DE2433099A1

DE2433099A1 - Elektrisches kabel mit zugaufnehmenden elementen aus hochfesten kunststoffaeden

Info

Publication number: DE2433099A1
Application number: DE2433099A
Authority: DE
Inventors: Juergen Gladenbeck; Friedrich Dr Rer Nat Levacher; Gerald Dipl Phys Mueller; Karl Dr Ing Dr Schoerken; Hans-Peter Dip Schwindenhammer
Original assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Current assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Priority date: 1974-07-10
Filing date: 1974-07-10
Publication date: 1976-01-29
Also published as: NO752309L; NL7507055A; DE2433099B2; GB1497737A; ATA332775A; BE830922A; DE2433099C3; CH596642A5; SE7507050L; AT339396B

Description

Anmelder; Feiten & Guilleaume Kabelwerke AG 5 Köln 80 Schanzenstraße

Fl 4173 Köln-Mülheim, den 5« Juli 1974

Elektrisches Kabel mit zugaufnehmenden.Elementen aus hochfesten Kunststoffäden

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kabel bestehend aus einem oder mehreren kunststoffisolierten elektrischen Leitern, mit diesen gleichachsig verlaufenden zugaufnehmenden Elementen und. einem äußeren Kabelmantel.

Bei derartigen bekannten Kabeln bestehen die zugaufnehmenden Elemente aus Stahldrähten bzw, Stahlseilen, wodurch ein hohes Eigengewicht der Kabel entsteht. Kabel mit zugaufnehmenden Elementen werden z.B. als Tragseil-Luftkabel, koaxiale Fernmelde-Seekabel oder als Luftkabel mit einer äußeren zugfesten Bewehrung oder als bewehrte Starkstromkabel eingesetzt. Tragseil-

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Luftkabel weisen ein Tragseil, das aus Stahldrähten hergestellt ist, auf, das parallel zum Kabel durch einen Kunststoffmantel angespritzt ist. Dabei soll das Stahlseil die Zugkräfte aufnehmen, die durch das Eigengewicht des Kabels und durch andere Belastungen, z.B. Wind- und/oder Eisbelastung, entstehen und soll die elektrisch leitenden Drähte mechanisch entlasten. Fernmelde-Seekabel bestehen z.B. aus Koaxialpaaren, einer Polyäthylen-Vollisolierung und einer Stahl-Runddrahtbewehrung und einem äußeren Mantel, z.B. aus einer zweilagigen Jutewicklung. Auch werden als Fernmelde-Seekabel sogenannte "Light weight-Kabel" eingesetzt, die dann statt einer äußeren Stahldrahtbewehrung ein feindrähtiges Kernseil im Inneren des Innenleiters aufweisen. Auch sind Fernmelde-Seekabel mit Runddrahtbewehrung bekannt, die anstatt von Koaxialpaaren isolierte Leitungen enthalten. Selbsttragende Fernmeldekabel (Luftkabel) v/eisen isolierte elektrische Leiter mit einer zugfesten Bewehrung auf, dabei kann die zugfeste Bewehrung aus metallischen Drähten, z.B. Stahldrähten oder aus Leichtmetalldrähten, bestehen. Durch die Verwendung von Leichtmetalldrähten wird zwar bei diesen Kabeln das Eigengewicht des Kabels gesenkt, jedoch erniedrigt sich dadurch die Zugfestigkeit der tragenden Elemente. Ein Gewinn an spezifischer Zugfestigkeit (Zugfestigkeit bezogen auf das spezifische Gewicht) wird damit nicht erreicht. Bei bewehrten Starkstromkabeln wird die zugfeste Bewehrung aus Stahldrähten, z.B. Rund-, Flach- oder Profildrähten, aufgebaut, wodurch sich ebenfalls ein hohes Eigengewicht ergibt. Auch sind bereits Nachrichtenkabel, insbesondere zur Verwendung als Freileitungen bekannt, die einen zugfesten Kern aus Kunststoffäden* mit hoher Zugfestigkeit aufweisen. Dabei soll eine gesteigerte Zugfestigkeit der Kunststoffäden dadurch erreicht werden, daß diese kalt verformt, z.B. gereckt, werden, siehe CH-PS 231 338. Nachrichtenkabel mit derartig in ihrer Zugfestigkeit gesteigerten Kunststoffäden, sind zwar möglicherweise Nachrichtenkabeln mit zugaufnehmenden Elementen aus Leichtmetall in iher Zugfestigkeit überlegen, entsprechen jedoch in ihrer Zugfestigkeit nicht entsprechenden Nachrichtenkabeln mit zugaufnehmenden Elementen

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aus Stahldraht. Denn es ist weiterhin bekannt, um die Zugfestigkeit des vorstehenden, bekannten Kabels zu erhöhen, in den Kunststoffäden auch einen oder mehrere Stahldrähte vorzusehen.

