DE3012292A1 - Elektrisches kabel, insbesondere fuer elektrohydraulische ausbausteuerungen in bergbau- untertagebetrieben - Google Patents
Elektrisches kabel, insbesondere fuer elektrohydraulische ausbausteuerungen in bergbau- untertagebetriebenInfo
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Description
Elektrisches Kabel, insbesondere für elektrohydraulische
Ausbausteuerungen in Bergbau-Untertagebetrieben
Die Erfindung betrifft ein mit einem Schutzmantel versehenes elektrisches Kabel, insbesondere für elektrohydraulische
Ausbausteuerungen in Bergbau-Untertagebetrieben.
Bei hydraulischen und elelctrohydraulis chen Ausbausteuerungen werden zur hydraulischen Versorgung oder zur hydraulischen
Ansteuerung der verschiedenen Arbeitszylinder hydraulische Druckschläuche verwendet, die auf die hohen
Arbeits- oder Steuerdrücke von etwa 200 bis 500 bar ausgelegt sind und die mittels geeigneter Kupplungen, z.B.
Steckkupplungen, dichtend und zugfest angeschlossen werden. Die Druckschläuche werden als Sinzelschläuche verwendet
oder zu einem Schlauchbündel in einem bewehrten Mantelschlauch zusammengefaßt. Im letztgenannten Fall erfolgt
die Kupplung der mehradrigen Schlauchleitungen mit-
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tels Mehrfach-Steckkupplungen (DE-AS 20 59 576).
Bei elektrohydraulischen Steuerungen, wie sie als Ausbausteuerungen
unter Tage vorgesehen werden, müssen zusätzlich zti den hydraulischen Druckleitungen elektrische
Schwachstromkabel im Streb verlegt werden, um die Elektromagnetventile
der baueigenen Steuergeräte zu speisen und um bei Verwendung einer baueigenen Steuerelektronik die
elektrische Ansteuerung von der zentralen Strebwarte zu ^ ermöglichen. Es versteht sich, daß bei den rauhen Betriebsbedingungen,
wie sie unter Tage anzutreffen sind, nur bewehrte Kabel verwendet werden können. Bekannt sind für diese
Zwecke z.B. stahlumflochtene Schlauchkabel.
Die Vielzahl der bei Ausbausteuerungen benötigten hydraulischen
Druckleitungen und elektrischen Kabel nebst ihren Kupplungen und elektrischen Verbindungen erfordert einen
beträchtlichen Aufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, ein elektrisches
Kabel, insbesondere ein Schwachstromkabel zur Vervrendung bei elektrohydraulischen Ausbausteuerungen oder sonsti-
r*· gen Systemen, wie sie in Untertagebetrieben, beim Tunneloder
Streckenvortrieb und unter ähnlich rauhen Betriebsbedingungen zum Einsatz kommen, zu schaffen, mit welchem
sich einerseits ein zuverlässiger Schutz des Kabels gegen äußere Einwirkungen und andererseits der Aufwand insgesamt
vermindern läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
elektrische Kabel im Inneren eines den Schutzmantel bildenden hydraulischen Druckschlauches angeordnet ist.
Nach der Erfindung werden demgemäß zur Ummantelung der elektrischen Kabel hydraulische DruckRchläuche der her-
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kömmlichen, den Normen entsprechenden Art verwendet, wie
sie vor allem für hydraulische Hochdrucksysteme, wie hydrau lische Ausbausteuerungen u.dgl., die im allgemeinen mit
Drücken von 200 bis 500 bar arbeiten, zum Einsatz kommen. Damit ist es möglich, für die elektrischen Kabel verhältnismäßig
billige, unbewehrte Kabel der auf dem Markt befindlichen Art und als Schutzschlauch ebenfalls die auf
dem Markt befindlichen Druckschläuche zu verwenden, wie sie z.B. für hydraulische Ausbausysteme üblich sind. Es
empfiehlt sich, als Schutzmantel Druckschläuche zu verwenden, deren Nenndurchmesser größer ist als der Kabeldurchmesser.
