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Elektrisches, flexibles Kabel mit
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besonderer Schwimmfähigkeit
Elektrisches, flexibles
Kabel mit besonderer Schwimmfähigkeit Die Erfindung betrifft ein elektrisches, kunststoffisoliertes,
flexibles Kabel mit besonderer Schwimmfähigkeit.
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Um bei Servicearbeiten, z.B. in Wasserbecken, elektrische Kabel auf
einfache Weise zu installieren, ist eine besondere Schwimmfähigkeit von Vorteil.
Montage- und Reparaturarbeiten, welche beispielsweise mit Handwerksmaschinen auf
Booten am Landungssteg auszuführen sind, werden vielfach von einer Stromquelle an
Land mit Energie versorgt. Das gleiche gilt für schwimmende Reinigungsmaschinen
in Schwimmbädern.
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Von den Anwendern werden in Letzterem Fall zur definierten Anordnung
des Kabels an der Wasseroberfläche ballonähnliche Schwimmkörper in verschiedenen
Abständen am Kabel befestigt. Zwischen den Schwimmkörpern hängt das Kabel entsprechend
dem Schwimmkörperabstand und der Relation von Kabel gewicht zu Auftrieb durch.
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Bei o.g. Handwerksarbeiten auf Booten befindet sich das Kabel in vielen
Fällen direkt im Wasser, wobei der Kabelverlauf aufgrund von Wassertiefe und -Verschmutzung
meistens nicht sichtbar ist.
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Eine bekannte Lösung zur Erreichung der Schwimmfähigkeit ist die mehrfache
Umflechtung des Kabels mit dünnen, synthetischen Fasern.
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Dadurch wird das Kabelvolumen erheblich gesteigert. Durch den Lufteinschluß
im Geflecht und die Wirkung der Oberflächenspannung an den Fasern wird das Kabel
schwimmfähig.
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Diese Lösung hat den Nachteil, daß bei mechanischer Beanspruchung
das Geflecht aufreißen kann. Dadurch dringt Wasser unter das beschädigte Geflecht.
Die Wasseraufnahme bewirkt ein Sinken des Kabels. Deshalb eignet sich diese Ausführung
nur bei idealen Laufbedingungen ohne Kanten im Wasser.
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Auch die eingangs beschriebene Handhabung bei Verwendung von Handwerksmaschinen
auf Booten und bei der Reinigung von Schwimmbädern besitzt erhebliche Nachteile.
Ein Kabel, welches im Bootshafenbecken eine bestimmte Strecke unter Wasser verläuft,
kann durch Hängenbleiben oder Abrieb an der rauhen Grundfläche sehr leicht beschädigt
werden. Das gilt auch bei Verwendung von Kabelisoationsmischungen, welche durch
Approbationsbehörden für den Einsatz im Nutzwasser zugelassen sind. Die entsprechenden
Vorschriften berücksichtigen lediglich den Kontakt des Isolationswerkstoffes mit
dem Medium Wasser. Die mechanische Gefährdung - wie vorbeschrieben - kann aufgrund
ihrer individuellen Wirkung nicht berücksichtigt werden. Das undefinierte Schleifen
des Kabels am Wassergrund ist deshalb ein unkalkulierbares Risiko. Die größere erforderliche
Kabellänge bildet einen weiteren Nachteil.
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Dagegen ist die Aufhängung des Kabels an Schwimmkörpern eine relative
Verbesserung. Aber auch diese Lösung hat erhebliche Nachteile: Ein Kabel mit Schwimmkörpern
kann nicht mehr auf einfache Weise - z.B. auf eine Kabeltrommel - gewickelt werden.
Bei alternativer Anbringung der Schwimmkörper erst im Einsatzfall, entsteht zusätzlicher
Montageaufwand. Das Durchhängen des Kabels zwischen den Schwimmkörpern und die distanzierte
Aufhängung an den Schwimmkörpern bewirkt eine gegenläufige Biegebeanspruchung im
KabeL. Bei Verwendung ist deshalb zur Vermeidung von mechanischen Beschädigungen
eine anspruchsvolle Installation notwendig.
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Das mit Schwimmkörpern versehene Kabel bildet in seiner Gesamtheit
eine geometrische Kontur, welche sehr leicht bei Zug durch das Wasser an evtl. Hindernissen
hängen bl.eibt. Damit besteht ebenfalls die Gefahr der mechanischen Schädigung.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kabelkonstruktion zu schaffen,
welche die Schwimmfähigkeit längs der gesamten Kabellänge gewährleistet.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine besondere Kabelkonstruktion.
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Der Mantelwerkstoff des schwimmfähig zu machenden Grundkabels entspricht
vorzugsweise den von Approbationsbehörden erstellten Vorschriften für den Einsatz
in Nutzwasser, z.B. Polychloroprene. Entsprechend dem Stand der Technik gewährleisten
Kabelkonstruktion und Werkstoff den flexiblen Einsatz des Grundkabels.
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Erfindungsgemäß wird das Grundkabel mit einem geschäumten Kunststoffband
spiralförmig umhüllt. Das Kunststoffband - vorzugsweise auf Polyäthylen - oder Polyurethanbasis
- besitzt ein großes Volumen an offenen oder geschlossenen Poren. Aufgrund der koaxialen
Aufbringung des Bandes bildet die Umhüllung in ihrer Gesamtheit eine hohlzylindrische
Kontur. Die Wandstärke der Umhüllung ist vom Gewicht des Kabels abhängig. Da die
Schaumstoffschicht aufgrund von Kunststoffdichte und eingeschlossenen Porenvolumen
leichter als Wasser ist, wird die Schichtstärke so groß gewählt, daß die Auftriebskraft
der geschäumten Schicht größer als das Gewicht des Gesamtkabels ist.
