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Kabel att gewellter Metallhülse Metallische Hülsen gewähren Energieübertragungs-
oder Fernmeldekabeln eine Gas- und FlUssigkeitsabdichtun, welche in Fall von Energiekabeln
mit flüssigem Öl und unter Druck gehaltenen Kabeln unerläßlich ist. Diese H:lsen
sind zuerst aus Blei oder aus Bleilegierung hergestellt worden, und zwar wegen der
Biegsamkeit dieses Metalls, aber außer des hohen Herstellungspreis
Herstellungspreis
dieser Hülsen haben das Gewicht des Kabels und die geringe Leitfähigkeit des Bleis
zu Versuchen gerührt, dasselbe durch leichtere und besser leitende Metalle, beispielsweise
Stahl, Kupfer oder Aluminium, zu ersetzen.
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Um den von diesen letzteren Metallen umhüllten Kabeln die bei ihrer
Aufwicklung auf Trommeln und bei ihrer Verlegung erforderliche Biegsamkeit zu gewähren,
wurden Rohre oder Schläuche vorgeschlagen, welche Dehnungselemente enthalten, die
von bezüglich der Achse quer verlautenden Wellungen gebildet sein können und regelmäßig
längs dieser angeordnet sind. Ihre Steigung, das heißt der Abstand zwischen zwei
Spitzen oder Kämmen in einem Längsschnitt, ist kleiner als ein Viertel des Kabeldurchseserß
und ihr Tiere liegt swischen dem halben und dem ganzen Betrag der Steigung. Ein
AustUhrungsbeispiel dieser gewellten Metailhülsen ist in der französischen Patentschrift
1 074 840 beschrieben.
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Während das Problem der Biegsamkeit auf diese Weise zwar gelöst ist,
ist dasjenige des Schutzes der Hülse gegen die Korrosion dadurch nicht gelöst. Die
verwendeten Metalle sind tatsächlich weniger widerstands fähig als das Blei. Dieser
Schutz kann nicht einfach durch Strangpressen eines Kunststoifmantels um das mit
seiner Hülse versehene Kabel gewährleistet werden, wie es bei sogenannten Kunststoffkabeln
üblich ist. Tatsächlich legt sich der Mantel nicht vollständig an die Wellungen
des Rohres oder der Hülse an. In der französischen Patentschrift 1 347 989 wurde
vorgeschlagen, diese Aushöhlungen zwischen den Wellungen mit Hilfe eines in warmem
Zustand pastenförmigen Gemenges zu füllen, welches mit dem Material des Mantels
verträglich ist und einen Schutz gegen
gegen die Korrosion gewährt,
wie beispielsweise die Bitumenarten oder dem Fachmann bekannte Gemenge. Die Herstellung
solcher Kabel stößt dabei auf die rolgende Schwierigkeit: Beim Strangpressen des
Kunststoffmantels wird das Äußere des Kabels auf eine Tomperdur gebracht, bei welcher
das korrosionshindernde Gemenge pastenförmig ist. Beim Durchgang durch den Strangpreßkopf
tritt eine Verschiebung von Material aut, welche zum Auftreten von abgemantelten
Abschnitten der Hülse und zu Unregelmäßigkeiten des Kabeldurchmessers führt. Man
hat versucht, das pastenförmige Gemenge durch Bänder aus Kunststoff oder Papier
zu halten, welche um das Kabel gewickelt sind. Unter diesen Bedingungen kann die
Ablaufgeschwindigkeit des Kabels durch die Drehung der Bandaufwickelköpfe begrenzt
werden. Darüberhinaus hat die Erfahrung gezeigt, daß das Anbringen des Gemenges
cmi aufeinanderfolgende Arbeitsschritte erfordert, wobei der erste die Füllung der
Aushöhlungen gewährleistet, welche von einer rsten Schicht von aufgewickeltem Band
gehalten wird,und wobei der zweite Schritt ein etwas überschießende Dicke <Iber
den Kamm der Wellungen erzeugt. Außerdem ist es schwierig, den Bandaufwickelkopf
und die das Anbringen des Schutzmantels gewährleistende Maschine zu synchronisieren.
Auch die schnellstern verftigbaren Köpfe bestimmen den Faktor, welcher die Vorschubgeschwindigkeit
des kabels in der das Anbringen des Schutzmantels der gewellten Htllse gewährleistenden
Maschine begrenzt. Zur Beseitigung dieser Nachteile wird durch die Erfindung eine
neue Kabelanordnung geschaffen.
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Dieses Kabel ist durch die folgenden Merkmale in ihrer aesamtheit
oder teilweise gekennzeichnet.