Die Kabel lassen sich daher ohne weiteres in die Schläuche einziehen. Sie haben ausreichend Bewegungsfreiheit
innerhalb der Druckschläuche, so daß sie sich ohne Schwierigkeiten endseitig elektrisch anschließen lassen,
selbst dann, wenn die Druckschläuche in starken Biegungen verlegt werden müssen.
Da als Schutzmantel für die elektrischen Kabel die in ihren Abmessungen genormten hydraulischen Schläuche verwendet
werden, ergibt sich zugleich die Möglichkeit, für den mechanischen Anschluß der Schläuche die herkömmlichen
Kupplungsarmaturen zu benutzen. Mit Hilfe der an den Druckschläuchen
endseitig angeordneten Kupplungsarmaturen ist ein zugfester und zugleich dichtender Anschluß der als
Kabel-Schutzmantel dienenden Schläuche z.B. an den baueigenen
Steuergeräten der Ausbausteuerungen möglich. Als Schlauchkupplung werden hierbei zweckmäßig die für hydraulische
Systeme bekannten Schnellkupplungen verwendet. Besonders geeignet sind Steckkupplungen, bei welchen die
ineinanderfassenden Kupplungsteile bei Vermeidung einer
Schraubverbindung z.B. mittels einer Steckgabel bzw. einer U-Spange od.dgl. zugfest verbunden werden.
Das isolierte elektrische Kabel kann durch die geschlossene Schlauchkupplung hindurchgeführt werden. Dies ermög-
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licht z.B. einen Gehäuseanschluß, bei dem der Druckschlauch mittels der Schlauchkupplung zugfest mit dem Gehäuse gekuppelt
ist, während das elektrische Kabel durch die geschlossene Kupplung in das Gehäuse hineingeführt und hier
an der vorgesehenen Stelle elektrisch angeschlossen ist.
Andererseits kann erfindungsgemäß die Schlauchkupplung
aber auch zugleich als elektrische Kupplung, vorzugsweise als Steckerkupplung od.dgl., ausgebildet sein. Das am
Schlauchende angeordnete Kupplungsteil der Schlauchkupplung weist hierbei ein elektrisches Anschlußelement auf,
an welches die elektrischen Leitungsadern des Kabels elektrisch anschließbar sind. Es empfiehlt sich, das elektrische
Anschluß element mit dem Ktipplungste.il der Schlauchkupplung
lösbar zu verbinden, wodurch das Herstellen der
elektrischen Anschlüsse erleichtert und zugleich die Möglichkeit geschaffen wird, für die Schlauchkupplung die
herkömmlichen Kupplungsarmaturen zu verwenden, die in diesem
Fall lediglich mit dem die elektrische Verbindung herstellenden elektrischen Anschlußelement ausgestattet werden.
Das elektrische Anschlußelement befindet sich zweckmäßig in der Innenbohrung cles betreffenden Kupplungsteils
f^ der Schlauchkupplung. Es 1st vorzugsweise frei drehbar in
der Innenbohrung des Kupplungsteils angeordnet, um das
Herstellen der elektrischen Anschlüsse zu erleichtern und etwaige Verdrillungen des elektrischen Kabels zu vermeiden.
Im übrigen kann das elektrische Anschlußelement aus einem einfachen Steckerteil bestehen, welches z.B. mit
elektrischen Steckerzapfen, Steckeröffnungen oder sonstigen die elektrische Verbindung herstellenden Teilen versehen
ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung läßt sich die Anordnung
auch so treffen, daß ^er dar. elektrische Kab-^1
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aufnehmende Druckschlauch unter dem Innendruck eines pneumatischen
oder hydraulischen Druckmediums steht. Das Druckmedium kann ein Schutzgas oder auch ein zu Steuerungszwecken oder zur Versorgung eines Verbrauchers dienendes
Medium sein. Im letztgenannten Fall dient der Druckschlauch nicht nur als Schutzschlauch für das elektrische Kabel,
sondern zugleich auch als Leitungsschlauch für das Druckmedium.
