DE2264105A1

DE2264105A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von langgestreckten verseilten koerpern, insbesondere elektrischen kabeln

Info

Publication number: DE2264105A1
Application number: DE19722264105
Authority: DE
Inventors: Neville James Ditchfield
Original assignee: BICC PLC
Current assignee: Balfour Beatty PLC
Priority date: 1972-01-06
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1973-07-12
Also published as: AU5087773A; GB1414136A

Description

BRITISH INSULATED CALLENDER¹S CABLES LIMITED, 21 Bloomsbury Street,

London, WClB 3QN, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 646/72 vom 6. Januar 1972 in Anspruch genommen.

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von langgestreckten verseilten Körpern, lnsbesondere elektrischen Kabeln

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von langgestreckten verseilten Körpern (im Nachfolgenden als "Kerne" bezeichnet) für die Verwendung in elektrischen Kabeln. Die Erfindung ist anwendbar bei der Herstellung von Kernen derjenigen Gattung, bei welcher alle verseilten Elemente, außer einem zentralen Element, einzeln oder zusammengesetzt (wenn vorhanden), einen achraubenlinienförmigen Schlag von

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der gleichen Richtung und der gleichen Steigung (Schlaglänge) aufweisen. Zumindest einige der Elemente des Stranges werden blanke oder isolierte elektrische Leiter sein, andere aber können Füller sein, z.B. aus Kunststoff oder Textilmaterialien.

Der "Kern" kann beispielsweise ein verseilter Leiter für ein Kabel oder ein Kabel sein, welches aus isolierten Leitern mit oder ohne Füllern hergestellt ist.

Kerne dieser Gattung, die aus einer kleinen Anzahl von Elementen (bis zu sechs, wenn alle Elemente gleich sind) gebildet werden, können durch die Doppeldralltechnik hergestellt werden, und werden es gewöhnlich auch, bei welcher der sich bildende Kern durch einen Flügel (flyer) geleitet wird, der entweder um eine Aufwickelspule für den komplettierten Kern oder um Vorratsspulen der diesen bildenden Elemente rotiert, die in jedem Falle gewöhnlich stationär sind, aber auch in der entgegengesetzten Richtung zum Flügel oder in der gleichen Richtung wie der Flügel, aber mit einer anderen Geschwindigkeit, gedreht werden können, wobei der sich bildende Kern seine Richtung mit Bezug auf die Drehachse in einer solchen Weise umkehrt, daß für jede Umdrehung des Flügels der sich bildende Kern den einen Drall empfängt, wenn er in den Flügel eintritt, und einen zweiten Drall von gleicher Drallrichtung, wenn er ihn verläßt.

Insbesondere dann, wenn die Anzahl der Elemente größer ist, so daß im komplettierten Kern die Elemente sich in unterschiedlichen Abständen von der Kernachse befinden, treten Schwierigkeiten auf, und zwar aufgrund des Umstandes, daß die Längen der Elemente in einer gegebenen Kernlänge ungleich sind. In der ersten Stufe der Drallgebung (wie bei anderen Typen von Verseilmaschinen) wird dies automatisch dadurch ausgeglichen, daß unterschiedliche Längen von den Vorratsspulen abgezogen werden, aber in der zweiten Stufe der Drallgebung wird dies durch den sich aus der ersten Drallgebungsstufe ergebenden Reibungsschluß zwi-

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sehen den Elementen verhindert, und es besteht die Tendenz, daß eine Verformung durch ein oder mehrere innere Elemente verursacht wird, die zwischen den äußersten Elementen radial nach außen gedrückt werden. Diese Schwierigkeit hat es in vielen Fällen bisher notwendig gemacht, eine relativ langsame (und daher unwirtschaftliche) Einzeldrall-Verseilmaschine zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgeschilderte Schwierigkeit zu beseitigen und auf diese Weise den Umfang bzw. das Serienprogramm von Kabelkernen zu vergrößern, die auf Doppeldrall-Verseilmaschinen hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß besteht ein Verfahren zum Herstellen eines verseilten Kerns mit einem in einer Richtung verlaufenden Schlag, der fest in einer Bandumwicklung eingeschlossen ist, darin, daß die Elemente in einer ersten Drallgebungsstufe miteinander verdrillt werden, um einen vorläufigen Strang zu bilden, der einen Schlag in der gewünschten Richtung aufweist, daß auf den vorläufigen Strang eine Bandumwicklung aufgebracht wird, welche die gleiche Schlagrichtung aufweist, und daß dann der mit Band umwickelte Strang in der gleichen Richtung in einer zweiten Drallgebungsstufe verdrillt wird, um die gewünschte Schlaglänge zu erhalten. Beide Drallgebungsstufen oder -schritte werden in einer Doppeldrall-Verseilmaschine durchgeführt, die vorzugsweise von derjenigen Bauart ist, bei welcher der Flügel um die Aufwickelspule rotiert, da diese Bauart die Möglichkeit bietet, die Bandaufwiekel-rMaschinerie außerhalb des Flügels anzuordnen.

