DE2632986B2 - Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit einer leitenden konzentrischen Mantelschicht und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

können die Einzeldrähte nunmehr auch auf feste Unterlagen aufgebracht werden, ohne daß ein Aufkorken der Drähte und ein Ablösen der konzentrischen Mantelschicht von der Unterlage befürchtet werden muß.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, ein elastisch dehnbares und vorgespanntes Halteband zu verwenden. Beschädigungen des etwa aus Kupfer bestehenden Leiterbandes sind damit vermieden, ein gleichmäßiger und von Herstellungstoleranzen unabhängiger Anpreßdruck ist damii sichergestellt

Zweckmäßig ist es auch, wenn das Halteband einen kreisrunden Querschnitt aufweist Hierdurch ist die bei flachen Bändern bestehende Gefahr des Verdrillens vermieden, Unsicherheiten in der Führung treten nicht auf.

Vorteilhaft kann es mitunter auch sein, das Halteband derart zuzuführen, daß seine Steigung höchstens zwei Drittel des Durchmessers der leitenden Mantelschicht beträgt Damit ist Halterung der Drähte gesichert.

Zur Erleichterung des Fertigungsablaufes hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Halteband beim Beginn der Herstellung eines Kabels um den Mantel des Kabels herumgewickelt wird und seine Enden miteinander verschweißt oder verleimt werden.

Werden bei der Kabelherstellung die etwa einen konzentrischen Schutzleiter bildenden Drähte unmittelbar auf eine Mantelschicht aus einem thermoplastischen Material aufgebracht, dann werden die den Leiter bildenden Drähte ohne Druck aufgebracht. Beschädigungen etwa der Isolierung eines elektrischen Kabel;·, sind damit vermieden.

Zur Herstellung eines derartigen Kabels dient eine Vorrichtung, bei der die Kabelseele einem ersten, koaxial schwenkbar um die Kabelseele gelagerten, mit Führungsorganen versehenen ersten Träger zugeführt wird, der mit abwechselnder Schlagrichtung Leiter der konzentrischen Mantelschicht zuführt Koaxial zur Kabelseele drehbar gelagert und mit einem Führungsorgan versehen ist ein zweiter Träger, um die von den Leitern gebildete Schicht mit einem schraubenlinienförmig verlaufenden Leiterband zum umwickeln. Ferner ist eine Führungsrolle vorgesehen, deren Drehachse entlang einer Kreisbahn um die Kabelseele drehbar ist, und eine Antriebsvorrichtung, um den zweiten Träger und die Führungsorgane um die Kabelseele herumzudrehen.

Um nun sicherzustellen, daß die Leiterschicht satt auf der Unterlage aufliegend aufgebracht werden kann, ist noch ein dritter, um die Kabelseele drehbar gelagerter Träger vorhanden, der Führungsrollen trägt und dessen Antriebsvorrichtung mit dem zweiten und dritten Träger so verbunden ist, daß diese die beiden Träger beim Betrieb mit unterschiedlicher Drehzahl und/oder Drehrichtung dreht Die Drehachse jeder Führungsrolle ist dabei zweckmäßig schief zur Kabelseele angeordnet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert In der Zeichnung zeigt

die F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kabels, mit zwei Führungsrollen,

die F i g. 2 eine axonometrische Ansicht eines Kabels und

die Fig.3 einen schematischen Querschnitt durch eine Variante einer Vorrichtung mit drei Führungsrollen.

Die in der F i g. 1 dargestellte Vorrichtung dient zur Herstellung eines Kabels 1, das in größerem Maßstab in der Fig.2 dargestellt ist Das für Hochspannungen vorgesehene Kabel 1 weist eine Kabelseele 2 mit beispielsweise drei isolierten Leitern 3 auf, die in eine Isoliermasse 4 mit kreiszylindrischer Außenfläche eingebettet sind. Die Isoliermasse 4 ist von einem inneren Isoliermantel 5 umhüllt An diesen schließt eine Schicht von Leitern 6, nämlich Drähten, an, die konzentrisch um die Kabelseele 2 herum angeordnet sind und dieser wellenförmig entlang laufen. Zur Verdeutlichung sind die Leiter 6 in der Fi g. 1 nur zum Teil und dafür mit großem Durchmesser dargestellt Die Leiter 6 sind mit einem flachen Leiterband 7 umwickelt das in der Fig.2 mit etwas übertriebener Dicke gezeichnet ist und schraubenlinienförmig entlang der Kabelseele 2 verläuft wobei seine Steigung größer als seine Breite ist Die Steigung des Leiterbandes 7 kann beispielsweise etwa das Vierfache der Bandbreite betragen. Die Leiter 6 und das Leiterband 7 bilden zusammen eine leitende Mantelschicht 8. Diese ist von einem äußeren Isoliermantel 9 umhüllt