Weiterhin läßt sich die Anordnung erfindungsgemäß so treffen,
daß der das elektrische Kabel aufnehmende Druckschlauch die Leitungsader eines in einem flexiblen Mantelschlauch
angeordneten Schlauchbündels bildet. Dabei kann mindestens eine Leitungsader des Schlauchbündels zur Portleitung
eines Druckmediums dienen, während mindestens eine weitere Leitungsader des Schlauchbündels ein elektrisches Kabel
aufnimmt. Der Mäntelschlauch mit dem Schlauchbündel kann hierbei mittels einer bekannten Mehrfach-Steckkupplung
kuppelbar sein.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigt;
Fig. 1 ein mit einem Schutzmantel versehenes elektrisches Kabel gemäß der Erfindung in Teilansicht
nebst einer als Steckkupplung ausgebildeten Schlauchkupplung;
Fig. 2 bis 4 in der Darstellung der Fig. 1 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung;
Fig. 5 im Schnitt ein Schlauchbündel mit einer Mehrfach-Steckkupplung, wobei mindestens
eine Schlauchader des Schlauchbündels als Schutzschlauch für ein elektrisches Kabel
dient;
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Fig. 6 im Schnitt des GegenkupplungsstUck zu der
Mehrfach-Stec{kupplung der Fig. 5.
In der Zeichnung ist nit 10 ein mit einer Isolierung versehenes elektrisches iabel herkömmlicher Art bezeichnet,
•wie es als Schwachstr^mkabel z.B. bei elektrohydraulischen
Ausbausteuerungen Verwendung finden kann. Die beiden Leitungsadern
des flexibLen Kabels 10 sind mit 11 und 12 bezeichnet.
Das Kabel 1) hat z.B. einen Durchmesser von 8 bis 10 mm.
Als Schutzmantel für las Kabel 10 dient ein Druckschlauch
13 der bei hydraulise ιen Drucksystemen üblichen Art. Solche
hydraulischen Druikschläuche, die zumeist auf Drücke
von 200 bis 500 bar aasgelegt sind, weisen üblicherweise eine in dem Gummi oder gummiartigen Schlauchmaterial eingebettete
Stahlgewebeeinlage od.dgl. auf. Der Nenndurchmesser
des Druckschlauches 13 ist zumindest um 1 bis 2 mm größer als die Stärke des elektrischen Kabels 10. Letzteres
läßt sich daher vom Schlauchende her frei in den Druckschlauch 13 einführen und durch den Schlauch hindurchziehen.
Am Ende des Druckschiauches 13 ist ein Kupplungsteil 14
einer an sich bekanntan Schlauchkupplung befestigt. Das
Kupplungsteil 14 ist z.B. mittels einer Klemmhülse 1,5 zugfest am Schlauch 13 angeschlossen. Es weist ein zapfenförmiges
Steckerteil 16 auf, welches in einer Ringnut 17 ' einen O-Ring 18 trägt. Im Abstand hinter dem O-Ring 18 ist
eine halbkreisförmige Nut 19 angeordnet.
Das aus einem Muttertail bzw. einer Muffe od.dgl, bestehende
Gegenkupplungsstücc 20 der Steckkupplung ist z.B. an
einem Gehäuse 21 mittels einer Schraubverbindung 22 befestigt. Es weist eine mehrfach gestufte Innenbohrung 23
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mit einer halbkreisförmigen Nut 24 auf. Um den als Schutzschlauch für das Kabel 10 dienenden Druckschlauch 13 zugfest
an dem Gehäuse 21 anzuschließen, wird der Steckerzapfen 16 des Kupplungsteils 14 in die Innenbohrung 23 eingeführt.
