DE3150031A1

DE3150031A1 - Hochflexibles isoliertes elektrisches kabel

Info

Publication number: DE3150031A1
Application number: DE19813150031
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 7417 Pfullingen Ploppa
Original assignee: H Stoll GmbH and Co KG
Current assignee: H Stoll GmbH and Co KG
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1983-06-23
Also published as: IT1157346B; GB2112200B; US4486623A; CH656970A5; IT8224787A0; JPS58111207A; GB2112200A

Description

Beschreibun q

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hochflexibles isoliertes elektrisches Kabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beispielsweise bei Flachstrickmaschinen, bei denen die Nadelauswahl elektronisch gesteuert wird, bestehen Probleme hinsichtlich des mit dem hin- und hergehenden Schlitten verbundenen elektrischen Kabels, da bei der Schlittenbewegung das Kabel, dessen anderes Ende ortsfest etwa in der Längsmitte des Maschinenständers gehalten ist, nicht nur gebogen, sondern auch tordiert wird. Es hat sich herausgestellt, daß diese Torsionsbeanspruchung für ein Kabel wesentlich nachteiliger ist als eine reine Biegebeanspruchung, wie sie auch bei anderen technischen Einrichtungen, wie beispielsweise bei Aufzugs- und Förderanlagen, vorkommen.

Es sind elektrische Kabel bekannt, bei denen die konzentrisch zueinander angeordneten Verseillagen im Gegenschlag verseilt sind, was jedoch nicht nur für die Biegebeanspruchung, sondern auch für die Torsionsbeanspruchung eines Kabels sehr nachteilig ist, da bei der letztgenannten Beanspruchung die eine Verseillage zusammengedreht und die andere auseinandergedreht, d.h. gestreckt bzw. gestaucht wird. Die Gegenschlagverdrillung ist jedoch bei solchen Kabeln notwendig, um deren Formbeständigkeit zu erhalten.

Bei solchen Kabeln, die einer Biegebeanspruchung ausgesetzt sind, ist man jedoch schon dazu übergegangen, die konzentrisch zueinander angeordneten Verseillagen im Gleichschlag

zu verseilen (siehe DE-OS 14 65 777), wobei man die Formbeständigkeit des Kabels dadurch zu erhalten versucht, daß man bei beispielsweise zwei konzentrisch zueinander angeordneten Vereillagen die zwischen diesen Verseillagen befindliche Bebänderung mit zu den Verseillagen entgegengesetzter Steigungsrichtung wickelt. Dies mag zwar bei solchen Kabeln, die einer reinen Biegebeanspruchung unterworfen sind, gegenüber der Gegenschlagverseilung der Verseillagen trotz des Gegenschlags der Bebänderung vorteilhaft sein, jedoch gilt dies nicht für solche Kabel, die zusätzlich zur oder statt der Biegebeansprchung einer Torsionsbeansprchung unterworfen sind. Bei einer derartigen gegenläufigen Bebänderung kommt es nämlich beim Tordieren des Kabels zu gegenläufigen Verschiebungen der Verseillagen gegenüber dieser Bebänderung, was zu Beschädigungen der Isolierung der Einzeladern und gegebenenfalls zum Kabelbruch bzw. Einzeladerbruch führen kann. Bei diesen Betrachtungen muß man berücksichtigen, daß beispielsweise bei Strickmaschinen, die ja im Dauerbetrieb arbeiten, die Frequenz des hin- und hergehenden Schlittens sehr hoch ist, beispielswiese im Bereich von einigen 10 Perioden pro Minute.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein hochflexibles isoliertes elektrisches Kabel der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei gleichbleibender Formbeständigkeit auch Torsionsbeanspruchungen in erhöhtem Maße aushält und auch bei solchen Torsionsbeanspruchungen eine lange Lebensdauer besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einem hochflexiblen isolierten elektrischen Kabel der genannten Art durch die im Kenn-