Die Vorrichtung weist ein Gestell mit einer Grundplatte 11 auf. Auf dieser ist bei der Eingangsseite mindestens ein Führungsorgan 12 zum Zuführen der Kabelseele 2 angeordnet, das etwa einen Sockel 13 und Führungsrollen 14 aufweisen kann. Ferner ist bei der Ausgangsseite der Vorrichtung mindestens ein Transportorgan 15 vorhanden, um die Kabelseele 2 und die leitende Mantelschicht 8 weiter zu transportieren. Jedes Transportorgan 15 weist etwa einen Träger 16, Rollen 17 und Raupenbänder 18 auf. Die Rollen 17 sind über ein schematisch durch eine strichpunktierte Linie angedeutetes Getriebe 20, etwa ein Transmissionsgetriebe, mit einer Antriebsvorrichtung 19 verbunden, die mindestens einen Motor und ein Getriebe mit mehreren Abgängen aufweist Die Rollen 14 des Führungsorgans 12 können ebenfalls mit der Antriebsvorrichtung 19 verbunden sein.

Die Vorrichtung weist ferner einen ersten Träger 21 auf, der durch eine eine durchgehende Längsöffnung aufweisende Hülse gebildet wird und koaxial zur Kabelseele 2 drehbar gelagert ist Der erste Träger 21 ist mit einem sich konisch verjüngenden, Längsrippen 216 aufweisenden Führungsorgan 21a versehen, das zum Zuführen der Leiter 6 dient Die Leiter 6 werden von nicht dargestellten Vorratsrollen dem Führungsorgan 21a zugeführt. Der erste Träger 21 ist mittels eines schematisch angedeuteten Lagers 22, das in einem mit dem Gestell verbundenen Lagerblock 23 gehalten ist, sowie weiterer, nicht dargestellter Lager gelagert. Der erste Träger 21 ist durch ein durch die strichpunktierte Linie 24 angedeutetes Getriebe mit der Antriebsvorrichtung 19 verbunden und wird beim Betrieb durch diese derart angetrieben, daß er eine periodische Hin- und Her-Schwenkbewegung ausführt.

Die Vorrichtung weist einen zweiten scheibenförmigen Träger 25 auf, der mittels mindestens eines in einem Lagerblock 27 gehaltenen Lagers 26 koaxial drehbar zur Kabelseele 2 gelagert ist und ebenfalls eine durchgehende Längsöffnung 25a aufweist, durch die der erste Träger 21 und das Kabel hindurchgeführt ist Der zweite Träger 25 ist mit mindestens einem Führungsorgan 28 versehen, das eine Stütze 29 und eine drehbar gelagerte Rolle 30 aufweist, um dem Kabel das Leiterband 7 zuzuführen. Das Leiterband 7 wird dem Führungsorgan 28 über nicht dargestellte Umlenkrollen von einer ebenfalls nicht dargestellten Vorratsrolle zugeführt. Der Träger 25 weist einen Abschnitt 25£> auf, der mit einer ringförmigen Rille 25c versehen ist und

eine Transmissionsrolle bildet. Diese ist durch einen Riemen 31 mit einer Rolle 32 verbunden, die auf einer Welle 33 sitzt. Bei der letzteren handelt es sich um eine Abtriebswelle der Antriebsvorrichtung 19.

Die Vorrichtung weist einen dritten Träger 35 auf, der mittels eines in einem Lagerblock 37 des Gestells gehaltenen Lagers 36 koaxial drehbar zur Kabelseele 2 gelagert ist. Der Träger 35 weist eine durchgehende Längsöffnung 35a auf, durch die die Kabelseele 2 und die diese umhüllende, leitende Mantelschicht 8 hindurchgeführt sind. Auf dem dritten Träger 35 sind zwei ungleichlange Zapfen 38, 39 befestigt. Auf den freien Enden der Zapfen 38,39 ist je eine Führungsrolle 40,41 drehbar gelagert. Die beiden Führungsrollen 40,41 sind auf sich diametral gegenüberstehenden Seiten der Kabelseele angeordnet und in Längsrichtung des Kabels etwas gegeneinander versetzt. Die Drehachsen 42, 43 sind etwas schief zur Kabelseele 2, aber mindestens annähernd parallel zueinander. Die beiden Führungsrollen 40, 41 führen ein Halteband 44, das in einigen Windungen schraubenlinienförmig um die leitende Mantelschicht 8 herumgewickelt ist. Das Halteband kann durch eine elastisch dehnbare, einen vollen, kreisrunden Querschnitt aufweisende Seite gebildet sein und aus dem unter dem Markennamen Nylon bekannten Polyamid bestehen. Der Träger 35 weist eine ringförmige Rille 35b auf, in die ein Transmissions-Riemen 45 eingreift, der den Träger mit einer Riemenscheibe 46 verbindet. Diese sitzt drehfest auf einer Abtriebswelle 47 der Antriebsvorrichtung 19.