Anschließend wird in bekannter Weise eine U-förmige
Steckgabel 23 in die sich deckenden Nuten 19, 24 von außen eingeführt, wodurch die Kupplung geschlossen, d.h.
das Kupplungsteil 14 zugfest an dem Gegenkupplungsstück 20 festgelegt wird. Der O-Ring 18 bildet dabei die Innendichtung
der Steckkupplung. Das elektrische Kabel 10 ist vorne aus der Axialbohrung des Kupplungsteils 14 herausgeführt
und unterbrechungsfrei durch die Bohrung 23 und eine engere
Bohrung 23! des GegenkupplungsStückes 20 in das Gehäuse
21 hineingeführt, in welchem seine Leitungsadern 11 und 12 an geeigneter Stelle elektrisch angeschlossen werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dient die Schlauchkupplung
14, 20 zugleich als elektrische Kupplung, über welche die Leitungsadern 11 und 12 bzw. 11' und 121 zweier
Kabelabschnitte 10, 10· elektrisch verbunden werden. Das
steckerartige Kupplungsteil 14 ist hier mit einem elektrischen Anschlußelement 26 versehen, welches als Zusatzstück
in die axiale Innenbohrung 27 eingesteckt und hier durch Klemmung oder durch Abstützung z.B. an der Stirnfläche
28 des Steckerzapfens 16 axial unverschieblich festgelegt
ist. Das Anschlußelement 26 besteht aus einer Metallhülse
29 und einem in dieser angeordneten Metallstift 30, wobei zwischen diesen Teilen eine Isolierung 31 angeordnet
ist. Die Leitungsadern 11 und 12 des in dem Druckschlauch 13 liegenden Kabels 10 sind, wie bei 32 und
33 angedeutet, mit den elektrischen Steckerteilen 29, 30 des Anschlußelementes 26 elektrisch verbunden. Das Anschlußelement
26 ist seinerseits als Steckteil in der Innenbohrung 27 gehalten. Zur Isolierung des Anschluß-
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teils 31 gegenüber dem Kupplungsteil 14 ist eine Isolierhülse 34 in die Innenbohrung 27 eingesteckt. Die Isolierhülse
34 kann aber auch mit dem elektrischen Anschlußteil 31 fest verbunden sein.
Das muffenartige Gegenkupplungsstück 20 weist ein ebenfalls
als Steckerteil ausgebildetes elektrisches Anschlußteil 35 auf, welches aus einer metallenen Außenhülse 36
und einer koaxial in dieser angeordneten metallenen Innenhülse 37 sowie einer zwischen diesen beiden Hülsen angeordneten
Isolierung 38 besteht. An den Steckerhülsen 36»
37 sind die Leitungsadern 11», 12« des Kabelabschnittes
elektrisch angeschlossen, wie bei 32· bzw. 33* dargestellt
ist.
Beim Schließen der Schlauchkupplung 14, 20 schiebt sich der elektrische Steckerzapfen 30 in die Steckerhülse 37
und zugleich die Hülse 29 in die Steckerhülse 36, wodurch der elektrische Anschluß der Kabelabschnitte 10, 10»
selbsttätig hergestellt wird.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von /->
demjenigen nach Fig. 2 im wesentlichen nur dadurch, daß als elektrisches Anschlußteil hier ein Steckerteil 40
vorgesehen ist, welches mit einem (nicht erkennbaren) axialen Zapfen in die Innenbohrung 27 des Steckerzapfens
der Kupplungsarmatur 14 eingesteckt ist und sich gegen die Stirnfläche 28 des Steckerzapfens 16 rückseitig abstützt.
An dem Anschlußteil 40 sind die beiden Leitungsadern 11, 12 des Kabels 10 elektrisch angeschlossen. Beim Schließen
der Schlauchkupplung 14, 20 schieben sich die beiden Pole 41, 42 des elektrischen Anschlußteils 40 in die entsprechenden
Steckeröffnungen 43» 44 des Muttersteckerteils 45, welches an dem Gegenküpplungsstück 20 z.B. durch Verschrauben
befestigt ist.