Ausgehend von dem vorstehenden Stand der Technik liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Kabel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das bei unveränderten elektrischen Übertragungseigenschaften ein wesentlich geringeres Gewicht und eine wesentlich höhere spezifische Zugfestigkeit als die bekannten Kabel aufweist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die zugaufnehmenden Elemente aus hochfesten Kunststoffäden und die elektrischen Leiter aus unverseilten und/oder verseilten Einzeladern und/oder Koaxialpaaren.oder Sektorleitern bestehen. Erfindungsgemäß können die hochfesten Kunststoffäden zu Garnen und/oder Litzen und/oder Bündeln zusammengefaßt, z.B. verseilt^sein. Dabei wird als Faden ein kontinuierlicher sehr dünner Monofil verstanden; als Garn wird ein Bündel von parallel liegenden oder miteinander verdrehten Fäden bezeichnet; als Strang gilt ein Bündel von parallel zusammengefaßten oder miteinander verdrehten Garnen; als Litze wird ein für den Aufbau eines Seiles geeigneter Strang bezeichnet; als Seil gilt ein längliches Gebilde, aufgebaut aus parallel zusammengefaßten Fäden und/oder parallel zusammengefaßten oder miteinander verdrehten oder umeinander geschlungenen Garnen und/ oder Litzen.

Hochfeste Kunststoffäden sind solche, die vergleichbare, u.U. verbesserte, mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul) haben, wie die üblicherweise bisher verwendeten Stahldrähte, also bei weitem die verbreiteten Fäden aus Polyamid oder aus Polyester in ihsr Festigkeit übertreffen. Die bisher verwendeten Stahldrähte besitzen z.B. eine Zugfestigkeit von ΙβΟ bis 210 kp/mm , wohingegen die erfindungsgemäßen hochfesten Kunststoffäden eine Zugfestigkeit von 250 bis 350 kp/mm besitzen. Bei einem spezifischen Gewicht von 7,8 p/cnr von Stahldrähten und 1,47 p/cm^ von hochfesten Kunststoffäden ergibt sich eine

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spezifische Zugfestigkeit (Zugfestigkeit/spezifisches Gewicht) für Stahldrähte von 20 bis 27 km und für die erfindungsgemäßen hochfesten Kunststoffäden von I70 bis 240 km. Das Spannungs-Dehnungs^/erhalten von hochfesten Kunststoffäden ist bis zum Bruch linear elastisch, während das von Stahldrähten oberhalb der Streckgrenze einen plastischen Anteil hat, so daß ein höherer Anteil der Zugfestigkeit bei hochfesten Kunststoffäden ausgenutzt werden kann. In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung sind die zugaufnehmenden Elemente oder die zur Bildung derselben zusammengefaßten Kunststoff-Fäden, - Garne und/oder -Litzen von einer biegsamen, elastischen und abriebfesten Hülle umgeben. Diese Hülle kann bevorzugt aus einem gewickelten Folienband und/oder einem in gleichmäßiger Schicht aufgebrachten Kunststoff und/oder aus einem Mantelgeflecht, z.B. aus dicken Polyamid-Drähten bestehen. Erfindungsgemäß können die Litzen mindestens ein axial verlaufendes Garn mit dehnfähigen, vorteilhafterweise parallel gefachten Kunststoffäden enthalten. Dabei werden unter dehnfähigen Kunststoffäden solche verstanden, die beispielsweise aus Polyamid oder Polyester bestehen. Bei dieser Konstruktion nehmen die äußeren Lagen aus hochfesten Kunststoffäden bei Zugbelastung die volle Last auf und die axial verlaufenden dehnfähigen Kunststoffäden werden gleichsam als Füllmaterial lediglich verformt, ohne einen nennenswerten Beitrag zur Zugfestigkeit zu liefern. Würde die axiale Litze ebenfalls aus hochfesten Kunststoffäden bestehen, so würde bei Zugbelastung die ganze Last auf die axiale Litze übertragen, weil die äußeren Lagen entsprechend ihrer Seildehnung nicht direkt auf Zug belastet werden. Dadurch würde schon bei relativ geringen Belastungen die axiale Litze reißen und damit das ganzerSeil gefährdet werden.

Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, die zugaufnehmenden Elemente mit einem elastischen Material, z.B. mit einem Harz, zu durchtränken. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Volumenanteil des elastischen Materials nach dem Aushärten in der Bewehrung zwischen 10 und 70 %, vorzugsweise 40 bis 60 %_s

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beträgt, Durch die Tränkungsmasse wird ein Zusammenhalt zwischen den die zugaufnehmenden Elemente bildenden Kunststoffäden erreicht, so daß eine bessere Kraftübertragung zwischen diesen erzielt wird. Weiterhin dient die Tränkungsmasse als Schutz gegen Pestigkeitsminderung durch Abrieb. Erfindungsgemäß bestehen die zugaufnehmenden Elemente aus einem aromatischen Homo- oder Copolyamide z.B. aus m-Phenylendiamin und Terephtalsäure.

Um Kabel und Leitungen bei ihrer Verlegung in Rohre einzuziehen, ist es bisher üblich, dazu beispielsweise Ziehstrümpfe zu verwenden. Erfindungsgemäß kann es deshalb vorteilhaft sein, die zugaufnehmenden Elemente am Kabelende herauszuführen und zu einem Zugseil zusammenzufassen, so daß das Kabel unmittelbar mit diesem Zugseil eingezogen werden kann»

Soll das erfindungsgemäße Kabel beispielsweise als Luftkabel mit einem Tragseil verwendet werden, so ist es zweckmäßig, wenn die zugaufnehmenden Elemente als ein parallel zum Kabel verlaufendes Tragseil ausgebildet sind, wobei das Tragseil mit dem äußeren Kunststoffmantel verbunden ist, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen oder gemeinsames Umspritzen mit dem Mantelmaterial. Bei einem derartigen erfindungsgemäßen Tragseil-Luftkabel wird beispielsweise die Bruchlast des Tragseils um 2/3 erhöht und gleichzeitig das Gewicht auf I/5 gegenüber einem Tragseil aus Stahl verringert. Damit wird das Tragseil wesentlich leichter als das Luftkabel selbst, so daß größere Abspannlängen bei gleichem Mast-, bzw. Abspannkonstruktionen ermöglicht werden. Werden zum Aufbau des Tragseils im wesentlichen parallel liegende Kunststoffäden oder ungedrehte Garne verwendet, so kann die Zugfestigkeit der hochfesten Kunststofffaden praktisch voll ausgenutzt werden. Durch die das Tragseil umgebende elastische Hülle werden sie Kunststoffadenbündel oder die einzelnen Kunststoffäden zusammengehalten, wodurch die Formstabilität des Tragseils unter den auftretenden Belastungen erhöht wird.

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Soll das erfindungsgemäße Kabel z.B. als selbsttragendes Fernmelde -Luftkabel verwendet werden, so kann es vorteilhaft sein, wenn die zugaufnehmenden Elemente als Bewehrung konzentrisch zu den elektrischen Leitern angeordnet sind. Um dabei die Zugfestigkeit der Kunststoffäden bzw. der zugaufnehmenden Elemente voll auszunutzen, ist es vorteilhaft, die zugaufnehmenden Elemente axial-parallel zueinander verlaufend anzuordnen. Kommt es bei dem erfindungsgemäßen Kabel nicht auf die volle Ausnutzung der Zugfestigkeit der hochfesten Kunststoffäden in der Bewehrung an, sondern mehr auf die Flexibilität, so ist es vorteilhaft, wenn die zugaufnehmenden Elemente als Bewehrung um den Mantel geschlagen sind. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die zugaufnehmenden Elemente bzw. die Belehrung von der elastischen Hülle umgeben sind, die zur Formstabilität des Kabels beiträgt und zudem die Bewehrung vor Beschädigung vor allem bei Transport und Montage schützt.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Kabels z.B. als Starkstromkabel mit einer Bewehrung aus zugaufnehmenden Elementen aus hochfesten Kunststoffäden bzw. aus diesen hergestellten Garnen, Bündeln usw. kann es erfindungsgemäß weiterhin vorteilhaft sein, wenn die zugaufnehmenden Elemente zu langgestreckten Kunststoffprofilen mit z.B. kreisförmigem, elliptischem, rechteckigem, trapezförmigem oder ringsegmentförmigem Querschnitt verpreßt sind. Dadurch entsteht am Umfang des Kabels eine formschlüssige Hülle, die noch dadurch verbessert werden kann, daß die Eofile im noch nicht vollständig ausgehärteten Zustand aufgebracht werden und dadurch miteinander verkleben. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Kunststoffprofile schraubenlinienförmig vorzuformen, wodurch zu hohe Spannungen im fertigen Kabel vermieden werden.

