DE2833702C2 - Verfahren und Vorrichtung zum SZ-Verseilen von Starkstromkabeladern mit sektorf örmigem Leiterquerschnitt - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der I crtigungs tcchnik elektrischer Kabel und behandelt die SZ-Verseilung von Starkstromkabcladern mit scktorformigcm L.eilerqiicrschnitl unter besonderer [!erücksichtigung der hierbei auftretenden mechanischen Kräfte.

Zur besseren Raiimausniitzung des Kabclqucrsehiiil· (es ist es bei mehradrigen Starkstromkabeln im Nieder* und linieren Mitlelspannungsbcrcich (<l0kV) üblich, Kabeladern mit seklorföfmigcril Leiterqtierschniu /u verwenden. Diese werden miteinander mil gleichbleibender DrallrichUing zur Kabclscclc verseilt. Dabei können Sekloradcrn mit und ohne Vordrall verwendet werden. Sektoradern ahne Vordrall werden ohne Rückdrehung miteinander verseilt, wobei während des Verseilvorganges starke Torsionsbeanspruchungen auf die Sektoradern einwirken. Sektoradern mit Vordrall werden mit Rückdrehung miteinander verseilt; hierbei sind die Torsionsbeanspruchungen relativ gering (»Kabel- und Leitungsfertigung«, Kombinat VEB Kabelwerk Oberspree, VEB-Verlag Technik Berlin, 1976, Seite 200). Bei der Verseilung von Sektoradern ist es üblich vor

ίο dem Verseilnippel eine Zwangsführung für jede Ader anzuordnen, um ihre für die Verseilung erforderliche räumliche Lage zu fixieren. Eine solche Zwangsführung kann aus mehreren geradlinig hintereinander angeordneten profilierten Rollen b-jstehen, zwischen denen die jeweilige Ader hindurchläuft (DE-OS 22 11 111).

Neben der üblichen Verseilung der Sektoradern mit gleichbleibender Drallrichtung ist auch eine Verseilart bekannt, bei der die Sektoradern mit in Abständen wechselnder Drallrichtung verseilt werden. Eine solche Verseilart hat in den letzten Jahren unter der Bezeichnung »SZ-Verseilung« bei der Herstellung von Fernmeldekabeln und Starkstromleitungen Eingang gefunden, doch sind die hierzu entw ickelten SZ-Verseilmaschinen für die Verseilung von Sektoradern nicht ohne entsprechende Weiterentwicklung einsetzbar, da bei der Verseilung von .Sektoradern wegen der großen Leiterquerschnitte (> 3^c.mm²) große mechnische Kräfte zu beherrschen sind.

Bei einer bekannten Einrichtung /ur SZ-Verseilung

J" von Sekloradern ohne Vordrall ist als eigentliches Verseilwerk/eug eine vor einem Verseilnippel angeordnete oszillierende Verseilscheibe vorgesehen, die mit Zwangsführungen für die Sektoradern gekoppelt ist. Mit einer solchen Verseileinrichiung können naturge

J5 maß nur ein bis /wei Verseilschlage je Verseilrichtung cr/.-ugt werden (DH-C)S 25 14 0 53). Um im übrigen auch eine Beschädigung der Aderisolierungen auszuschalten, ist daher bereits vorgeschlagen worden, die vor dem Verseilnippel zwangsweise geführten Sektoradern mit einer /wischen dem ersten und einem /weiten Verseilnippel angeordneten Verteilvorrichtung /ti verseilen. Diese lauft mit abschnittsweise wechselnder Drehrichtung um. so daß die Sektoradern im ersten Verseilnippel ein erstes Mal und im /weiten Verscilnippci ein /weites Mal gleichsinnig verseilt werden. Die Verseileinrichtung besteht dabei aus einem oder /wei hintereinander angeordneten Spann/angenab/ugen. Gegebenenfalls können /wischen den Verseilpunkten und der Verteilvorrichtung nichimtierendc Spann/an

^r>0 gcmib/iigc angeordnet sein, um /ur Erzielung einer konstanten Schlaglangc jeweils gleiche Entfernungen zwischen den fur die Verseilung maßgebenden feststehenden und umlaufenden Teilen der Verteileinrichtung zu gewährleisten. Die Drehrichlung der Verseilvornch

^w lung wird in Abständen geändert, die in bekannter Weise auf die Speichcrkapa/ilät der Einrichtung abgestimmt sind.