Im folgenden soll nun die Herstellung eines Kabels erläutert werden.

Durch das Führungsorgan 12 und die weiteren vorhandenen Führungsorgane wird der in der F i g. 1 dargestellten Vorrichtung eine Kabelseele 2 zugeführt und dann durch das Transportorgan 15 in der durch den Pfeil 50 dargestellten Richtung weitertransportiert. Die Kabelseele 2 wird bei der Verseilstelle 50 mit der leitenden Schicht 8 versehen. Zu diesem Zweck werden durch das Führungsorgan 21a mit wechselnder Schlagrichtung die Leiter 6 zugeführt. Ferner wird durch das Führungsorgan 28, das mit konstanter Winkelgeschwindigkeit auf einer Kreisbahn um die Kabelseele 2 herumbewegt wird, das Leiterband 7 zugeführt, so daß dieses die Leiter 6 umwickelt und an den Isoliermantel 5 der Kabelseele 2 andrückt.

Im Bereich der Verseilstelle 51 werden die Leiter 6 sowie das Leiterband 7 ferner vom endlosen Halteband 44 geführt und zusammengehalten. Der dritte Träger 35 mit den beiden Führungsrollen 40 und 41 wird dabei in einer Drehrichtung um die Kabelseele 2 gedreht, die zur Drehrichtung des Trägers 25 entgegengesetzt ist. Das Leiterband 7 und das Halteband 44 bilden also gegengängige Schraubenlinien. Im übrigen ist die Drehzahl des dritten Trägers 35 etwa fünf Mal größer als diejenige des zweiten Trägers 25. Dementsprechend ist die Steigung der vom Halteband 44 gebildeten Schraubenlinie etwa fünf Mal kleiner als diejenige des Leiterbandes 7. Die Steigung des Haltebandes 44 beträgt vorzugsweise höchstens zwei Drittel des Durchmessers der leitenden Mantelschicht 8. Die vom Leiterband 7 und vom Halteband 44 gebildeten Schraubenlinien schneiden einander. Dies hat zur Folge, daß das Halteband 44 das Leiterband 7 stellenweise überdeckt und an die Leiter 6 andrückt.

Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, wird das Halteband 44 bei der Führungsrolle 40 fortwährend auf das Kabel aufgewickelt und bei der Führungsrolle 41 wieder abgewickelt. Die beiden Führungsrollen können dabei frei drehen.

Die Steigung des Leiterbandes 7 ist gleich demjenigen Weg, um den die Kabelseele 2 während eines Umlaufes des zweiten Trägers 25 vorwärtsbewegt wird. Die Steigung des Haltebandes 44 ist gleich demjenigen Weg, den die Kabelseele 2 während eines Umlaufes des dritten Trägers 35 zurücklegt. Die Antriebsvorrichtung 19 muß selbstverständlich so ausgebildet sein, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Kabels die Schwenkgeschwindigkeit des ersten Trägers 21 und die Drehgeschwindigkeiten der beiden Träger 35 und 36 während der Herstellung eines Kabels konstant bleiben oder zumindest immer das gleiche Verhältnis zueinander aufweisen.

Das Halteband 44 ist elastisch und etwas vorgespannt, so daß es das Leiterband 7 und die Leiter 6 unter Vorspannung an den inneren Isoliermantel 5 der Kabelseele 2 andrückt. Das Halteband 44 besteht zweckmäßigerweise aus einem schweiß- oder klebbaren Material. Am Anfang eines Herstellungsprozesses kann dann ein Stück Band auf die Länge zugeschnitten, um den Anfang des Kabels gewickelt, über die beiden Führungsrollen 40, 41 geführt und bei den Enden verschweißt oder verleimt werden. Das Halteband 44 ist dabei derart um das Kabel herumzuführen, daß seine Steigung mit derjenigen Steigung übereinstimmt, die sich nachher im Betrieb aus der Transportgeschwindigkeit des Kabels und der Drehzahl des Trägers 35 ergibt Ferner ist das Halteband 44 in so vielen Windungen um das Kabel herumzuführen, daß die Länge der von ihm gebildeten Schraubenlinie auf die Anordnung der Führungsrollen 40, 41 abgestimmt ist, so daß das Halteband auf der leitenden Mantelschicht 8 nichl rutscht.