Das Band selbst sollte aus einem Material bestehen, welches eine hohe Zugfestigkeit und Bruchdehnung aufweist, da die zweite Drallgebungsstufe ein Festziehen des Bandes auf die darunterliegenden Elemente verursacht (was ein federnd nachgiebiges und/oder duktiles Strecken des Bandes bedingen kann), und welches vorzugsweise einen geringen Reibungsbeiwert bei Eigenüberlappung aufweist. Bänder aus Kunststoff-Folien werden bevorzugt,

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und insbesondere wird es vorgezogen, eine Polyesterfolie zu verwenden, wie beispielsweise die Polyäthylenterphthalate, die unter den Warenzeichen "Melinex" und "Mylar" gehandelt werden, oder für Hochtemperatureinsatz eine Polyimid-Folie, wie diejenige, die unter dem Warenzeichen "Kapton" gehandelt wird, und ein Poly (!»,V-Diaminodiphenylather) Pyromellitimid ist. Metallbänder können ebenfalls verwendet werden.

Ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung von besonderer Wichtigkeit besteht darin, daß das Band auf den vorläufigen Strang mit der gleichen Schlaglänge wie der des vorläufigen Strangs selbst durch Verwendung einer stationären Zuführung für das Band aufgebracht werden kann. Dies vereinfacht die Vorrichtung und vermeidet eine mögliche Begrenzung der Betriebsgeschwindigkeit. In den meisten Fällen sollte das Band fest auf den Kern aufgebracht werden, doch wird die optimale Zugspannung von den Eigenschaften des Bandes, der Zusammendrückbarkeit des vorläufigen Stranges und dem Grad der Drallgebung in der zweiten Stufe abhängig sein.

Die Erfindung umfaßt auch Kerne, die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt sind, ferner Kabel, die mindestenß einen derartigen Kern enthalten, der in einem Mantel oder einer Hülle eingeschlossen ist, sowie eine Doppeldrall-Verseilmaschine mit Mitteln zum Aufbringen einer Bandwicklung auf den an der ersten Drallgebungsstelle gebildeten vorläufigen Strang, wobei der Bandwickel eine Schlagrichtung aufweist, die der Schlagrichtung des vorläufigen Stranges entspricht.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, die eine schematische Darstellung einer Verseilmaschine nach der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Wie in der Zeichnung dargestellt, laufen isolierte elektrische Leiter 1, die von ortsfesten Vorratsspulen 2 abgespult werden, durch entsprechend im Abstand ange-

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ordnete Löcher in einer Legeplatte 3 hindurch und werden in einem Schließnippel 4 zusammengebracht. Vom Nippel läuft der sich bildende Kern nach einem Flügel bzw. Flyer 5» der auf der Achse 6 rotiert und Führungen 7 trägt. Der sich bildende Kern empfängt einen Drall (pro Umdrehung des Flügels) zwischen dem Schließnippel und der Eintrittsstelle in den Flügel und einen zweiten Drall zwischen der Führung 8, die ihn in der umgekehrten Richtung entlang der Drehachse leitet, und eino?Aufwickelspule 9. Diese Aufwickelspule ist innerhalb des Flügels angeordnet, dreht sich aber nicht mit diesem; sie kann ortsfest sein oder sich auch in der entgegengesetzten Richtung oder mit einer anderen Geschwindigkeit drehen, doch wird vorzugsweise ihre Geschwindigkeit bzw. Drehzahl so eingeregelt, daß eine konstante Aufwickelrate beibehalten wird. Zwischen dem Nippel 4 und der Eintrittsstelle in den Flügel wird ein Band 10 auf den sich bildenden Kern von einer ortsfesten Vorratsspule 11 aufgebracht, die mit einem entsprechenden Zugspannungs-Regelmechanismus (nicht dargestellt) ausgerüstet ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurden sieben Kerne, die je