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Die Aunführiir.grform nach Fig. 4 unterscheidet sich vnn derjenigen
nach Fig. 2 lediglich dadurch, daß die beiden elektrischen Steckerteile 26, 35 der elektrischen Steckerkupplung
vertauscht sind. Während bei Fig. 2 das als Vaterteil ausgebildete Steckerteil 26 an dem Steckerzapfen 16 der
Kupplungsarmatur 14 und das als Mutterteil ausgebildete Anschlußteil 35 an dem Gegenkupplungsstück ?O der Schlauchkupplung
angeordnet ist, befindet sich bej der Ausführungsform
nach Fig. 4 das Ansohlußteil 26 an dem Gegenlcnpplungsstück
20 und entsprechend das Anschlußteil 35 an der Kupplung
armatur 14. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die elektrischen AnschluBteJle 26, 35 der elektrischen Steckerkupplung
beide im Inneren der Kupplungsteile 16, 20 der Schlauchkupplung 1 iegen.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 4 bilden
die elektrischen Anschlußteile 26, 35 bzw. 40, 43 lose. Bauteile, die bei Verwendung der Druckschläuche 13 als
Kebei-Schutzschiauch in die sonst unveränderten Teile 14,
?0 der Schlauchkupplung eingesteckt bzw. mit diesen Kupplungsteilen
lösbar verbunden werden.
In Fig. 5 ist .ein mehradriges Kabel dargestellt, welches
in einem flexiblen Mantelschlauch 50 ein z.B. aus vier
Leitungsadern 51 bestehendes Schlauchbündel enthält. Die Leitungsadern 51 bestehen jeweils aus einem hydraulischen
Druckschlauch herkömmlicher Art. Mindestens einer dieser Druckschläuche bildet einen Schutzschlauch
für ein elektrisches. Kabel, welches die beiden Leitungsadern 11 und 12 aufweist. Die anderen Druckschläuche 51
dienen zur Fort3.eitung eines hydraulischen oder pneumatischen Druckmediums. Sämtliche Druckschläuche 51 liegen
geschützt im Inneren des flexiblen Mantelschlauches 50, der endseitig über eine Muffe 52 mit einem Kupplungsteil
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der Mehrfach-Steckkupplung verbunden ist. Die Muffe 52 ist
endseitig mit dem Mantelschlauch 50 durch Preßsitz od.dgl.
verbunden, wobei der Mantelschlauch innenseitig durch eine Stützhülse 54 abgestützt ist, wie dies bekannt ist. Sämtliche
Leitungsadern 51 weisen an ihrem Ende ein zapfenförmiges Steckerteil 55 auf, mit dem sie in der Aufnahmebohrung
einer Halteplatte 56 zugfest, jedoch drehbar gehalten sind, die im Inneren des gehäuseartigen Kupplungsteils 53 angeordnet und hier durch einen Sprengring 57 gesichert
ist. Solche Mehrfach-Steckkupplungen sind bekannt. Wesentlich ist, daß der Steckerzapfen 55 derjenigen Schlauchader
51, welche das elektrische Kabel aufnimmt, mit einem elektrischen Anschlußteil 26 versehen ist, welches dem Anschlußteil
26 nach Fig. 2 entsprechen kann.
Das z.B. an einem Gehäuse 21 befestigte Gegenkupplungsstück 58 weist für jeden Steckerzapfen 55 eine axiale
Aufnahmebohrung 59 auf. Innerhalb derjenigen Aufnahmebohrung 59, welche das mit dem elektrischen Anschlußteil
26 versehene Steckerteil 55 aufnimmt, ist ein korrespondierendes elektrisches Anschlußteil 35 entsprechend Fig. 2
angeordnet, so daß beim Schließen der Mehrfach-Steckkupplung
53, 58 zugleich mit der Herstellung der hydraulischen oder pneumatischen Verbindung auch die elektrische Verbindung
an der das Kabel aufnehmenden Leitungsader hergestellt wird. Auch hier wird im übrigen die Kupplung 53»
58 mit Hilfe einer U-förmigen Steckgabel gesichert, welche
mit ihren Gabelschenkeln in die in Deckung befindlichen Nuten 60, 61 der Kupplungsteile 53, 58 eingeführt
wird.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen braucht das Gegenkupplungsstück 20 bzw. 58 nicht unbedingt
an einem Gehäuse 21 angeordnet zu sein. Es kann
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an jedem anderen Bauteil, z.B. auch an dem Ende eines Weiteren Schlauchabschnittes, befestigt sein. Anstelle
der elektrischen Anschlußelemente 26, 35 kann bei der
Mehrfach-Steckkupplung gemäß den Fig. 5 und 6 auch eine elektrische Steckerkupplung verwendet werden, wie sie z.B.
