DE19510485A1

DE19510485A1 - Elektrisches Energiekabel sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Kabels

Info

Publication number: DE19510485A1
Application number: DE19510485A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dipl Ing Kumpf
Original assignee: Frisch Kabel und Verseilmaschinenbau GmbH
Current assignee: Frisch Kabel und Verseilmaschinenbau GmbH
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-10-17
Also published as: US6052891A; CA2167249A1; CA2167249C; US5873160A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Energiekabel aus kunststoffisolierten Adern sowie einem gemeinsam mit den Adern verseilten, von einem längseinlaufenden isolierenden Band umhüllten Einzelleiter, die von einer allen gemeinsamen Hülle umschlossen sind. Desgleichen betrifft diese Erfindung ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Kabels.

Kabel der gattungsgemäßen Art sind im Markt erhältlich, beispielsweise in der Art, daß neben den isolierten Adern ein mit einem Papierband umhüllter Kupferdraht als sog. Erdleiter mitgeführt ist. Erdleiter und Adern laufen von den jeweiligen Vorräten ab und werden anschließend einer Verseilvorrichtung zugeführt. Abgesehen davon, daß durch diese Art der Herstellung für die Umhüllung des Erdleiters mit dem Papierband ein gesonderter Fertigungsschritt erforderlich ist, besteht beim Auf- und wieder Abwickeln des papierisolierten Leiters Gefahr der Beschädigung der Papierumhüllung, so daß es beim Einführen der zu verseilenden Elemente in den Verseilkopf zum Ein- und Abreißen der Papierumhüllung kommen kann. Ein so hergestelltes Kabel erfüllt dann aber nicht mehr die an solche Kabel mit zusätzlichem Erdleiter gestellten Bedingungen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die geforderte Qualität des Kabels zu gewährleisten, gleichzeitig aber auch dafür zu sorgen, daß das Fertigungsverfahren problemlos ohne Beschädigung der Umhüllung durchgeführt und darüberhinaus die Fertigungsgeschwindigkeit erhöht wird. Die Vorrichtung zur Durchführung der Herstellung soll bei einfachem Aufbau auch bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten eine hohe Betriebssicherheit garantieren.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1, 10 und 16, wobei die zugehörigen Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen der in diesen Ansprüchen definierten Erfindung darstellen.

Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Verseilvorrichtung näher erläutert.

Zwischen der feststehenden Führungsscheibe 1 und der mit wechselnder Drehrichtung umlaufenden Verseilscheibe 2 befindet sich, wie die Fig. 1 zeigt, die Speicherstrecke 3, in die beim Umlaufen der Verseilscheibe 2 die Verseilelemente 4 in die eine Richtung eingeseilt und nach dem Drehrichtungswechsel wieder aus dieser Speicherstrecke entnommen werden. Zur Führung der von nicht dargestellten raumfest gelagerten Vorräten abgezogenen Verseilelemente 4, von denen der Übersicht wegen nur eines dargestellt ist, dienen längs der Speicherstrecke 3 mit Abstand angeordnete Halteelemente 5, die jeweils mit Führungslöchern 6 zum Durchlauf der Verseilelemente 4 ausgerüstet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Halteelemente 5 Scheiben, beispielsweise mit einem zentralen Führungsloch 6, mit einem Kerneinlauf und darüber am Umfang verteilten weiteren Führungslöchern für die zu verseilenden Verseilelemente.

Die Halteelemente 5 sind auf zugfesten Tragelementen 7 angeordnet, die ihrerseits durch gesonderte Abstandsringe 18 in Lage gehalten sind. Die Tragelemente 7 sind beispielsweise kunststoffbeschichtete hochflexible Stahlseile, zur Fixierung der Halteelemente 5 auf diesen Tragelementen dienen gleichzeitig auch zur Abstandshalterung die z. B. aus Kunststoff bestehenden Röhrchen 8. Diese Röhrchen 8 haben, wie aus der Fig. 1 leicht erkennbar, unterschiedliche Längen, so daß die Abstände zwischen einzelnen Halteelementen 5 unterschiedlich gewählt werden können. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, ausgehend von der feststehenden Führungsscheibe 1 ebenso wie von der umlaufenden Verseilscheibe 2, die Abstände zwischen jeweils zwei Halteelementen 5 zur Mitte der Speicherstrecke 3 hin ansteigen zu lassen. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht beispielsweise darin, beginnend mit einem ersten Abstand von ca. 10 mm zur Halterung 9 in Stufen von jeweils 5 mm ansteigend den Abstand bis auf 55 mm in der Speichermitte anwachsen und anschließend wieder in Richtung auf die umlaufende Verseilscheibe ebenfalls in Schritten von jeweils 5 mm bis auf die ursprünglichen 10 mm abfallen zu lassen.