/ur SZ Verseilung von runden l.eiliingsadern mn größerem I.eilerqiiersihnitt ist im übrigen eine SZ-Ver-

^M> scilmaschine bekannt, die /wei Verseilwerk/eiige enthalt, nämlich eine oszillierende Lochscheibe und einen oszillierend umlaufenden Verseilkopf in Form eines Raupcnabzuges oder einer Drci-Rollen-Einrich* tuiig. Während die Lochscheibe vor einem ersten Verseilnippel angeordnet ist, befindet sich der Verseilkopf zwischen dem ersten und einem zweiten Verseilnippel (DE-OS 24 12 199).
Weiterhin ist zur SZ-Verseilung von Grundbündcln

für Nachrichtenkabel ein Verseilverfahren bekannt, bei dem die Verseilelemente Ober eine Lochscheibe einem Verseilnippel zugeführt, unmittelbar anschließend mit Hilfe eines oszillierenden Verseilkopfes verseilt und anschließend über eine Strecke frei durch die Luft geführt werden, die sehr viel größer als der Abstand der Umkehrstellen der Drallrichtung im Verseilgui ist. Durch Aufbringen einer Bcspinnung während des Verseilvorganges wird verhindert, daß sich die Umkehrstellen der Drallrichtung während der freien Führung durch die Luft aufseilen (»Wire & Wire Products«, 1967, Seite 96). Für derartige Verseilzwecke können auch Verseilköpfe eingesetzt werden, die nach Art eines Raupenabzuges ausgebildet sind (DE-OS 17 90 249) oder aus einer vom Verseilgut einmal umschlungenen, tangential zur Verseilachse angeordneten Umlenkrolle bestehen (DE-AS 17 65 452).

Der Erfindung fliegt die Aufgabe zugrunde, zur SZ-Verseilung von Starkstromkabeladern mit sektorförmigem Leiterquerschnitt ein Verfahren zu schaffen. mit dem bei der Verseilung der Kabeladern auf diese bzw. auf deren Isolierung möglichst geringe mpchani sehe Kräfte ausgeübt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Verfahren zur Herstellung von mehradrigen Starkstromkabeln aus. bei dem aus einer Vielzahl von Drähten zunächst Leiter mit sektorförmigem Querschnitt hergestellt, die Leiter anschließend mit einer extrudieren Kunstsioffisolierung versehen und die so hergestellten Adern einem Verseilpunkt zugeführt und mit in Abständen wechselnder Richtung miteinander tordiert und anschließend kontinuierlich abgezogen und aufgewickelt werden. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leiter mit in Abständen wechselnder Drallrichtung vordralliert werden, daß die Kabeladern J5 unter gegenseitiger paralleler, symmetrischer Zuordnung der Umkehrstcllcn der Vordrallicrung dem Verseilpunkt zugeführt und während dieser Zuführung rückgedreht werden und daß die Kabeladern unmittelbar hinter dem Verseilpunkt in gestrecktem Zustand nur ein einziges Mal mit wechselnder Torsionsrichlung miteinander bleibend tordiert werden, wobei die Anzahl der Torsionsschlaglängcn in jeder Torsionsrichtung w e-nigstens drei beträgt.