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In Abhängigkeit von Gewicht und Durchmesser des Grundkabels empEieElt
sich bei relativ schweren Kabeln die Umhüllung anstatt mit einem mit mehreren geschäumten
Bändern.
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Um das Hohlraumvolumen der Umhüllung zu vergrößern, kann die Umlegungssteigung
so gewählt werden, daß zwischen den Wendeln des spiralförmig umlegten Schaumstoffbandes
keine direkte Berührung besteht.
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Erfindungsgemäß wird die Umhüllungskontur von einem ebenfalls koaxial
angeordneten Kunststoffaußenmantei mit glatter Oberfläche umgeben. Dieser AußenmanteL
verhindert den Kontakt zwischen Wasser und Schaumstoffumhüllung sowie Grundkabel.
Damit besteht cin zusätzlicher mechanischer und elektrischer Schutz des Grundkabels.
Die glatte Außenmanteloberfläche, z.B. auf Polyurethanbasis, verhindert ein Hängenbleiben
an Kanten etc..
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Da sich Polyurethan in nutzwasserbeständiger ausführung gleichzeitig
durch hohe Abriebsfestigkeit auszeichnet, werden die Einsatzmöglichkeiten erfindungsgemäß
weiter verbessert.
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Bei oben beschriebener spiralförmiger Aufbringung des Bandes mit größeren
Umlegungsstoigungen werden die zwischen den Wendeln befindlichen Räume durch den
Außenmantel abgedeckt, so daß sie als Hohlräume Schwimmkörperfunktionen übernehmen.
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Bekannte AusfUhrungen von Schaumstoffbändern besitzen Poren untershiedichej
Größe und Häutung. Bänder unit großen Poren sind i. a. mechanisch labil und passen
sich deshalb nur aufwendig maschinell zu Umlegungen verarbeiten. Erfindungsgemäß
können deshalb auch geschäumte Kunststoffbänder mit einer Trägerfolie zur Aufnahme
der mechanischen Kräfte verwendet werden.
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In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Gedankens kann die
Umhüllunf- des Grundkabels als endlos aufgebrachter, geschäumter, koaxial angeordneter,
hohlzylindrischer Kunststoffiatel, vorzugsweise auf Polyäthylen- oder Polyurethanbasis
erfolgen. Dieser Mantel ersetzt in seiner Funktion das geschäumte, umlegte Kunststoffband.
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Die in den Poren des geschäumten Materials eingeschlossene Luft vergröbern
das Volumen bei gleichzeitiger Reduzierung des spezifischen Gewichtes vom Gesamtkabel.
Dadurch erhöht sich im Wasser die Auftriebskraft gegenüber dem Gewicht bis zum schwimmfähigen
Zustand.
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Der geschäumte Zwischenmantel wird analog nach außen ebenfalls durch
einen wasserbeständigen Kunststoffmantel, vorzugsweise auf Polyurethanbasis, begrenzt.
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In Fortführung des erfindungsgemäßen Gedankens wird als Kunststoffmaterial
für den Zwischenmantel ein schäumbares Material, z.B. auf PolyathyLenbasis, mit
geschlossenen Poren verwendet.
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Dadurch ist ausgeschlossen, daß Wasser, ähnlich wie bei einem Schwamm,
in die geschäumte Schicht eindringen kann. Bei Verwendung derartiger Materialien
kann erfindungsgemäß der äußere Mantel entfallen. Der Zwischenmantel übernimmt die
Außenmantelfunktion.
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Die damit verbundene Materialeinsparung verbessert die Wirtschaftlichkeit
des Produktes.
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In einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Ausführung wird das
umlegte Schaumstoffband bzw. der auf das Grundkabel aufgebrachte Schaumstoffmantel
durch ein Geflecht aus dünnen Fasern, vorzugsweise auf Polyäthylenbasis ersetzt.
Dabei übernehmen die Zwischenräume zwischen den Fäden im Geflecht die Porenfunktion
bei Verkendung von geschäumten Material.
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In einer besonderen Variante des erfindungsgemäßen Gedankens wird
das Grundkabel mit geschlitzten Kunststoffrohren aus geschäumtem Kunststoff in Achsrichtung
umlegt. Das Rohr füllt damit den gleichen geometrischen Ort wie das Schaumstoffband.
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Aus fertigungstechnischen Gründen kann bei gleicher geometrischer
Anordnung das geschlitzte Kunststoffrohr durch mehrere sektorartig aufgeteilte Bänder,
welche in ihrer Gesamtheit wieder der geometrischen Kontur des geschäumten Kunststoffbandes
entsprechen, ersetzt werden.
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In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführung des elektrischen, flexiblen
Kabels mit besonderer Schwimmfähigkeit beispielhaft dargestellt.
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Das Grundkabel (1) besitzt einen Außenmantel (2), dessen Werkstoff
für den Einsatz in Nutzwasser geeignet ist.
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Darüber ist das geschäumte Kunststoffband (3), vorzugsweise auf Polyäthylenbasis,
mit einer spiralförmigen Wicklung (4) aufgebracht.
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Der nutzwasserbeständige Außenmantel (5) begrenzt die Wicklung (4)
nach außen.