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a) Das mit einer gewellten Metallhülse versehene Kabel wird mit
mit
einer einzigen Schicht aus Fülimaterial bedeckt, welches durch eine nicht kontinuierliche
Umwickelung mit mehreren Seilen oder Strängen gehalten wird, die gleichförmig um
den Umfang des Kabels verteilt sind, auf das ein glatter Kunststoffmantel stranggepreßt
wird; b) Die Umwicklung mit Seilen gemäß a) wird schraubenförmig um das von dem
Fülimaterial umgebene Kabel mit einer Steigung gewickelt, welche eine Größenordnung
höher liegt als die Steigung der Wellungen der Hülse; c) Die Seile oder Stränge
gemäß a) werden in einer Anzahl von vier verwendet; d) Die Seile sind Schnüre oder
Stränge aus Kunststoff, dessen Schmelzpunkt h5her liegt als derjenige des FUllmaterials
und des den Mantel bildenden Materials; e) Die Seile sind Streifen aus Kunststoff,
dessen Schmelzpunkt höher liegt als derjenige der Ftlllmaterials oder des den Mantel
bildenden Materials; f) Die Seile sind SchnUre oder Stränge aus Glasfasern; g) Das
Fülimaterial besteht aus Teer, die Seile sind Schnüre aus Polypropylen, der Mantel
besteht aus Polyäthylen.
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Das Kabel weist die folgenden Vorteile auf: Die Anbringung mehrerer,
wenn auch nicht lUckenlos angeordneter Seile bildet eine Umwicklung, welche ausreicht,
um das Fülimaterial beim Strangpressen zu halten und die zylindrische Innenfläche
des Kunststoffmantels festzulegen. Die für diese Seile vorgesehene große Steigung
ermbglicht die Verwendung eines Abspulkopfes, dessen Drehgeschwindigkeit bezüglich
derjenigen
derjenigen der Abspulköpfe rar lückenlos angeordnete
Bänder beträchtlich herabgesetzt werden kann. Dieser Aufbau ermöglicht daher die
flexible Anpassung an die Fabrikationsstraße entweder durch Begrenzung der Drehgeschwindigkeit
des Abspulkopfes und Beibehaltung einer normalen Ablaufgeschwindigkeit des Kabels
oder durch Hervorrufen einer höheren Drehgeschwindigkeit des Abspulkopfes bei Erhöhung
der Ablau£geschwindigkeit des Kabels.
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Andererseits sind die Steigung der Seilumwicklung und diejenige der
Wellungen nicht durch ein festes Verhältnis aufeinander bezogen. Die notwendige
und hinreichende Bedingung besteht darin, daß die Seile nicht in eine Aushöhlung
der Wellungen einsinken. Mit der gleichen Maschine ist es daher möglich, eine Anzahl
von Kabeln mit unterzchiedlichen Durchmessern und ringförmig oder schraubenförmig
gefalteter oder gewellter Metailhülse zu schützen. Eine einfache Xnderung der Drehgeschwindigkeit
des Abspulkopfes ermöglicht die Wicklung der Seile um das Kabel gemäß einer Steigung,
welche mit der Ablaufgeschwindigkeit des Kabels seinem Durchmesser und der Form
seiner Wellungen (ringförmig oder schraubenförmig) verträglich ist.
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Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Es zeigt Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kabel mit gewellter
metallischer Hülse, Figur 2 einen Querschnitt durch das in Figur 1 dargestellte
Kabel längs der Linie AB, das heißt längs des maximalen Durchmessers der Hülse,
Figur 3
Figur 3 einen Querschnitt durch das in Figur 1 dargestellte
Kabel längs der Linie CD, das heißt längs des Minimaldurchmessers der Hülse, und
Figur 4 den schematischen Aufbau einer Maschine zum Anbringen der Schutzschicht
des erfindungsgemäßen Kabels.
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Um eine in den Figuren nicht dargestellte Se@le weist das erfindungsgemäße
Kabel (Figur 1) eine gewellte oder geriffelte Hülse 1 auf, welche von einer Füllmaterialschicht
2 bedeckt ist, die ausreichend dick ist, um die Hohlräume 3 der Hülse auszufüllen
und darüber hinaus einen Dickenüberschuß 4 über die Spitzen der Wellungen hinaus
zu ergeben. Vier Seile 5, beispielsweise aus Kunststoff, sind mit großer Steigung
um das Kabel gewickelt und beim Strangpressen teilweise in die Masse des Füllmaterials
eingebettet. Die Steigung der Umwicklung soll so gewählt sein, daß die Seile einen
Zylinder bilden, welcher die Hülse außen berührt, und das längs einer Erzeugenden
derselben der durch Strangpressen um das Kabel gelegte Kunststoffmantel 6 an einem
Seil an genügend nahe gelegenen Stellen anliegt, damit der Mantel, obwohl er noch
weich ist, zylindrisch bleibt. Der Abstand zwischen der Metallhülse und dem Kunststoffmantel
wird durch die Seile beim Durchlaufen des Kabels durch den Strangpreßkopf für den
Mantel gewährleistet und aufrecht erhalten. Das Füllmaterial kann so unter der Wirkung
des Drucks nicht herausgetrieben werden, der den Kunststoffmantel an die Metallhülse
anzulegen sucht. Dieser Abstand hängt vom Durchmesser der Seile ab und er kann daher
willkürlich gew @lt werden. Die gleichzeitige Wicklung mehrerer Seile oder Stränge
mit großer Steigung gestattet die Verwendung von Abspulköpfen mit einer geringen
Drehgeschwindigkeit, wobei trotzdem ein Abstand zwischen
schen aufeinanderfolgenden
Berührungspunkten des Inneren des Kabelmantels erhalten bleibt, welcher ausreichend
gering ist, damit der Mantel zylindrisch bleibt.