Die Tragelemente 7 sind an ihren beiderseitigen Enden entsprechend der Erfindung schwenkbar- und/oder drehbar gelagert, zu diesem Zweck dienen Halterungen 9, in die die Tragelemente 7 eingeführt und dort festgeklemmt werden. Gleichsam als Knickschutz ist das letzte Röhrchen 10 aus einem gewickelten Stahldraht mit darüber liegender äußerer Kunststoffbeschichtung ausgebildet, dieses Röhrchen 10 ist in sich flexibel und macht problemlos die Bewegungen der Tragelemente 7 mit. Die Gefahr von Knickungen in diesem Bereich oder Beschädigungen durch äußere mechanische Einflüsse, etwa beim Einspannen aufgrund eines Montagefehlers, sind vermieden. Die Halterung 9 selbst ist, wie dargestellt, mittels des Kreuzgelenkes 11 aus der dargestellten Lage senkrecht und waagerecht heraus schwenkbar angeordnet und mittels der Axiallager 12 sowie der Radiallager 13 drehbar gelagert, so daß die bei der Verdrehung der beiden Tragelemente 7 während des Verseilvorganges auftretenden Torsionsspannungen ausgeglichen und nicht von den Tragelementen 7 selbst aufgefangen werden müssen.

Die umlaufende Verseilscheibe 2 ist in dem Gehäuse 14 drehantreibbar gelagert, nach dem Durchlaufen der Verseilelemente 4 in Pfeilrichtung werden diese im anschließenden, nicht dargestellten Verseilpunkt zu dem verseilten Strang zusammengeführt.

Am anderen Ende der Speicherstrecke 3 ist die feststehende Lochscheibe 1 angeordnet. Eine hin- und hergehende Bewegungsmöglichkeit der Halterung 16 ist vorgesehen, um während des Verseilvorganges die Tragelemente 7 hinsichtlich ihrer Vorspannung an den augenblicklichen Betriebszustand der Speicherstrecke 3 anzupassen. Hierzu dient z. B. ein pneumatisches System 17 unter Verwendung von sogenannten Linear- Druckluftzylindern, die es möglich machen, jedes einzelne Tragelement gesondert vorzuspannen. Ein weiterer Vorteil dieses Spannsystems liegt in der am Druckluftzylinder integrierten Linearführung mit einer relativ geringen Masse, so daß weiterhin die Massenträgheit der zu bewegenden Teile reduziert wird.

In der Fig. 2 ist in einem gegenüber der Fig. 1 vergrößerten Maßstab die Speicherstrecke der erfindungsgemäßen Verseilvorrichtung dargestellt. Die einzelnen Elemente tragen die in der Fig. 1 bereits gewählten Bezugszeichen.

Der noch blanke Erdleiter 19, z. B. aus Kupfer oder Aluminium, durchläuft in gleicher Weise wie die isolierten Adern 4 die Speicherstrecke, ebenso auch das z. B. aus Papier bestehende Band 20. Es wird im gestreckten Zustand geführt, hierzu dienen in den Halteelementen vorgesehene Führungsschlitze 21, die vorzugsweise mittig angeordnet sind, um Verdrehungen des Bandes während des Durchlaufens durch die Speicherstrecke zu vermeiden. So wird das Band verdrallfrei gehalten, die wirksamen Zugkräfte sind wegen einer vernachlässigbaren Reibung beim Durchlaufen der Halteelemente ohne Belang.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Erdleiter 19 in diesem Fall neben dem Band 20 in Längsrichtung geführt, diese Führung erleichtert das zum Ende der Speicherstrecke beginnende Umlegen des Bandes 20 um den Leiter 19. Hierzu können beispielsweise die in Durchlaufrichtung letzten Halteelemente 5 statt des Schlitzes 21 Bohrungen mit zum Verseilkopf 16 hin abnehmendem Durchmesser aufweisen, die ein rohrförmiges Umlegen des Erdleiters 19 mit dem Band 20 sicherstellen.