Wenn das Halteband 44, wie erwähnt, einer kreisrunden Querschnitt aufweist, kann es schnell und einfach um das Kabel herumgewickelt und bei der Enden verschweißt werden, ohne daß man auf die Verdrehung achten muß. Ferner paßt es sich dann gut ar die Oberfläche der leitenden Mantelschicht an. Das Halteband kann jedoch ohne weiteres etwa Längsriller aufweisen, sonst aber rund sein. Seine zwischen der Rillen vorhandenen Flächenabschnitte sollten danr zweckmäßigerweise immer noch Teile eines Kreiszylinders bilden, so daß das Band im wesentlichen immei noch kreisrund ist.

Beim vorstehend beschriebenen Verfahren kann alsc die leitende Mantelschicht direkt auf den innerer Isoliermantel 5 der Kabelseele aufgebracht werden. Dei letztere wird dabei nicht oder höchstens unwesentlich plastisch deformiert. Das Kabel kann also hergestell werden, ohne daß vorgängig vor der Bildung dei leitenden Mantelschicht 8 eine besondere, plastisol deformierbare Hilfs-Schicht aufgebracht wird.

Nach der Bildung der leitenden Mantelschicht 8 kam noch in üblicher Weise der äußere Isoliermantel ! hergestellt werden. Selbstverständlich können be Bedarf auch noch weitere Schichten aufgebrach werden.

Die F i g. 3 zeigt einige Elemente einer Variante eine Vorrichtung für die Herstellung eines Kabels 101. Dii Vorrichtung weist einen drehbar gelagerten drittel Träger 135 auf, auf dem drei Führungsrollen 140, 141

fa5 142 drehbar gelagert sind, die das Halteband 144 führer im übrigen kann die Vorrichtung etwa gleich ausgebil det sein, wie die in der F i g. 1 dargestellte Vorrichtung. Im übrigen kann noch eine Spannrolle vorgesehei

werden, deren Lager bewegbar gehalten ist. Durch eine am Lager angreifende Feder kann dann eine das Halteband spannende Kraft erzeugt werden. Ferner könnte man auch nur eine einzige Führungsrolle vorsehen, die durch eine zum Kabel schiefe Walze gebildet ist und sich über die ganze Länge der vom Halteband gebildeten Wicklung erstreckt. Diese Ausführung hätte allerdings den Nachteil, daß das Kabel mit einem einseitigen Zug beaufschlagt würde.

Beim vorstehend beschriebenen Verfahren weisen die vom Leiterband 7 und vom Halteband gebildeten Schraubenlinien sowohl unterschiedliche Drehrichtungen als auch unterschiedliche Steigungen auf. Im Prinzip ist jedoch schon eine dieser Bedingungen ausreichend, um zu bewirken, daß das Halteband stellenweise direkt an den Leitern 6 und stellenweise am Leiterband anliegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit einer konzentrischen, leitenden Mantelschicht, bei dem zur Bildung der letzteren die Leiter mit wechselnder Schlagrichtung einer Verseilstelle zugeführt, im Bereich der letzteren durch ein endloses Halteband, das in einigen schraubenlinienförmigen Windungen um sie herumläuft, geführt und zusammengehalten werden, und bei dem die so gebildete Kabelseele mit einem zusätzlichen Leiterband derart umwickelt wird, daß dieses schraubenlinienförmig entlang des Kabels verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteband derart zugeführt wird, daß es eine andere Steigung aufweist als das Leiterband, so daß es dieses stellenweise überdeckt und an die Leiter andrückt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisch dehnbares und vorgespanntes Halteband verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteband mit kreisrundem Querschnitt verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteband derart zugeführt wird, daß seine Steigung höchstens zwei Drittel des Durchmessers der leitenden Mantelschicht beträgt