Wird das erfindungsgemäße Kabel z.B. als Seekabel mit koaxialen Leitern verwendet, so kann es erfindungsgemäß zweckmäßig sein, wenn die zugaufnehmenden Elemente als Kernseil im Inneren eines Innenleiters des Koaxialpaares angeordnet sind. Weitere Anordnungsmöglichkeiten für die zugaufnehmenden Elemente gemäß der

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vorliegenden Erfindung bestehen darin, daß die zugaufnehmenden Elemente in einem Dielektrikum zwischen dem Innen- und dem Aussenleiter von Koaxialpaaren angeordnet sind, oder daß die zugaufnehmenden Elemente auf dem Außenleiter oder in der den Aussenleiter umgebenden Isolierung vorgesehen werden. Weiterhin ist es erfindungsgemäß günstig, wenn die zugaüfnehmenden Elemente im Kabelmantel enthalten sind.

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Kabels, z.B. als Fernmelde-Seekabel ergeben sich große Transportlängen bei geringen Transportkosten, eine leichte Verlegung und eine geringe mechanische Beanspruchung der Kabelgarnituren .und der Verstärker. Zusätzlich oder alternativ zu der im vorstehenden besehr!ebenen Anordnung der zugaufnehmenden Elemente ist es weiterhin erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn die Isolation der elektrischen Leiter und/oder der Kabelmantel aus einem mit Kunststoffäden in Leiterlängsrichtung verstärktem Kunststoff besteht. Wird bei einem erfindungsgemäßen Kabel noch eine elektrisch leitende Abschirmung benötigt, so kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, wenn die als Bewehrung dienenden zugaufnehmenden Elemente mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet sind. Dabei kann die elektrisch leitende Beschichtung formschlüssig, z.B. durch Kleben, oder kraftschlüssig, z.B. durch Verzahnen, mit der Oberfläche der zugaufnehmenden Elemente aufgebracht werden und vorteilhafterweise als geschlossene Hülle ausgebildet sein, so daß Feuchtigkeit weder in Querrichtung noch in Längsachse in die zugaufnehmenden Elemente eindringen kann. Für den Fall, daß die elektrisch leitende Beschichtung als geschlossene Metallhülle kraftschlüssig mit den eingeschlossenen Kunststoffäden verbunden ist, können die derart eingeschlossenen zugaufnehmenden Elemente auch vorteilhaft als Innenleiter eines Koaxialkabels verwendet werden. Ebenso ist die Verwendung als Phasenseil oder in Verbindung mit Phasenseil-Luftkabeln möglich.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kabels wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren angewendet, das sich von

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den üblichen Herstellungsverfahren von Kabeln, insbesondere Tragseil-Luftkabeln, selbsttragenden Luftkabeln und Fernmelde-Seekabeln oder Starkstromkabeln, dadurch unterscheidet, daß zunächst die zugaufnehmenden Elemente aus hochfesten Kunststoffäden bzw. die aus diesen gebildeten Garne, Litzen und/oder Bündel mit einem elastischen Material getränkt werden, dann die getränkten Garne, Litzen, Bündel verseilt und zueinander parallel laufend um die, in die oder zwischen die elektrischen Leiter angeordnet werden, danach unter Wärmezufuhr ausgehärtet und anschließend der Kabelmantel aufgebracht wird. Statt Garne, Litzen und/oder Bündel vorher zu tränken, kann es ebenfalls möglich sein, das Tränken nach dem Anordnen der Fäden, Garne, Litzen und Bündel um bzw. zwischen den elektrischen Leitern vorzunehmen. Weiterhin kann es ausreichend sein, die zugaufnehmenden Elemente nur in den äußeren Lagen zu tränken.