Mit einem derartigen Verfahren lassen sich also Sektoradern von Starkstromkabeln auf einfache Weise SZ-verseilcn, so daß der Verseilprozeß zur Rationalisierung der Fertigung mit anderen Fertiglingsvorgängen, insbesondere mit der voraufgehenden Adercxtrusion und der nachfolgenden M;;ntelextrusion und gegebe· nenfalls auch dem Aufbringen eines Schirmes kombiniert werden k-inn. Die SZ- Verseilung, bei der die Adern mit jeweils einer größeren Anzahl von .Schlaglängen in jeder Richtung verseilt werden, findet dabei mit besonderem Vorteil it. der Weise statt, daß sowohl die Kabeladern während ihrer Zuführung zum Verseilpunkt als auch die miteinander lordierten Adern unmittelbar iMch dem Torsionsvorgang in der Weise frei durch die Luft geführt werden, daß die Durchlaufzcit eines l.angsabschniites des Verseilgutes durch diese Führiingsstreckc sehr viel größer ist als die Düfchlaufzcil eines eine gleichbleibende Dralirichtung aufweisenden Abschnittes des Verscilgutcs durch den Vcrscilpunki.

Auf diese Weise wird sichergestellt, daß sich die auf die Adern während d«r Verseilung ausgeübte SZ-Torsion über einen längeren Abschnitt des Vcrseilguies ausgleichen kann um' daß die Adern nur im Dereich zwischen dem Vcrscil'iippcl und der für die Torsion der Adern erforderlichen Verdrehungsvorrichtung miteinander verseilt werden, da sich die an sich hinter der notwendigen Verdrehungsvorrichtung auf die Adern ausgeübte Torsion ebenfalls über eine längere Strecke des Verseilgutes ausgleichen kann und somit zu keiner bleibenden Torsion führt.

Zur Durchführung der Rückdrehung und der Tordierung bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Verfahren ist eine Vorrichtung besonders geeignet, die ausgeht von raumfest angeordneten Adervorräten, einem Verseilpunkt (Verseilnippel) und einer davor angeordneten Verseilscheibe und einem dahinter angeordneten, mit wechselnder Drehrichtung umlaufbaren Verseilkopf und einer Abzug- und Aufwickeleinrichtung und bei der der Abstand zwischen dem Verseilkopf und der Abzug- und/oder Aufwickeleinrichtung sehr viel größer als der Abstand der Umkehrstellen der SZ-Vordrallierung der Kabeladern ist. Speziell ist hier der freie Absland zwischen den Adervorräten und dem Verseilpunkt sehr viel größer als der Abstand der Umkehrstellen der SZ-Vordrallierung ü».: Kabeladern.

Eine derart ausgebildete Vorrichtung jesteht aus wenigen an sich bekannten, einfachen Baugruppen, insbesondere dann, wenn für den Verseilkopf eine Anordnung nach Art eines Raupenabzuges oder eines Spannbaci.onabzuges verwendet wird.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen in schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des neuen Verseilverfahrens. Diese werden im folgenden näher erläutert.

Die in den Figuren schematisch dargestellten Vorrichtungen bestehen im wesentlichen aus dem Fachmann bekannten Konstruktionselementen wie Spule, Lochscheibe. Verseilnippcl. festsiehender oder rotierender Raupenband- cder Spannbackenabzug. Spinner. Extrucwr. Wasserkuhlstrecke. Abzug- und Aufwickeleinrichtung. Daher wird auf eine konstruktive Darstellung dieser Bauteile verzichtet.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient zur Verseilung von drei Starkstromkabeladern 2 zu einem Verseilverband 7. Die Kabeladern 2 weisen einen rektorförmigen Leiterquerschnitt auf und sind vordralliert. Hierzu wurden die Leiter aus einer Vielzahl, beispielsweise 19. 37 oder öl F.inzeldrählen hergestellt und während dieser Herstellung mit eine»" Vordryllierung versehen, deren dichtung in Abständen ,; von beispielsweise 4 m gewechselt wurde. Dieser Wechsel wurde durch eine entsprechende Umsteuerung des rotierenden Profilwerkzeuges erreicht.

