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Elektrisches Kontaktkabel für große äußere Druckbelastungen und Verfahren
für seine Herstellung Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktkabel für große
äußere Druckbelastungen, z. B. für die Verlegung auf Fahrbahnen, mit Drahtlitzenleitern,
die an der Innenwand eines verformbaren, isolierten, schlauchförmigen Tragkörpers
befestigt sind, dessen Querschnittsbreite größer als seine Querschnittshöhe ist
und bei dem die Leiter über die gesamte Kabellänge frei gegenüberliegend und in
Kabellängsrichtung dehnbar angeordnet sind.
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Von solchen Kontaktkabeln wird gefordert, daß sie unter allen Bedingungen
zuverlässig arbeiten. Außerdem dürfen ihre Anschaffungs- bzw. Herstellungskosten
im Hinblick darauf, daß sie im Alarm- und Sicherungsdienst meist nur außerhalb der
Hauptgeschäftszeit oder des Hauptbetriebes zum Einsatz gelangen, nicht groß sein.
Aus dem gleichen Grunde sind auch an die Lebensdauer hohe Erwartungen zu stellen.
Letzteres gilt vor allem für den Einsatz von Kontaktkabeln im Straßenverkehr oder
im Alarmdienst von Tankstellen und ähnlichen Betrieben, wo von diesen Signalgebern
bei jeder Witterung zuverlässiges Funktionieren gefordert wird.
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Es sind nun Kontakthebel bekannt, bei denen die Leiter innerhalb eines
Schlauches mit rundem oder unrundem Querschnitt aus elastischem Werkstoff, z. B.
Gummi, unmittelbar an der Innenwand des schlauchförmigen Tragkörpers befestigt sind.
Ferner istbei einembekanntenKontaktkabelin einemGummischlauch ein aus Textilfäden
und Metalldrähten (Drahtlitzen) gewebter Schlauch eingebracht. In allen diesen Kontaktkabeln
wird jedoch ausschließlich die Elastizität des Gummis für die Unterbrechung des
Kontakts nach Verschwinden der ihn auslösenden Querkraft ausgenutzt. Zur Vermeidung
einer zu schnellen Ermüdung des Gummis muß daher der Schlauch, insbesondere dann,
wenn er Witterungseinflüssen unbehindert ausgesetzt ist, mit großer Wandstärke ausgebildet
werden. Der erwähnte Innenschlauch aus Textilfäden und metallischen Drähten bzw.
Litzen ist in seiner Herstellung kompliziert und daher sehr teuer. Zudem würde der
gewebte Innenschlauch bei großen Belastungen bleibende Verformungen erleiden.
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Außerdem ist es schon bekannt, die Leiter von Kontaktkabeln dehnbar
anzuordnen. Bei diesen bekannten Kabeln wird die Dehnbarkeit aber entweder durch
Wendelung der aus Drahtlitzen bestehenden Leiter oder durch etwa sinusförmige Krümmung
der aus Stahlbändern bestehenden Leiter erreicht, wobei letztere zusätzlich mit
Distanzstücken versehen sind. Auch diese Kabel sind für größere Belastungen ungeeignet,
da die gewendelten Drahtlitzen unbedingt bleibende Deformationen erleiden bzw. die
Distanzstücke frühzeitig zerquetscht würden und dann unbrauchbar wären. Im übrigen
haben Distanzstücke den Nachteil, daß in ihrem Bereich keine Kontaktgabe möglich
ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, daß man
die bei bekannten Kontaktkabeln für die Kontaktschließung und -unterbrechung notwendige
Werkstoffelastizität auch durch in den schlauchförmigen Tragkörper induzierte Zugspannungen
ersetzen kann, so daß im Grenzfalle auch Werkstoffe ohne wesentlich elastische Eigenschaften
für seine Herstellung verwendet werden können. In Anwendung dieser Erkenntnis werden
die oben geschilderten Nachteile der bekannten Kontaktkabel dadurch behoben, daß
erfindungsgemäß folgende an sich bekannte Merkmale vereinigt sind: a) Ein Leiter
des Kontaktkabels, vorzugsweise der obere, erstreckt sich nur in Kabellängsrichtung
und ist mit Schlaufen im Tragkörper befestigt; b) der an der gegenüberliegenden
Wand des Tragkörpers befestigte Leiter verläuft quergewellt, z. B. mäanderierend
zur Kabellängsrichtung; c) der schlauchförmige Tragkörper steht in seiner Längsrichtung
unter Zugspannung.