Erfindungsgemäß kann auch ein Verfahren angewendet werden, bei dem zunächst die zugaufnehmenden Elemente aus hochfesten Kunststoffäden oder die aus diesen gebildeten Garne, Litzen und/oder Bündel mit einer elastischen Hülle umgeben werden, die derart umhüllten Elemente bzw. Garne, Litzen, Bündel verseilt oder zueinander parallel laufend um die, in die oder zwischen die elektrischen Leiter angeordnet werden und danach der Kabelmantel aufgebracht wird.

Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein als Tragseil-Luftkabel verwendetes erfindungsgemäßes Kabel,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein als selbsttragendes Fernmelde-Luftkabel verwendetes erfindungsgemäßes Kabel,

Fig. 5~7 Schnitte durch weitere mögliche Ausführungsformen des Kabels gemäß Figur 2,

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Fig. 8-13 Schnitte durch als Fernmelde-Seekabel verwendete erfindungsgemäße Kabel,

Fig. 14,15 Schnitte durch als Starkstromkabel verwendete erfindungsgemäße Kabel,

Fig. 16 eine Vorrichtung zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kabels mit einer elastischen Hülle,

Fig. 17 eine Vorrichtung zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kabels mit durchtränkten zugaufnehmenden Elementen.

Ein als Tragseil-Luftkabel verwendetes erfindungsgemäßes Kabel, siehe Fig.l, besteht aus isolierten Leitern 1 mit einer gemeinsamen Kunststoffumhüllung 2 mit einem statischen Schirm 3· Parallel zu den isolierten Leitern 1 verläuft ein Tragseil 4 aus parallelen Bündeln aus hochfesten Kunststoffäden. Das Tragseil 4 ist mit den umhüllten elektrischen Leitern 1, 2, 3 durch einen gemeinsamen Kunststoffmantel 5 verbunden. Der Kunststoffmantel 5 hält außerdem die hochfesten Kunststoffaden-Bündel des Tragseils 4 zusammen. Bei einem entsprechend aufgebauten Tragseil-Luftkabel besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß die das Tragseil 4 bildenden Bündel aus zusammengepreßten, mit einem elastischen Material durchtränkten hochfesten Kunststoffäden bestehen. Dabei kann das Tragseil ohne zusätzlichen Kunststoffmantel mit dem umma±elten elektrischen Leiter verbunden sein. Dazu wird das durchtränkte Tragseil 4 vorteilhafterweise parallel zum ummantelten Kabel im noch nicht ausgehärteten Zustand des Tränkmaterials an das Kabel bzw. die umhüllten elektrischen Leiter 1, 2, 3* 5 fortlaufend angepreßt und dabei unter Wärmeeinwirkung das Tränkmaterial ausgehärtet.

Ein als selbsttragendes Fernmelde-Luftkabel verwendetes erfindungsgemäßes Kabel - siehe Fig. 2 - besteht beispielsweise aus einem elektrischen Leiter, der aus zehn Vierern 7 zusammengesetzt ist. Der elektrische Leiter ist von einer Kunststoffhülle 8 umgeben, an deren Außenseite ein Metallmantel 9 angeordnet ist,