zeichen des Anspruchs l angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß der Erfindung werden also die Einzeladern jeder Verseil lage von außen her mit einem elastisch verformbaren weichen Kunststoff derart unter Druck umspritzt, daß sie gleichsam in einer offenen Halbschale dieser Kunststoffumspritzung eingebettet und in ihrer Verseilstellung gehalten sind. Dadurch, und weil der Kunststoff weich genug ist, ist ein bezüglich der Dehnung homogener Aufbau bzw. Kabel erreicht, bei dem keine gegenläufigen Verschiebungen von Verseillagen und Zwischenschichten möglich sind, wobei dennoch das Kabel formbeständig bleibt. Es hat sich gezeigt, daß ein derartiges hochflexibles isoliertes elektrisches Kabel gegenüber den auftretenden Torsionsbeanspruchungen stabil ist und daher trotz dieser Beansprchungen eine hohe Lebensdauer besitzt. Bevorzugt wird für diese Kunststoffumspritzung ein weicher PVC-Kunststoff verwendet.

Bei einem Ausführungsbeispiel, vorliegender Erfindung sind die einzelnen Verseillagen konzentrisch zueinander angeordnet, wobei die Einzeladern jeder Verseillage jeweils von außen mit der Kunststoffumspritzung versehen sind und wobei sich der Innenumfang der folgenden Verseillage unmittelbar an den Außenumfang dieser Kunststoffumspritzung anlegt. Gegebenenfalls kann innerhalb der innersten Verseillage ein mit rundem Querschnitt versehener Kern vorgesehen sein, der dann ebenfalls aus dem elastisch verformbaren weichen, vorzugsweise PVC-Kunststoff, besteht.

Bei einer anderen Ausführungsform vorliegender Erfindung sind mehrere Verseillagen nebeneinander und übereinander angeordnet, wobei diese Verseillagen jeweils mit der Kunst-

stoffumspritzung versehen sind und miteinander entsprechend ihrem Radius, auf dem sie liegen, in Gleichsrhschlagverdri1-lung mit gleichem Steigungswinkel vorgesehen sind. Diese AusfUhrungsform hat den Vorteil, daß alle Verseil lagen auf demselben Radius liegen.

Bevorzugt ist die Isolierung der Einzeladern der Verseillagen mit einem Gleitmittel bedeckt, so daß sich die Einzeladern innerhalb der Kunststoffumspritzung bei der Torsionsbewegung leicht hin- und herbewegen können.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch ein hochflexibles isoliertes elektrisches Kabel mit zwei konzentrischen Verseillagen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Figur 2 ein Kabel ähnlich dem der Fig. 1, jedoch gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, und

Figur 3 einen Querschnitt durch ein hochflexibles isoliertes elektrisches Kabel mit vier nebeneinander liegenden Verseil lagen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. vorliegender Erfindung.

Das in der Zeichnung dargestellte hochflexible isolierte elektrische Kabel 11,11' bzw. 11" ist so aufgebaut und ausgebildet, daß es insbesondere Torsionsbeanspruchungen aushalten kann, die auftreten, wenn das eine Ende des Kabels ortsfest gehalten und das andere Ende an einem sich hin- und herbewegenden und an dem ortsfesten Einspannpunkt jeweils sich in den beiden Richtungen vorbeibewegenden Schlitten od. dgl. befestigt ist, wobei das Kabel 11, IT bzw. 11" aus mehreren Verseillagen 12, 13 bzw. 12', 13' bzw. 12", 14, 15, 16 zusammengesetzt ist, die entweder konzentrisch zueinander oder neben- bzw. übereinander angeordnet und im Gleichschlag verseilt sind.