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Die Befestigung der Leiter im Tragkörper mittels Schlaufen ist an
sich bekannt. Ferner ist auch die mäanderierende Verlegung des Leiters von einer
Kontaktmatte her bekannt. Schließlich ist noch ein Kontaktschlauch zu erwähnen,
in dem Kontaktkörper enthalten sind, die beim Auftreten von Zug bzw. Druck den gewünschten
Kontakt schließen. Die in diesen
Tragkörper eingeleitete Zugspannung
bewirkt hierbei jedoch keine dauernde Erhöhung der Formhaltigkeit des Schlauches.
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Kontaktkabel nach der Erfindung können also aus elastischen oder auch
nichtelastischen Werkstoffen hergestellt werden, so daß man in der Werkstoffwahl
größere Freiheit besitzt. Aber auch bei Verwendung von Gummi oder gummiartigen Werkstoffen
ergibt sich der Vorteil, daß die Wandstärke des Gummischlauches vergleichsweise
geringer gehalten werden kann, wodurch auch der Verformungswiderstand des Kabels
quer zu seiner Längserstreckung verringert wird und somit sein Ansprechvermögen
auf äußere Krafteinwirkungen zunimmt.
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Die Zugspannungen kann man in einfacher Weise durch Angriff von Zugkräften
an den Enden des Kabels erzeugen, indem das Kabel zwischen zwei an der Alarm- bzw.
Sicherungsstrecke gegenüberliegend angeordneten Haken gespannt wird. Auf diese Weise
läßt sich das Kontaktkabel nach der Erfindung auch als elektrische Fahrdammschwelle
verwenden, ohne dabei an der Fahrbahn Veränderungen vornehmen zu müssen. Dies ist
ein ganz wesentlicher Vorteil gegenüber bekannten, für Straßenverkehrszwecke vorgesehenen
Kontaktkabeln, zu deren Befestigung stets eine quer zur Fahrbahn verlaufende Rinne
oder eine besondere Schwelle erforderlich ist, die aber nach Fortnahme des Kabels
ein störendes Hindernis bilden.
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Von den Fahrzeugrädern werden bekanntlich große Beschleunigungs- bzw.
Verzögerungskräfte auf die Fahrbahn übertragen, die im Falle der Fahrbahnverlegung
auch auf das Kontaktkabel zur Einwirkung gelangen und diese verwinden könnten. Dadurch
wäre einerseits die einwandfreie Kontaktgabe gefährdet, und andererseits wären die
berührenden Innenflächen infolge Reibung einem erhöhten Verschleiß unterworfen.
Außerdem ist zu bedenken, daß die Wölbung der Fahrbahn im allgemeinen keinen allzu
großen Zug ohne kontaktgebende Verformung zuläßt. Für diese und ähnliche Fälle kann
das Kontaktkabel innen mit einem Gewebe aus gummierten Textilfäden (sogenanntem
Cordgewebe) armiert und beiderseits mit an sich bekannten Borten oder Rändern versehen
werden, die beim Überrollen von den Fahrzeugrädern gefaßt und auf die Fahrbahn gepreßt
werden. Das zweckmäßig mit einer Vorspannung gegenüber den äußeren Kabelteilen eingebrachte
Cordgewebe ersetzt dann gewissermaßen die Zugspannungen, und mit den Borten wird
der eigentliche Tragkörper eindeutig fixiert. Verwindungen und Verschiebungen sind
nicht mehr möglich. Zur Vergrößerung des Haftvermögens an der Auflagefläche kann
das Kontaktkabel auf seiner Unterseite zusätzlich mit Vertiefungen bzw. Ausnehmungen
versehen sein, die als Sauger wirken.