Claims

1. Elektrisches Energiekabel aus kunststoffisolierten Adern sowie einem gemeinsam mit den Adern verseilten, von einem längseinlaufenden isolierenden Band umhüllten Einzelleiter, die von einer allen gemeinsamen Hülle umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern und der Einzelleiter gemeinsam mit wechselnder Schlagrichtung (SZ) verseilt sind und die lose über dem Einzelleiter angeordnete Bandumhüllung zu einem Profilstrang mit wechselnder Umlaufrichtung der begrenzenden Umflächen verformt ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Einzelleiter lose umhüllende Band eine Kunststoff- oder Kunststoffverbundfolie ist.

3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Einzelleiter lose umhüllende Band ein bei Feuchtigkeitseinwirkung quellendes Band ist.

4. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Einzelleiter lose umhüllende Band ein Papierband ist.

5. Kabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß die Breite des den Einzelleiter umhüllenden Bandes ein Mehrfaches des Durchmessers des Einzelleiters beträgt.

6. Kabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden mit drei über dem Einzelleiter verseilten Adern, dadurch gekennzeichnet, daß das den Einzelleiter lose umhüllende Band zu einem im Querschnitt sternförmigen Profilstrang verformt ist.

7. Kabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern und der Einzelleiter zu einem Bündel mit außen liegendem Einzelleiter verseilt sind.

8. Kabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des den Einzelleiter lose umhüllenden Bandes nach Art einer "6" einander überlappen.

9. Kabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander geführten Kanten des den Einzelleiter lose umhüllenden Bandes nebeneinanderliegend auf die Umfläche der Umhüllung umgebogen sind.

10. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Energiekabels aus kunststoffisolierten Adern sowie einem gemeinsam mit den Adern verseilten, von einem längseinlaufenden isolierenden Band umhüllten Einzelleiter, die von einer allen gemeinsamen Hülle umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern und der Einzelleiter nach Durchlaufen einer Speicherstrecke dem Verseilpunkt zugeführt und mit wechselnder Drehrichtung und/oder Drehzahl verseilt werden und daß das Band zur Umhüllung des Einzelleiters längs der Speicherstrecke getrennt vom Einzelleiter längslaufend in gestreckter Form geführt und erst vor oder in dem Verseilpunkt um den Einzelleiter zu einer Hülle geformt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formung des Bandes zu einer Hülle im Durchlauf zusammen mit den zu verseilenden Adern erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Formung des Bandes zu einer Hülle in Stufen erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 10 oder einem der folgenden, bei dem die Adern und der Einzelleiter in der Speicherstrecke parallel laufend geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Band in gestreckter Form in der Mitte der parallel geführten Verseilelemente dem Ende der Speicherstrecke zugeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 10 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Lage des mit dem Band lose umhüllten Einzelleiters im Verseilverband unmittelbar vor dem Verseilpunkt erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zunächst mittig geführte Einzelleiter in die Außenlage umgelenkt wird.

16. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit wechselnder Schlagrichtung oder Drehzahl nach Anspruch 10 oder einem der folgenden, mit einem Zwischenspeicher aus in Abständen angeordneten Führungsscheiben mit Bohrungen für die zu verseilenden Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsscheiben zusätzlich der Bandbreite entsprechende Führungsschlitze aufweisen.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitz in der jeweiligen Fuhrungsscheibe in der Scheibenmitte nahe der Bohrung für den Einzelleiter angeordnet ist.

18. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsscheiben am ausgangsseitigen Ende des Zwischenspeichers U-förmige Schlitze für das Band mit zum Ende der Speicherstrecke hin abnehmenden Krümmungsradius aufweisen.

19. Anordnung nach Anspruch 16 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsscheiben am ausgangsseitigen Ende des Zwischenspeichers Bohrungen für das Band mit zum Ende der Speicherstrecke hin abnehmendem Durchmesser aufweisen.

20. Anordnung nach Anspruch 16 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am ausgangsseitigen Ende des Zwischenspeichers ein Führungskonus mit zum Ende der Speicherstrecke hin abnehmendem Innendurchmesser für das Band vorgesehen ist.

21. Anordnung nach Anspruch 16 oder einem der folgenden mit einem Verseilkopf in wechselnder Richtung und wechselnder Geschwindigkeit drehantreibbarer Verseilscheibe mit Führungsbohrungen für die Adern und den umhüllten Einzelleiter, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Verseilscheibe und dem Verseilpunkt ein Führungsrohr für den umhüllten Einzelleiter vorgesehen ist.