Das Kabel 11 der Fig. 1 besitzt die beiden konzentrisch zueinander angeordneten Verseillagen 12, 13, von denen die Verseil lage 12 aus vier neben- und übereinander angeordneten Einzeladern 17 und die äußere Verseillage 13 aus zwölf Einzeladern 17, die auf einem bestimmten Radius nebeneinander angeordnet sind, bestehen. Die Einzeladern 17 bestehen, wie an sich bekannt, aus einer Vielzahl von miteinander verdrillten dünnen Kupferdrähten, die von einer schlauchförmigen Kunststoffisolierung umgeben sind.

Jede Verseillage 12, 13 ist mit einer Kunststoffumspritzungs· lage 18 bzw. 19 versehen. Diese Umspritzungslage 18, 19 besteht aus einem elastisch verformbaren, weichen PVC-Kunststoff. Die Umspritzung 18, 19 der Einzeladern 17 erfolgt für jede Verseillage 12, 13 getrennt für sich unter Druck und von der Außenseite der Verseillage 12, 13 her, so daß von dieser Kunststoffumspritzungslage 18, 19 derjenige Bereich 21 jeder Einzelader 17 umhüllt bzw. eingebettet ist, der sich zwischen den Berührungsbereichen mit

zwei benachbarten Einzeladern ergibt. Mit anderen Worten, der Außenumfangsbereich 21 jeder Einzelader 17 ist bis hinein in den Zwickel 22 zwischen dieser Einzelader und ihrer benachbarten Einzelader bedeckt. Dadurch sind die verseilten Einzeladern 17 jeder Verseillage 12, 13 in einer dieser Verseilung folgenden halbschalenförmigen Bahn 23 eingebettet. Auf diese Weise werden die verseilten Einzeladern 17 jeder Verseillage 12, 13 in ihrer Lage bzw. Stellung gehalten, so daß das Kabel 11 bei jeglicher Beanspruchung formbeständig bleibt.

Die Dicke der inneren Umspritzungslage 18 hängt im wesentlichen vom Durchmesser der nächstfolgenden Verseillage 13 ab, da die Einzeladern 17 der nächstfolgenden konzentrischen Verseillage 13 mit ihrem Innenumfang unmittelbar am Außenumfang der Umspritzungslage 18 der inneren Verseillage 12 anliegen. Da der für die Kuntstoffumspritzungslage 18, 19 verwendete Kunststoff leicht elastisch verformbar und weich ist, ist ein in etwa homogenes Gebilde für das Kabel 11 gegeben. Bevor die einzelnen Adern 17 in die Kunststoffumspritzungslage 18, 19 eingebettet werden, werden sie längs des Außenumfangs ihrer Isolierung mit einem Gleitmittel bedeckt, so daß sie sich ohne weiteres innerhalb ihrer Kunststoffumspritzun.gslage 18, 19 längs bewegen können. Da die Einzeladern 12 innerhalb jeder Verseillage 12, 13 im Gleichschlag und in gleichem Steigungswinkel verseilt sind, ist ihre Schlaglänge je nach Radius, auf dem sie liegen, unterschiedlich, wobei die Schlaglänge innen kleiner ist als außen, was bedeutet, daß bei einer Torsionsbeanspruchung die Einzeladern der äußeren Verseillage 13 ohne weiteres stärker tordiert werden können als diejenigen der inneren Verseillage 12. Das Kabel 11 ist um die äußere Verseillage 13 bzw. deren

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Kunststoffumspritzungslage 19 von einem Schutz gegenüber äußeren Einflüssen, wie Abrieb u. dgl., in Form eines Mantels 24 aus beispielsweise Polyurethan umgeben.

Das Kabel II¹ gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ähnelt in wesentlichen Punkten dem Kabel Π der Fig. 1, wobei lediglich unterschiedlich ist, daß die innere Verseillage 12' aus acht Einzeladern 17 und die äußere Verseillage 13' aus siebzehn Einzeladern 17 besteht. Da die innere Verseillage 12' aus auf einem Durchmesser nebeneinanderliegenden Einzeladern 17 besteht, ist in der Längsachse ein Kern 26 angeordnet, der von diesen Einzelädern 17 der Verseillage 12' unmittelbar umgeben ist und der wie die Umspritzungslage 18', 19· aus dem vorerwähnten, leicht elastisch verformbaren, weichen PVC-Kunststoff besteht. Die übrigen Merkmale sind dieselben.