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Im folgenden wird die Erfindung an einigen vorteilhaften Ausführungsbeispielen
erläutert. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 den Querschnitt durch ein Kontaktkabel
aus nichtelastischen Werkstoffen, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Kabel nach
Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 111-III der Fig. 2, Fig. 4 den Querschnitt
durch ein Kontaktkabel aus elastischen Werkstoffen für Verlegung auf einem Fahrdamm,
Fig. 4a den Teil »A« der Fig. 4 in größerem Maßstab, Fig. 5 eine Abwandlung des
Kabels nach Fig. 4 und Fig. 6 das Schaltschema einer Alarmeinrichtung mit Kontaktkabeln
nach der Erfindung in einer Tankanlage.
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In den Fig. 1 bis 3 bedeutet 1 den schlauchförmigen Tragkörper aus
einem festen Gewebe aus Textilfäden. für die sowohl synthetische als auch Naturfasern
in Betracht kommen. In diesem schlauchförmigen Tragkörper ist der aus Stahl- oder
Bronzelitze bestehende obere Leiter 2 mit Schlaufen 2 a verlegt, welche die infolge
Dehnung des Schlauches entstehenden Längenunterschiede kompensieren. Der untere
Leiter 3, der aus dem gleichen Material bestehen kann wie Leiter 2. ist in Mäander
quer zum oberen Leiter 2 verlegt, so daß selbst bei stärkerer Torsion des Schlauches
1 ein einwandfreier Kontakt beider Leiter gewährleistet ist. Da die wirksamen Zugkräfte
den Torsionskräften entgegenwirken, sind größere Verdrehungen des Schlauches 1 unmöglich
gemacht.
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Der untere Leiter kann mit kleinen Heftklammern befestigt sein oder
- ebenso wie Leiter 2 - durch die Schlauchwandung in Stichen durchgeführt sein.
Als Endverschlüsse sind in das Kabel Formkörper 4 eingeleimt und/oder geheftet,
an welchen die Federn 5 mittels Haken 6 oder auch entsprechende Gummischnüre angreifen.
Zum Schutze des schlauchförmigen Tragkörpers 1 gegen Eindringen von Feuchtigkeit
ist er mit einem Plastikschlauch 7 überzogen, der an den Enden durch Kappen 8 gesichert
ist. Oberleiter 2 und Unterleiter 3 enden an den Klemmschrauben 9, 10, an
welche der Alarm- oder Sicherungsstromkreis angeschlossen wird.
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Die von den Federn bzw. Gummischnüren in das Kabel eingeleitete Zugspannung
bewirkt, daß der Tragkörper die in Fig. 1 gezeigte linsenförmige Querschnittsform
über seiner ganzen Länge erhält. Beim Auftreten einer Querkraft, die beispielsweise
von unbeabsichtigten Handbewegungen einer an einer Maschine tätigen Person herrührt,
wird Schlauch 1 verformt, so daß der obere Leiter 2 und der untere Leiter 3 in Berührung
gelangen und damit z. B. einen die Maschine abschaltenden Stromkreis schließen.
Nach Verschwinden der Querkraft stellt sich wieder die in Fig. 1 gezeigte Linsenform
ein.
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Erwähnt sei noch, daß der Tragkörper 1 nicht unbedingt als Schlauch
gewebt sein muß, sondern auch aus zwei Hälften hergestellt werden kann, die entweder
auf die ganze Länge ohne Unterbrechung oder auch nur in Abständen geheftet sind.
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In den Fig. 4 und 4 a bezeichnet 11 einen Tragkörper aus Gummi, der
aus den beiden Teilen 11 cz und 11 b besteht, die an den Stoßflächen 11 c zusammenvulkanisiert
sind. Der obere Leiter 12 ist wiederum mit Schlaufen 12a in Kabellängsrichtung am
Teil 11a verlegt, wobei der äußere Teil der Schlaufen 12 a in einer Ausnehrnung
14 untergebracht ist, die nach Beendigung der Montage des Oberleiters 12 mit Vulkanisiermasse
ausgefüllt wird. Der untere Leiter 13 ist ähnlich wie in Fig. 3 mäandrierend am
Teil 11 b verlegt. Da diese Ausführung jedoch als Geber für Fahrzeuge bestimmt ist,
kann der Abstand der querliegenden Teile des Leiters 13 wesentlich größer gewählt
werden. Sie müssen auch nicht rechtwinklig zum oberen Leiter 12 (wie in Fig. 3)
liegen, sondern können auch schräg dazu, z. B. zickzackförmig, verlaufen.
