim SIS100-Kabel die Seele des Leiters dar. Die supraleitenden Einzeldrähte werden außen auf den Kühlröhrchen gewickelt und durch einen zusätzlichen feinen Draht fixiert und angepresst. In einem letzen Schritt wird das Kabel schließlich mit Isolationsband in mehreren Lagen umwickelt.

Zentrale Einheit der Anlage ist die Korbverseilmaschine AC 370 zur Herstellung von SL Flachbandkabel. Mit dieser Maschine wurde bei den Kabelwerken Brugg ein Teil der so genannten Rutherford-Kabel für den Large Hadron Collider (LHC am CERN, Genf) hergestellt. Die Maschine wurde bei BNG modifiziert, um das SIS 100 - Kabel zu produzieren.

Kunde: Gesellschaft für Schwerionenforschung GSI Darmstadt
Laufzeit:2007 (Prototyp)

Bisher hergestellte Kabeltypen:

  • Flachkabel vom Rutherford-Typ
  • Kabel mit innen liegendem Hohlleiter vom Nuclotron-Typ

Eigenschaften (Kabel)

  • Außendurchmesser der Seele: max 12mm
  • Anzahl sl Drähte (Strands): 40
  • Drahtumwicklung: NiCr-Draht mit 0,2 mm Durchmesser (min.)
  • Bandagierung: Bis zu 8 Bänder (Kapton)

Besonderheiten (Kabelverseilmaschine)

  • Korbdrehung: rechts/links
  • Aktive, einstellbare Rückdrehung der individuellen Drahtspulen bis zu 115%
  • Drahtbruchüberwachung
  • Separate Abzugsraupe mit stufenloser Regelung der Zugkraft oder der Geschwindigkeit (0 – 10 m/s)
  • Verstellbare Position der Verdichtereinheit (nicht für SIS100-Kabel)

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