Das Kabel 11" gemäß dem ausführungsbeispiel der Fig. 3 besitzt vier nebeneinander bzw. übereinander angeordnete Verseillagen 12", 14, 15 und 16, die wie die innere Verseillage 12 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 jeweils aus vier nebeneinander bzw. übereinander angeordneten Einzeladern 17 bestehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind alle vier Verseillagen 12", 14, 15 und 16 identisch ausgebildet. Sie sind wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mit einer Kunststoffumspritzungslage 18" versehen. Die vier Verseillagen 12", 14, 15 und 16 sind untereinander wie die Einzeladern 17 innerhalb jeder Verseillage selbst miteinander verdrillt, und zwar im Gleichschlag mit den Einzeladern 17 jeder Verseillage und mit gleichem Steigungswinkel wie bei jeder Verseillage selbst. Die einzelnen Verseillagen 12", 14, 15, 16 , die mit ihrem glatten Außenumfang der Kunststoffumspritzungslage 18 gegeneinander

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liegen, sind von einer Kunststoffumspritzungslage 19", die bis in die Zwickel 22" zwischen benachbarten Verseillagen hineinreicht, umgeben. Die Umspritzungslage 19" ist von einem Schutzmantel 24" umgeben. Der Vorteil bei diesem Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Kabelbeanspruchung liegt darin, daß alle vier Verseillagen 12", 14, 15, 16 auf einem Radius, liegen. Ansonsten ergeben sich auch hier dieselben Merkmale wie bei den vorhergehend besprochenen Ausführungsbeispielen.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich entweder auf zwei konzentrisch zueinander angeordnete Verseillagen oder auf vier nebeneinander liegende Verseillagen innerhalb eines Kabels. Es versteht sich, daß gemäß vorliegender Erfindung die Anzahl der innerhalb eines Kabels Π angeordneten Verseillagen beliebig sein kann.

- Ende der Beschreibung -

Claims

Patentansprüche

Hochflexibles isoliertes elektrisches Kabel, mit mehreren über- oder nebeneinander angeordneten Verseillagen, von denen jede aus einer Vielzahl verseilter isolierter Einzeladern besteht und die im Gleichschlag bei gleichem Steigungswinkel verseilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeladern (17) jeder Verseillage (12 - 16) vom Außenumfang her mit einem elastisch verformbaren, weichen Kunststoff (18, 19) umspritzt sind, der die Einzeladern (17) bis in den mit der Nachbareinzelader (17) gebildeten Zweickel (22) hinein außenumfangsseitig überdeckt.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff, vorzugsweise ein weicher PVC, der Verseillagenumspritzung (18, 19) derart leicht elastisch

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verformbar ist, daß er die Streckung bzw. Stauchung bei Torsionsbeanspruchung des Kabels (11) nicht hemmt.
3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseillagenumspritzung (18, 19) unter Druck erfolgt.
4. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung der Einzeladern (17) der Verseillagen (12 - 16) mit einem Gleitmittel bedeckt ist.
5. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseillagen (12, 13) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseillagen (12", 14 - 16) neben- und übereinander angeordnet und untereinander im Gleichschlag mit jeder Verseillage verseilt sind.
7. Kabel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste(n) Verseillage(n) (12) einen Kunststoffstrang (26) mit kreisförmigem Querschnitt aus vorzugsweise weichem PVC umgibt bzw, umgeben.
8. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut des Kabels (11) von einem Kunststoffmantel (24), vorzugsweise aus Polyurethan gebildet ist.

Ende der Ansprüche