ρ aus einem runden Kupferdraht mit einem Querschnitt von 2,5 mm bestanden, der mit einer Schicht aus einer PVC-Verbindung in einer radialen Schichtstärke von 0,735 mm isoliert war, von ortsfesten Vorratsspulen abgezogen und durch einen ortsfesten Schließnippel hindurch zusammengeführt und von dort zusammen durch den Flügel einer herkömmlichen Doppeldrall-Verseilmaschine, die mit 13 Umdrehungen pro Sekunde rotierte, nach der ortsfesten, darin befindlichen Aufwickelspule geleitet. Die Lineargeschwindigkeit beträgt 5,45 m/Sekunde, und folglich hat der vorläufige Strang, der in dem Schließnippel gebildet wird, einen Schlag von 2,4 Wendeln pro Meter, und der die Aufwickelspule erreichende verseilte Kern hat einen Schlag Von 4,8 Wendeln pro Meter. Zwischen dem Schließnippel und der Eintrittsstelle in den Flügel wird ein Polyäthylenterephthalat-Band von 0,02 mm Dicke und 30 mm Breite auf den vorläufigen Strang von einer Vorratsspule her aufgebracht, die auf einer stationären Spindel sitzt. Die Band-

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wicklung bildet sich ebenfalls anfänglich mit einem Schlag von 2,4 Windungen pro Meter, und eine wesentliche Zugspannung, die in der Größenordnung von 200 - 300 N geschätzt wird, wird während des Wickeins im Band aufrechterhalten.

Bei dem an der Aufwickelspule ankommenden komplettierten Kabelkern ist das Band sehr fest auf die darunterliegenden isolierten Leiter aufgewickelt und hält diese effektiv gegen vogelkäfigartiges Auflockern und andere Arten von Verformungen fest (wie beispielsweise die Verlagerung von Kernen aus ihrer richtigen Relativstellung). Wird das Band weggelassen, so kann ein zufriedenstellendes Produkt durchweg nicht erzielt werden.

Neben dem allgemeinen Vorteil der reduzierten Kosten und der verbesserten Sicherheit hat die Verwendung eines nichtrotierenden Wickelkopfes den Vorteil, daß das Band leicht "verbunden" bzw. "angeknüpft" werden kann, ohne daß die Maschine gestoppt wird, und zwar einfach durch Einsetzen des vorderen Endes eines neuen Bandes zwischen den vorläufigen Strang und das Band, das sich seinem Aufbrauch nähert, bevor das letztere seine Zugspannung verloren hat.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Patentansprüche

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Claims

72 065 Kü/sch 2 7. IiEz. 1972 Patentansprüche

1. !Verfahren zum Herstellen eines verseilten Kerns mit einem in einer Richtung verlaufenden Schlag, eingeschlossen in eine Bandumwicklung, wobei die Elemente durch eine Doppeldrall-Verseilmaschine verdrillt werden, die sie in einem ersten Drallgebungsschritt zusammendreht, um einen vorläufigen Strang zu bilden, der einen Schlag in der gewünschten Richtung aufweist, und dann diesen vorläufigen Strang in der gleichem Richtung in einem zweiten Drallgebungsschritt verdreht, damit sich die gewünschte Schlaglänge ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem vorläufigen Strang vor dem zweiten Drallgebungsschritt eine Bandwicklung gebildet wird, welche die gleiche Schlagrichtung wie der vorläufige Strang selbst aufweist, und daß während des weiteren Verdrillens sich das Band festigt, um eine feste Umhüllung für den Kern zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandwicklung mit der gleichen Schlaglänge wie der des vorläufigen Stranges selbst aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band eine Kunststoffolie ist.

H. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus Polyester besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus Polyäthylenterephthalat besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie ein Polyimid ist.

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7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß d*e Folie aus PoIy(¹IjM'-Diamino-Diphenylather) Pyromellitimid besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band aus Metall besteht.

9. Verseilter Kern, dadurch gekennzeichnet, daß er durch das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.

10. Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest einen Kern nach Anspruch 9 enthält, der in eine Hülle bzw. einen Mantel eingeschlossen ist.

11. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch mit einer Doppeldrall-Verseilmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einer Einrichtung zum Aufbringen einer Bandwicklung auf den an der ersten Drallgebungsstelle gebildeten vorläufigen Strang ausgerüstet 1st, wobei die Bandwicklung eine Schlagrichtung aufweist, die der Schlagrichtung des vorläufigen Stranges entspricht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ortsfeste Bandzuführung zum Aufbringen einer Bandwicklung auf den vorläufigen Strang aufweist, die eine Schlagrichtung und Schlaglänge hat, welche gleich der Schlagrichtung und Schlaglänge des vorläufigen Stranges sind.

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