Die kunststoffisolierten Kabeladern 2 laufen von räumtest angeordneter. Adervorräten 1 ab und werden über eine Strecke b. die sehr viel größer ist als der Abstand .; de; Umkehrsteiien der Vordrallierung der Kabjlacu-m. über eine feststehende Verseilscheibe 3 dem Vcrseilnippel 4 zugeführt. Hierbei ist darauf ζυ achten, daß die Adern 2 stets so in die Ablaufgestell 1 eingesetzt sind, daß die einander entsprechenden Wechselstellen der Vordrallierung aller Adern in der fertigen Vcrseilgrup^e 7 genau >n derselben Querschnittsebene liegen.

Die Strecke b, über die die Adern frei durch die Luft geführt werden, sollte wenigstens das Vierfache der Strecke <■;, vorzugsweise das Fünf- bis Achtfache dieser Strecke betragen.

Hinter dem Vcrscilrippcl 4 ist ein mit wechselnder Drehrichtung rotierender Verseilkopf 5 angeordnet, der die im Verseilnippcl 4 zusammengeführten Adern von außen kraftschlüssig umfaßt und miteinander tordieri

bzw. verseilt. Der Verseilkopf besieht aus einer Raupenbandanordnung oder aus einer Anordnung nach Art eines Spannbackenabzuges. Die Raupenbänder oder Spannbacken werden in Richtung der Verseilachse vom durchlaufenden Verseilgut angetrieben, können aber auch von dußen angetrieben sein und das Vcrseilgut in Längsrichtung der Verscilachsc bewegen. Die Drehbewegung des Vcrseilkopfes5 ist genau auf die Vordrallierung der Kabeladern 2 abgestimmt, d.h. sie wechselt in Absländen ihre Richtung, die der Durchlaufzeit eines Abschnittes der Länge a des Verseilgutes durch den Verseilpunkt 4 entsprechen. Die Drehzahl des Verscilkopfes 5 ist gleich dtin Quotienten aus der gleichförmigen Abzugsgeschwindigkeit ν und der Schlaglängc sder Vordrallierung der Kabeladern.

Im Anschluß an den Verscilkopf 5 durchlaufen die miteinander tordierten Kabeladern frei durch die Luft eine Strecke der Länge c und werden danach von der Ab/ügCinpiCuiüng 8 Cf ίάβί Und Hin diC AüfwickcIcSilrichtung 9 aufgewickelt. Die Strecke eist ebenfalls sehr viel größer als ein Abschnitt der Länge n der Kabeladern und beträgt ebenfalls vorzugsweise das Fünf- bis Achtfache dieser Länge.

Mit Hilfe der Strecke b wird erreicht, daß sich bei ''er Zuführung der Kabeladern 2 zum Verseilpunkt 4 innerhalb der Kabeladern nur geringe Torsionsspannungen periodisch auf- und wieder abbauen, so daß die Kabeladern wie bei Anwendung einer Rückdrehung wcitestgehend torsionsspannungsfrei in den Vcrseilnippcl 4 einlaufen. Daher sind am Verseilkopf 5 nur relativ geringe Kräfte notwendig, um die SZ-vordrallicrtcn Kabeladern 2 /um SZ-verseilten Verband 7 zusammenzufügen.

Der Ausgleich der Torsionsspannungen in den Kabeladern 2 im Bereich der Strecke b wird begünstigt, wenn sich die Kabeladern in den Fiihrungsöffnungen der Verseilschcibe 3 leicht drehen können. Es ist daher zweckmäßig, die Führungsöffnungen als kugelgclagcrte Nippel- oder Rohrführungen auszugestalten.

Durch die zwischen dem Verseilkopf 5 und der Ab/ugeinrichtung 8 vorgesehene freie Strecke c wird errnirhi. daß die hinter dem Verseilkonf 5 auf das Vcrseilgut an sich ausgeübte Torsion nicht zu einer bleibenden Tordierung des Verseilgutes führt, weil sich die abwechselnd überlagerte Zusatzdrillung im Bereich dieser Strecke ausgleicht bzw. vom Verseilverband elastisch aufgenommen wird und somit die Geometrie des Verseilverbandes nicht stört. Eine gegebenenfalls auftretende elastische Zusatzverdrillung hebt sich bei nachfolgenden Arbeitsgängen, bei denen der Verseilverband über größere Strecken frei durch die Luft geführt wird, wieder auf. Die bleibende Verdrillung der Kabeladern 2 wird somit allein durch die vom -Verseilkopf 5 im Bereich des Verseilnippels 4 ausgeübte Verdrehung erreicht.