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß das Halteband beim Beginn der Herstellung eines Kabels um den Mantel des Kabels herumgewickelt wird und seine Enden verschweißt oder verleimt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter beim Verseilen ohne Druck auf eine sich unter ihnen befindende Isolier-Mantelschicht aufgebracht werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bei der die Kabelseele einem ersten, koaxial schwenkbar um die Kabelseele gelagerten, mit Führungsorganen versehenen Träger zugeführt wird, der mit abwechselnder Schlagrichtung Leiter der konzentrischen Mantelschicht zuführt, und bei der ein zweiter, koaxial zur Kabelseele drehbar gelagerter, mit mindestens einem Führungsorgan versehener zweiter Träger vorgesehen ist, um die von den Leitern gebildete Schicht mit einem schraubenlinienförmig verlaufenden Leiterband zu umwickeln, sowie mindestens einer Führungsrolle, deren Drehachse entlang einer Kreisbahn um die Kabelseele drehbar ist, und einer Antriebsvorrichtung, um den zweiten Träger und die Führungsorgane um die Kabelseele herumzudrehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter, um die Kabelseele (2) drehbar gelagerter Träger (35,135) vorhanden ist, der die Führungsrollen (40, 41, 140, 141, 142) trägt, und daß die Antriebsvorrichtung (19) derart ausgebildet und mit dem zweiten und dritten Träger verbunden ist, daß sie diese beiden Träger (25,35,135) beim Betrieb mit unterschiedlicher Drehzahl und/oder Drehrichtung dreht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (42,43) jeder Führungsrolle (40,41) schief zur Kabelseele (2) ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit einer leitenden, konzentrischen Mantelschicht, mitunter auch Schutzleiter genannt bei dem zur Bildung der letzteren die Leiter mit wechselnder Schlagrichtung einer Verseilstelle zugeführt, im Bereich der letzteren durch ein endloses Halteband, das in einigen schraubenlinienförmigen Windungen um sie herumläuft, geführt und zusammengehalten werden und bei dem die so gebildete

ίο Kabelseele mit einem zusätzlichen Leiterband derart umwickelt wird, daß dieses schraubenlinienförmig entlang des Kabels verläuft

Bei Hochspannungskabeln ist der Mantel normalerweise mit einer metallischen, elektrisch leitenden, zum Schutz dienenden Mantelschicht versehen. Solche leitenden Mantelschichten weisen häufig eine Schicht von Drähten auf, die mäander- oder wellenlinienförmig entlang des Kabels verlaufen. Diese von Drähten gebildete Schicht ist mit einem leitenden, schraubenlinienförmig verlaufenden Band umwickelt

Bei einem bekannten Verfahren (DE-PS 14 65 670) für die Herstellung eines solchen Kabels wird auf die Kabelseele ein weicher, plastisch deformierbarer Hilfsmantel aufgebracht. Die zur Bildung der leitenden Mantelschicht dienenden Drähte werden dann in den Hilfsmantel eingebettet und dadurch beim Umwickeln des Leiterbandes gehalten. Dieser weiche, plastisch deformierbare Hilfsmantel wäre an sich für das Kabel nicht erforderlich und dient ausschließlich als Fabrikationshilfe. Er hat daher eine beträchtliche Verteuerung des Kabels zur Folge.

Bei einem anderen bekannten Verfahren (DE-OS 19 01 112) wird ein endloses, flaches Halteband verwendet, das einige Male schraubenlinienförmig um die Drähte herumgewickelt ist. Das Halteband wird dabei so geführt und um die Drähte herumgewickelt, daß es parallel zum Leiterband in der Mitte zwischen den von diesem gebildeten Windungen verläuft. Die Führungsorgane zum Zuführen des Leiterbandes und die Führungsrillen zum Führen des Haltebandes sind dabei auf einem scheibenförmigen Träger montiert, der koaxial zur Kabelseele drehbar gelagert ist.

Wird, wie bei dem ersten bekannten Verfahren, zur Festlegung der Einzeldrähte ein Hilfsmantel verwendet, dann reicht diese bekannte Halterung der Drähte im Verseilpunkt aus. Soll jedoch z. B. aus Kostengründen auf einen solchen Hilfsmantel verzichtet werden, bietet dieses Verfahren keine Gewähr dafür, daß die Einzeldrähte auf einer festen Oberfläche, etwa der Isolierung, satt aufliegen und bei den anschließenden Arbeitsschritten nicht aufkorben und zumindestest stellenweise sich von der Oberfläche abheben.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem die konzentrischen Leiterdrähte ohne Zuhilfenahme haftvermittelnder Mantelschichten fest auf die Kabelseele bzw. das Leiterband auf die Leiter gedrückt werden und dort arretiert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Halteband derart zugeführt wird, daß es eine andere Steigung aufweist als das Leiterband, so daß es dieses stellenweise überdeckt und an die Leiter andrückt.

Bei einem solchen Verfahren sind zur Festlegung der Einzeldrähte auf der Oberfläche des Kabels haftvermittelnde Zusatzschichten nicht mehr erforderlich. Neben den Materialkosten für diese Schichten kann ein Arbeitsschritt eingespart werden. Nach der Erfindung