in Fig. 3 oder 4 dargestellt ist. Auch besteht bei dieser Mehrfach-Steckkupplung die Möglichkeit, das elektrische
Kabel 10 bzw. die Leitungsadern 11, 12 unterbrechungsfrei
durch die geschlossene Kupplung 53, 58 hindurchzuführen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
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Claims (14)
1.)Mit einem Schutzmantel versehenes elektrisches Kabel, insbesondere
für elektrohydraulische Ausbausteuerungen in
Bergbau-Untertagebetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Kabel (10)
im Inneren eines den Schutzmantel bildenden hydraulischen Druckschlauches (13» 51) angeordnet ist.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nenndurchmesser des DruckSchlauches
(13, 51) um mindestens 1 bis 2 mm größer ist als der Kabeldurchmesser.
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3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
kennzeichnet, daß der Druckschlauch (13, 51)
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endseitig eine Rupplungsarmatur (16, 55) einer mechanischen
Schlauchkupplung (14, 20 bzw. 53, 58) aufweist.
4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchkupplung (14, 20 bzw.
53, 58) aus einer an sich bekannten Steckkupplung, vorzugsweise mit Sicherung der ineinanderfassenden Kupplungsteile
mittels einer Steckgabel (25) od.dgl., besteht.
5. Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das isolierte elektrische Kabel (10) durch die geschlossene Schlauchkupplung (14,
bzw. 53, 58) hindurchgeführt ist.
6. Kabel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schlauchkupplung (14, 20 bzw. 53, 58) zugleich als elektrische Kupplung, vorzugsweise
als Steckerkupplung, ausgebildet ist.
7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das am Schlauchende angeordnete Kupplungsteil (16, 55) der Schlauchkupplung ein elektrisches
Anschlußelement (26, 35, 40) aufweist, an welches die elektrischen Leitungsadern (11, 12) des Kabels
elektrisch anschließbar sind.
8. Kabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Anschlußelement (26,
35, 40) mit dem Kupplungsteil (16, 55) der Schlauchkupplung
lösbar verbunden ist.
9. Kabel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektrische Anschlußelement (26, 35, 40) in der Innenbohrung (27) des Kupplungsteils,
vorzugsweise frei drehbar, angeordnet ist bzw.
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in die Innenbohrung einfaßt.
10. Kabel nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Anschluß
element (26, 35* 40) aus einem mit elektrischen Steckerzapfen oder Steckeröffnungen od.dgl. versehenen Steckerteil
besteht.
11. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der das elektrische Kabel
aufnehmende Druckschlauch (13, 51) unter dem Innendruck eines pneumatischen oder hydraulischen Druckmediums
steht.
12. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß der das elektrische Kabel
(10) aufnehmende Druckschlauch (51) die Leitungsader eines in einem flexiblen Mantelschlauch (50) angeordneten
Schlauchbündels bildet.
13· Kabel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Leitungsader (51)
des Schlauchbündels zur Fortleitung eines Druckmediums dient, während mindestens eine weitere Leitungsader des
Schlauchbündels ein elektrisches Kabel aufnimmt.
14. Kabel nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantelschlauch (50) mit dem Schlauchbündel (51) mittels einer an sich bekannten
Mehrfach-Steckkupplung (53, 58) kuppelbar ist.
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