Im Bereich der Strecke czwischen dem Verseilkopf 5 und der Abzugseinrichtung 8 ist mit einem Aufseilen der Umkehrstellen der Verdrillungsrichtung unter dem Einfluß von Zugspannungen nicht zu rechnen, da die Kabeladern 2 vordralliert sind und so für eine stabile Geometrie sorgen. Gegebenenfalls kann aber hinter dem Verseilkopf 5 ein Bandspinncr 6 angeordnet sein, mit dem eine Haltewendel auf den Verseilverband 7 aufgebracht wird. Im übrigen kann die Abzugeinrichtung 8 entfallen, wenn der wechselnd rotierende Verseilkopf 5 deren Funktion übernimmt.

F i g. 2 zeigt, wie die Verseilung der Kabeladern 2 zu einem Verseilverband 7 mit einem Extrusionsprozeß Vcrknüpfl werden kann, indem das Verscilgut am Ende der Strecke c mittels einer Umlenkscheibe 10, die als Scheibenabzug ausgebildet sein kann, umgelenkt und einem Extruder 11 mit nachfolgender Wasserkühlstrek-

kc 12 zugeführt wird. Wenn für die Extrusion des Kabelmantels ein Druckspritzverfahren verwendet wird, besteht auch die Möglichkeit, den Extruder 11 unmittelbar hinler dem Verscilkopf 5 anzuordnen und die Wasserkühlstrecke 12 als freie Strecke c zu

in verwenden, wie es in F i g. 3 dargestellt ist.

F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel. bei dem zunächst die Rückdrehung der Kabeladern 2 mit dem Extrusionsprozeß zum Aufbringen der Adcrisolicrung auf die von raumfest angeordneten Vorräten 1 ablaufenden, SZ-vordrallicrlen Scktorleiter 20 kombiniert wird. Hierzu sind in unmittelbarer Nähe der Vorratsspulen 1 die Extruder 13 angeordnet, denen die Kühlstrcckcn 14 nachgeschaltet sind. Diese wirken im

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Ausgleich der durch die Verseilung auf die Kabeladern 2 ausgeübten Torsionsbeanspruchungen.

Weiterhin zeigt Fig.4, wie die gesamte Baulänge einer entsprechenden Vorrichtung dadurch verkürzt werden kann, daß unmittelbar hinter dem Verseilkopf 5 eine Umlcnkeinrichlung 15 angeordnet wird, welche die wechselnde Torsion des Verseilkopfes 5 auf das Verscilgut überträgt, so daß in der Strecke c zwischen der L' !!lenkeinrichtung 15 und der feststehenden Umlcnkscheibc 10 der Ausgleich der eingangs erwähnten zusätzlichen SZ-Torsion des Vcrseilgutes erfolgen kann. Die Umlenkeinrichtung 15 besteht zu diesem Zwerk aus mehreren auf einem Kreisbogen angeordneten Umlcnkrollcn 16, deren Achsen gegenüber der Führungsachsc des Vcrseilgutes schräggestelli sind.