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Der Metallmantel 9 ist von einer äußeren zugfesten Bewehrung aus parallel liegenden Bündeln oder ungedrehten Garnen aus hochfesten Kunststoffäden umgeben, die wfederum von einer biegsamen Hülle 11 umschlossen ist. Bei einem derartigen selbsttragenden Fernmelde-Luftkabel kann die äußere zugfeste Bewehrung 10 auch aus mit einem elastischen Material durchtränkten, parallel liegenden Bündeln oder ungedrehten Garnen aus hochfesten Kunststoffäden bestehen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann ein nach der Erfindung aufgebautes selbsttragendes Fernmelde-Luftkabel auch aus einzelnen isolierten, verseilten, elektrischen Leitern 13 bestehen, die von einer Kunststoffhülle 14 umgeben sind. Die Kunststoffhülle 14 hat gleichzeitig die Funktion der äußeren zugfesten Bewehrung und ist aus parallel^ liegenden, fest miteinander verbundenen, mit einem elastischen Material durchtränkten Bündeln und/oder gedrehten Garnen aus hochfesten Kunststoffäden aufgebaut.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, können die elektrischen Leiter auch aus koaxialen Leitern l6 bestehen, die um zugaufnehmende Elemente 17 aus hochfesten Kunststoffäden oder aus diesen gebildeten Garnen, die zu Litzen oder Bündeln verseilt sein können, angeordnet sind. Die elektrischen Leiter l6 und die Zugelemente 17 sind von einer Kunststoffhülle 18 umgeben. Im dargestellten Beispiel sind beispielsweise drei aus koaxialen Leitern, Zugelementen und Kunststoffhülle bestehende Leiterbündel miteinander verseilt und von einem Mantel 19 umschlossen.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der um einen zentral angeordneten Strang 20 aus hochfesten Kunststoffäden oder aus daraus hergestellten Garnen einzelne Koaxialleiter 21 angeordnet sind, die wiederum von einem Mantel 22 umgeben sind. Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform eines selbsttragenden Fernmelde-Luftkabels bestehen die zugaufnehmenden Elemente aus in der die koaxialen Leiter 24 umgebenden Kunststoff-"hülle 25 angeordneten hochfesten Kunststoffäden, wobei es ebenfalls möglich ist, daß diese hochfesten Kunststoffäden die Hülle 25 selbst bilden. ._6omEm81

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In Fig. 7 sind die aus hochfesten Kunststoffäden gebildeten zugaufnehmenden Elemente 26 in die Zwischenräume zwischen den aus koaxialen Leitern 27 bestehenden Leiterbündeln angeordnet. Die Leiterbündel sind von einer Hülle 28 umgeben.

Ein als Fernmelde-Seekabel verwendetes erfindungsgemäßes Kabel

- Fig. 8 - besteht z.B. aus einem rohrförmigen Leiter 29, in dem ein Kernseil 30 aus Garnen oder Litzen aus hochfesten Kunststoffäden angeordnet ist. Zwischen dem Innenleiter 29 und einem Außenleiter 3I ist eine Kunststoffisolation 32, beispielsweise aus Polyäthylen, vorgesehen, und um den Außenleiter 3I ist ein äußerer Mantel 33* z.B. aus Kunststoff, angeordnet. Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, kann zwischen dem drahtförmigen Innenleiter 3^ und einem Außenleiter 35 eine faserverstärkte Isolation 36 angeordnet sein, wobei dann kein zugaufnehmendes Kernseil vorhanden ist. In Fig. 10 ist ein Koaxialpaar 37 mit Garnen aus hochfesten Kunststoffäden als äußere Bewehrung 38 abgebildet, die von einem Kunststoffmantel 39 umschlossen wird. Bei dem in Fig. 11 dargestellten Fernmelde-Seekabel ist das Koaxialpaar 41 von einem faserverstärktem Mantel 42 umschlossen. Eine weitere Alternative zeigt Fig, 12, wobei zwischen bekannten Koaxialpaaren 43 Zugelemente 44 aus hochfesten Kunststoffäden angeordnet sind. Gemeinsam sind diese von einem äusseren Kunststoffmantel 45 umschlossen. In Fig. 13 sind bekannte Koaxialpaare 45 von einer gemeinsamen äußeren faserverstärkten Kunststoffhülle 46 umgeben.

Ein als Starkstromkabel verwendetes erfindungsgemäßes Kabel ■

- Fig. l4 - weist einen mehrdrähtigen elektrischen Leiter 48 auf, der von einer halbleitenden Schicht 49 und einer anschliessenden Isolation 50 umgeben ist. Die Isolation 50 weist am Umfang eine weitere halbleitende Schicht auf, die von einem Kupferschirm 51 umhüllt ist. Auf diesen folgt eine zugfeste Bewehrung 52 aus parallel zur Kabelachse liegenden Bündeln oder ungedrehten Garnen aus hochfesten Kunststoffäden, umgeben von einer biegsamen Hülle· 53· Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, kann

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die äußere zugfeste Bewehrung ^K aus mit parallelen hochfesten Kunststoffäden verstärkten Kunststoffprofilen aufgebaut sein. Die Profile haben z.B. einen nierenförmigen Querschnitt und können entweder parallel oder schraubenlinienförmig zur Kabelachse verlaufen. Die Kunststoffprofile werden zweckmäßigerweise im noch nicht ausgehärteten Zustand um das Kabel aufgebracht* dann unter Wärmezufuhr und Druck ausgehärtet und verdichtet sowie miteinander verbunden=