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Figur 2 zeigt einen Schnitt des in Figur 1 dargestellten Kabels längs
der Linie AB, das heißt längs des größten Durchmessers der metallischen Hülse. Sie
zeigt die Lage der Seile 51, 52, 53, 54, welche in das Füllmaterial 2 eingebettet
sind und den Abstand zwischen dem Kamm der Wellungen der Hülse 1 und dem Kunststoffmantel
6 aufrecht erhalten.
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Figur 3 zeigt einen Schnitt durch das gleiche Kabel längs der Linie
CD, das heißt längs des kleinsten Durchmessers der metallischen Hülse. Die Seile
5 52, 53, 54, welche in die Masse des Füllmaterials 2 eingebettet sind, sind zwischen
den aufeinanderfolgenden Kämmen der Wellungen gespannt und halten den Kunststoffmantel
6 in einem Abstand von der Metallhülse 1. Es ist ersichtlich, daß die Anzahl von
Seilen beliebig sein kann.
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Es wurden gute Ergebnisse an Kabeln mit gewellten MetallhUlsen erzielt,
deren Durchmesser an den Wellenkäzinen zwischen 26 mm und 45 mm lag, indem Abwickelköpfe
verwendet wurden, welche sich mit 90 U/min drehten und vier Seile oder Stränge von
Polypropylen mit einem Durchmesser von 0,8 mm abspulten.
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Die Ablaufgeschwindigkeit der Kabel lag Je nach dem Durchmesser zwischen
10 m/Minute und 15 mMinute. Eine Xnderung der Drehgeschwindigkeit der Köpfe gestattet
eine Bearbeitung einer größeren Antahl von Kabelgrößen.
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Das Schema der Figur 4 zeigt eine mögliche Herstellungsart eines erfindungsgemäßen
Kabels. Das mit der gewellten metallischen
schen Hülse versehene
Kabel 10 befindet sich als Vorrat auf der Abwickeltrommel 11. Die Arbeitsgänge zum
Anbringen des Kunststoffmantels gemäß der Erfindung umfassen die rolgenden Schritte,
welche nacheinander ausgeführt worden: a) Erhitzen bei 12, welches die Erleichterung
des Anhaftens von Teer bezweckt, welcher als Füllmaterial verwendet wird; b) ein
erstes Aufbringen von Teer bei 13 durch Aufspritzen und Abstrelchen der Teermenge
mittels einer Polierbürste mit bestimmtem Durchmesser; c) die gleichzeitige Anbringung
von vier Seilen oder welche schraubenrdrmig mit großer Steigung von einem Abspulkopf
14 mit vier Spulen, der sich langsam dreht, auf das Kabel gewickelt werden. Dieser
Kopf kann von einem gleichzeitig mit der Kabelzuganlage unabhangig angetriebenen
Motor angetrieben werden; d) eine zweite Aufbringung von Teer bei 15, welche gleich
dem Vorgang b) ist; e) Strangpressen des Schutzmantels aui Polyäthylen mittels Durchführen
durch den Kopf 16; f) eine Abkühlung in einem Trog 17 mit fließendem Wasser; g)
eine Zug-"Raupe" 18, welche den Vorschub des Kabels gewährleistet; h) Aufnahme auf
der Trommel 19, welche durch eine Anlage in Drehung versetzt wird, die eine konstante
Spannung des Kabels gewährleistet.
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Es ist offensichtlich, daß innerhalb des Rahmens der vorliegenden
Erfindung die Seile 5 mit etwa kreisförmigem Querschnitt durch
durch
Schnüre, Flachbänder oder irgendeine andere Art von Band ersetzt werden können.
Die Wahl des Materials wird von den folgenden Beaingunger geleitet: Es muß eine
ausreichende mechanische Widerstandsfähigkeit besitzen, damit es über die Kämme
der Wellungen gespannt werden kann, ohne zu reißen. Seine Temperatur soll höher
Magen als die Strangpreßtemperatur des den Mantel bildenden Materials und seine
mechanische Widerstandsfähigkeit bei dieser Temperatur soll ausreichend sein, damit
es den vom Strangpreßkopf ausgeübten Druck aushalten kann. Ea soll mit dem den Mantel
bildenden Material verträglich sein.
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Das zur Erläuterung gewählte Kabel weist vier volle Seile auf. Es
können auch Bänder aus Schaumstoff soWie Faden mit geeignetem Durchmesser verwendet
werden. Gleichermaßen wird die Anzahl der gleichzeitig auf das Kabel aufgewickelten
Bänder in Abhängigkeit von den folgenden Parametern gewählt: Ablaufgeschwindigkeit
des Kabels in der Strangpresse, Kabeldurchmesser, Drehgeschwindigkeit des Bandaufwickelkopfes.
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Patent ansprüche