wobei die Sehrägstellung dieser Achsen entsprechend der Drehrichlung und der Drehzahl des Verscilkopfes 5 veränderbar ist. Durch die Sehrägstellung der Achsen der Umlenkrollen 16 wird dabei erreicht, daß das Vcrseilgut beim Ablaufen auf den Rollen oder Walzen eine erzwungene Rotationsbewegung um seine eigene Achse ausführen kann, d. h. die Führungsrollen 16 bilden aufgrund ihrer Schrägstellung einen drehenden Antrieb für das Verseilgut, wobei die Antriebskraft hierfür durch die Bewegung des Verscilgutes in seiner Längsrichtung gewonnen wird. Verseilkopf 5 und Umlenkeinrichtung 15 können gegebenenfalls derart zu einer Baugruppe vereinigt werden, daß die Umlenkcinrichlung 15 gleichzeitig die Funktion des Verseilkopfes 5 übernimmt.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung ist vorausgesetzt, daß der mit dem Extruder 11 u.id der anschließenden Kühlstrecke 12 aufgebrachte Kabelmantel im Druckspritzverfahren aufgebracht wird oder daß beim Schlauchreckverfahren eine im Spritzkopf wechselnd rotierende Kabelseele zugelassen werden kann. Demgemäß ist der Extruder Ii unmittelbar hinter der Umlenkeinrichtung 15 angeordnet, so daß die Kühlstrecke 12 die Ausgleichstrecke für die zweite SZ-Torsion des Verseilgutes darstellt. Auf diese Weise lassen sich die Arbeitsvorgänge Aufbringen der Aderisolierung/Verseilen der Adern/Ummanteln der Kabelseele besonders raumsparend und übersichtlich verwirklichen. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Ablaufspulen 1 und die Auflaufspule 9 oder entsprechende Behälter unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und mit demselben automatischen Transport- und Beschickungssystem bewegt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mehradrigen Starkstromkabeln, deren Kabeladern einen sektorförmigen Leiterquerschnitt aufweisen, bei dem aus einer Vielzahl von Drähten Leiter mit sektorförmigem Querschnitt hergestellt, die Leiter anschließend mit einer extrudieren Kunststoffisolierung versehen und die so hergestellten Adern einem Verseilpunkt zugeführt und mit in Abständen wechselnder Richtung miteinander tordiert (verseilt) und anschließend kontinuierlich abgezogen und aufgewikkelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter mit in Abständen wechselnder Drallrichtung vordralliert werden, daß die Kabeladern (2) unter gegenseitiger paralleler, symmetrischer Zuordnung der Umkehrstellen der Vordrallierung dem Verseilpunkt (4) zugeführt und während dieser Zuführung rückgedrehl werden und daß die Kabeladern unmittelbar hinter dem Verseilpunkt in gestrecktem Zustand nur ein einziges Mal mit wechselnder Torsionsrichtung miteinander bleibend lordiert werden, wobei die Anzahl der Forsionsschlaglängen in jeder Torsionsrichtung wenigstens drei beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kabeladern während ihrer Zuführung /um Verseilpunkt als auch die miteinander tordierten Adern unmittelbar nach dem Torsionsvorgang in der Weise frei durch die Luft geführt werden, daß die Durchlauf/eit eines Längsabschnittes des Verseilgutes durch diese Führungsstrecke sehr viel größer ist als dL- Duro ,auf/eit eines eine gleichbleibende Dralirichl~.nj» aufweisenden Ab Schnittes des Verseilgutes durch dt- Verseilpunkt.

3. Vorrichtung /ur Durchführung der Ruckdrehung und der Tordierung bei einem Verfahren nach Anspruch I. bestehend aus rjuimfcsi angeordneten Adervorräten (I), aus einem Verseilpunkt (4) und einer davor angeordneten Vcrseilschcibe (3) und einem dahinter angeordneten, mit wechselnder Drehrichtung umlaufbaren Vcrscilkopf (5) und aus einer Abzug- und Aufwickeleinrichtung (8/9). bei der der Abstand (c) /wischen dem Verseilkopf und der Abzug- und/oder Abwickeleinrichtung sehr viel größer als der Abstand (a) der llmkchrsicllcn der SZ-Vordrallierting der Kabeladern ist. dadurch gekennzeichnet, daß auch der freie Abstand (b) /wischen den Adcrvorrälen (I) und dem Verseilpunkt (4) sehr viel größer ist als der Abstand (,ι) der llmkehrslellen der SZ Vordr.illierung der Kabel ädern (2).