Zum Herstellen eines der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Kabels₅ insbesondere zum Herstellen eines Kabels mit einer von einer biegsamen Hülle umgebenen zugfesten Bewehrung aus hochfesten Kunststoffäden_s dient eine Vorrichtung _s bei der von einem Gestell 56 mit einer Anzahl von Ablaufspulen 57s wovon nur zwei dargestellt sind_s BündeI₅ bzw. Garne 58 aus hochfesten Kunststoffäden über Umlenkrollen 59 abgezogen und danach zur Bewehrung 60 mit einer Preßmatrize 6l um einen von einer Abzugstrom-Hiel 62 ablaufenden elektrischen Leiter 63 zusammengepreßt sowie in einer Extrudierpresse 64 mit einer biegsamen Hülle 65 umspritzt werden. Der bewehrte elektrische Leiter 65* umspritzt mit der biegsamen Hülle 65 wird von einer Ablauftrommel abgezogen und in bekannter Weise mit einem Mantel umspritzt, soweit die biegsame Hülle nicht als Mantel dienen kann* Alle Antriebe dieser Vorrichtung sind über ein Steuergerät miteinander gekoppelt (Fig. 16)0

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Kabels mit einem Tragseil oder einer Bewehrung aus ^ε mit einem elastischen Material durchtränkten Kunststoffaden-Bündeln, bzw. -Garnen wird wie folgt beschrieben (Fig. 17)1

Von.einem Gestell 67 mit einer Anzahl von Ablaufspulen 68 werden Bündel, bzw. Garne 69 aus hochfesten Kunststoffäden abgezogen. Danach durchlaufen diese eine Einrichtung zur Durchtränkung mit einem elastischen Material, z.B. einem Kunstharz. Die Durchtränkungseinrichtung besteht in einer bevorzugten

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Ausführungsform aus einem ringförmigen Behälter 70, der das elastische Material in einem flußigkeitsähnlichem Zustand enthält und der gegenüberliegende öffnungen aufweist, durch die die Bündel, bzw. Garne 69, im Zuge ihrer Durchtränkung durchgezogen werden. Umlenkrollen 71 gewährleisten einen glatten, reibungsfreien Durchlauf der Garne 69 durch die öffnungen und eine definierte Vorspannung der Garne 69, was für eine optimale Durchtränkung erforderlich ist, vorzugsweise mit Hilfe einer zusätzlich regelbaren Spanneinrichtung für die Umlenkrollen 71· Die durchtränkten Bündel, bzw. Garne 69 werden in einer ggf. heizbaren Preßmatrize 72 zum fertigen Zugelement um einen von eine.r Trommel 73 ablaufenden elektrischen Leiter zusammengepreßt oder im zusammengepreßten Zustand zwischen einzelne elektrische Leiter eingeführt oder auf diesen geschlagen.

Die eingezeichnete Ofenstrecke 75 fördert durch Wärmeeinwirkung das Aushärten des elastischen Durchtränkungsmaterials.

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Claims

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1. Elektrisches Kabel bestehend aus einem oder mehreren kunststoffisolierten, metallischen, elektrischen Leitern, mit diesen gleichachsig verlaufenden zugaufnehmenden Elementen und einem äußeren Kabelmantel, dadurch gekennzei chn e t, daß die zugaufnehmenden Elemente (4,10,17,20,25,26, 50*36,^8,42,46,52,54) aus hochfesten Kunststoffäden und die elektrischen Leiter (1,7,13,16,21,24,27,29,34,35,37,41,43, 45,48) aus unverseilten und/oder verseilten Einzeladern und/ oder Koaxialpaaren oder Sektorleiterh bestehen.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfesten Kunststoffäden zu Garnen und/oder Litzen und/oder Bündeln zusammengefaßt sind.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente oder die zur Bildung derselben zusammengefaßten Kunststoffäden, -garne und/oder -litzen von einer biegsamen, elastischen und abriebfesten Hülle umgeben sind.

4. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Litzen mindestens ein axial verlaufendes Garn mit dehnfähigen Kunststoffäden enthalten.

5. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, d a durch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente (4,10,17,20,25,26,30,36,38,42,46,52,54) mit einem elastischen Material, z.B. mit einem Harz, durchtränkt bzw. imprägniert sind.