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Zur Verstärkung des Tragkörpers 11 ist dieser innen mit einem Gewebe
15 aus gummierten, gekordelten Textilfäden (Cordgewebe) armiert, das zweckmäßig
einvulkanisiert wird. Das relativ dünne Cordgewebe
erhöht die Festigkeit
und die Formhaltigkeit des Kontaktkabels in ganz erheblichem Mäße. Es gewährleistet
selbst bei niedrigen Zugspannungen und auch bei großen Schaltzahlen eine einwandfreie
Kontaktlösung.
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Nach Fig. 4 hat der Innenraum des Kontaktkabels ebenfalls einen linsenförmigen
Querschnitt, der die Berührung der beiden Leiter 12, 13 auf kürzestem Wege gestattet.
Am Tragkörper 11 sind über seine ganze Länge die Borte oder Ränder 17 angebracht,
die entweder durch eine Verbreiterung nur des Oberteils 11 n. oder - wie dargestellt
- durch Verbreiterung beider Teile 11 a und 11 b gebildet sein können.
Das Kabel stützt sich mit diesen Borten 17 auf der unveränderten Fahrbahn
18 ab. Beim Anrollen eines Fahrzeuges wird eine der Borten 17 gefaßt und
an die Fahrbahn gedrückt. Damit ist jegliche Verdrehung des Tragkörpers ausgeschlossen,
wodurch die in der Einleitung geschilderten nachteiligen Wirkungen ausgelöst werden
könnten.
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Die Außenfläche des Oberteils 11a ist vollkommen glatt ausgebildet,
um jeglichen Formschluß mit dem Profil der Fahrzeugräder zu verhindern. Die Wandstärke
des Oberteils 11 a wird vorteilhafterweise nach der Querschnittsmitte hin stärker
bemessen. Die dadurch erzielte größere Steifheit in der Mitte bewirkt, daß der obere
Leiter bei äußerer Krafteinwirkung nahezu senkrecht sich nach unten bewegt. Die
dem Boden zugewendete Seite des Unterteils 11 b ist hingegen profiliert zum Zwecke
der Steigerung der Griffigkeit mit der Fahrbahn.
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In Fig.5 ist eine Abwandlung des Kabels nach Fig. 4 mit etwa halbkreisförmigem
Querschnitt wiedergegeben. Die der Fig. 4 entsprechenden Teile sind mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zum vorigen liegt hier jedoch das Unterteil
11 b fast in seiner ganzen Breite auf der Fahrbahn auf. Zur Steigerung des Haftvermögens
ist das Unterteil mit Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 27 versehen, mit denen sich
das Kabel an seiner Auflage festsaugt.
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In Fig. 6 bezeichnet 29 den Tankplatz einer Tankanlage, über deren
Zu- und Ausfahrten die Kontaktkabel 30 gespannt sind, die an in Nischen der Bordsteine
eingelassenen Haken 31 befesigt sind. Beide Kontakthebel 30 sind zur Stromquelle
32, die ein Akkumulator oder ein an ein Wechselstromnetz angeschlossener Klingeltransformator
sein kann, und der Alarmvorrichtung 33 parallel geschaltet.
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Die im vorhergehenden beschriebenen Kontaktkabel werden vorteilhaft
in der Weise hergestellt, daß zunächst die obere und die untere Hälfte (Teile 11
a,11 b) je für sich gefertigt und nach Einbringen der Leiter 12, 13 die beiden Teile
mit Vorspannung quer zur Längserstreckung des Kabels an den Stoßkanten bzw. -flächen
11 c verbunden werden.
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Abschließend sei noch erwähnt, daß die Lösung des Kontakts verbessert
wird, wenn der Innenraum des schlauchförmigen Tragkörpers mit einem gasförmigen
oder nichtleitenden flüssigen Medium ausgefüllt wird.