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6. Kabel nach Anspruch 5s dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil des elastischen Materials nach dem Aushärten in der Bewehrung zwischen 10 und 70 %_s vorzugsweise 40 bis 60 %_s beträgt.

7. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichne t_s daß die zugaufnehmenden Elemente (4,10,17,20,25,26,30,36,38,42,46,52,54) aus einem aromatischen Homo- oder Copolyamide z.B. aus m-Phenylendiamin und Terephtalsäure, bestehen»

8. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7* dadurch gekennzeichne t_s daß die zugaufnehmenden Elemente (4,10,17,20,25,26,30,36,38,42,46,52,54) am Kabelende herausgeführt und zu einem Zugseil zusammengefaßt sind.

9„ Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichne t_s daß die zugaufnehmenden Elemente als ein parallel zum Kabel verlaufendes Tragseil

(4) ausgebildet sind, das mit dem äußeren Kunststoffmantel

(5) verbunden ist.

10. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet,, daß die zugaufnehmenden Elemente (10,14,25,38,42,46,52,54) als Bewehrung konzentrisch zu den elektrischen Leitern (7,13,24,37,41,45,48) angeordnet sind.

!Ι. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8 und 10, dadurch gekennzeichne t, daß die zugaufnehmenden Elemente (4,10,17,20,25_S26,30,36,38,42,46,52,54) als Bewehrung axial parallel zueinander verlaufen.

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12. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente als Bewehrung um den Mantel geschlagen sind.

13. Kabel nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch geke nn ze i chne t, daß die zugaufnehmenden Elemente (54) zu langgestreckten Kunststoffprofilen, mit z.B. kreisförmigem, elliptischem, rechteckigem, trapezförmigem oder ringsegmentformigem Querschnitt, verpreßt sind.

14. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 8, d a durch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente (19,20,30) als Kernseil im Inneren eines Innenleiters des Koaxialpaares angeordnet" sind.

15· Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente (26,44) zwischen den elektrischen Leitern angeordnet sind.

16. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente in einem Dielektrikum zwischen einem Innen- und einem Außenleiter der Koaxialpaare angeordnet sind.

17. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente auf dem Außenleiter oder in der den Außenleiter umgebenden Isolation angeordnet sind.

18. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 8, d a durch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente im Kabelmantel enthalten sind.

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19. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation der elektrischen Leiter und/oder der Kabelmantel aus einem mit Kunststoffäden in Leiterlängsrichtung verstärktem Kunststoff besteht.

20. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 19* dadurch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet sind.

21. Kabel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Beschichtung als geschlossene Hülle ausgebildet ist.

22. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kabels nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die zugaufnehmenden Elemente (69) aus hochfesten Kunststoffäden, bzw. die aus diesen gebildeten Garne, Litzen und/oder Bündel mit einem elastischen Material getränkt werden, dann die getränkten Garne, Litzen, Bündel verseilt oder zueinander parallel laufend um die, in die oder zwischen die elektrischen Leiter angeordnet werden, danach unter Wärmezufuhr ausgehärtet und anschließend der Kabelmantel aufgebracht wird.

23· Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennze i chne t, daß das Tränken nach dem Anordnen der Fäden, Garne, Litzen-und Bündel um, bzw. zwischen den elektrischen Leitern erfolgt.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die zugaufnehmenden Elemente (69) nur in den äußeren Lägen getränkt werden.

509885/0B81

Fl 4173 -&-$-' 5. Juli 1974

25. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kabels nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die zugaufnehmenden Elemente aus hochfesten Kunststoffäden oder die as diesen gebildeten Garne, Litzen und/oder Bündel mit einer elastischen Hülle umgeben werden, die derart umhüllten Elemente bzw. Garne, Litzen, Bündel verseilt oder zueinander parallel laufend um die, in die oder zwischen die elektrischen Leiter angeordnet werden und danach der Kabelmantel aufgebracht wird.

26. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kabels nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das durchtränkte Tragseil parallel zum ummantelten Kabel im noch nicht ausgehärteten Zustand des Tränkmaterials an das Kabel fortlaufend angepreßt und dabei unter Wärmeeinwirkung das Tränkmaterial ausgehärtet wird.

27. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kabels nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffprofile im noch nicht ausgehärteten Zustand um das Kabel aufgebracht werden, dann unter Wärmezufuhr und Druck ausgehärtet und verdichtet sowie miteinander verbunden werden.

509885/0581

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