DE3346169C2

DE3346169C2 -

Info

Publication number: DE3346169C2
Application number: DE19833346169
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. Ziemek; Friedrich Ing.(Grad.) 3012 Langenhagen De Schatz
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1988-10-27
Also published as: DE3346169A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anwendung des Verfahrens zum Auflegen einer oder mehrerer Lagen aus einer Vielzahl metallischer Drähte, deren Schlagrichtung sich während der Verseilung fortlaufend ändert auf die Oberfläche von langgestrecktem Gut, bei dem die metallischen Drähte nach dem Auflegen durch einen mit kurzer Schlaglänge wendelartig aufgebrachten Metalldraht in Lage gehalten werden, der mit einer Vorspannung aufgebracht wird, die kurz unterhalb der Streckgrenze des Metalldrahtes liegt.

Eine derartige Anwendung ist bereits aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift 33 44 544 bekannt. Dort ist ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Gebildes beschrieben, bei dem auf die Oberfläche eines gewellten Metallrohres eine Vielzahl von metallischen Drähten gleichmäßig am Umfang verteilt mit großer Schlaglänge aufgelegt wird. Bei dem Auflegen wird die Schlagrichtung der metallischen Drähte ständig geändert. Zur Festlegung der so hergestellten Drahtlage dient ein Metalldraht, der mit kurzer Schlaglänge und mit Vorspannung aufgebracht wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Innendruckbelastbarkeit solcher Rohre wesentlich erhöht werden kann. Dort ist auch angegeben, daß sich das Verfahren zur Zugentlastung elektrischer Kabel eignet.

Aus der DE-OS 27 05 743 ist es bekannt, eine Drahtlage auf die Oberfläche eines elektrischen Kabels aufzubringen. Derartige Drahtlagen dienen in der Kabeltechnik als konzentrischer Schutz- oder Nulleiter. Bei der Herstellung solcher Lagen wird die Drahtlage nach dem Aufbringen auf die Oberfläche des Kabels durch ein Band gehalten, welches beispielsweise aus Kunststoff oder auch aus Metall bestehen kann.

Ein wesentlicher Vorteil solcher mit einem Schutz- oder Nulleiter versehener Kabel ist darin zu sehen, daß bei der Herstellung einer Abzweigstelle lediglich der Leiter und die Isolierung durchtrennt werden müssen, wogegen der Schutz- oder Nulleiter in einfacher Weise von der Oberfläche des Kabels abgenommen werden kann und ungetrennt verbleibt. Eine solche Technik ist beispielsweise aus dem DE-GM 18 75 570 bekannt. Es ist also bei der bekannten Schutzleiterlage unbedingt erforderlich, daß diese in axialer Richtung bewegbar ist. Insofern kann die bekannte Drahtlage nicht als eine Armierungslage, die Zugkräfte aufnehmen soll, angesehen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren einer neuen Anwendung bei elektrischen Kabeln zuzuführen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die metallischen Drähte auf einen glattwandigen Teil des Mantels, wie z. B. die Kunststoffisolierung oder den stranggepreßten Bleimantel aufgebracht werden.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Kabel kann Zugkräfte aufnehmen, die annähernd so groß sind wie sie beispielsweise von in bekannter Weise umseilten Kabeln bekannt sind. Durch den Metalldraht wird eine hohe Reibungskraft zwischen der Armierungslage und der Oberfläche des elektrischen Kabels erzeugt, so daß ein inniger Verbund zwischen dem elektrischen Kabel und der Armierungslage entsteht. Völlig überraschend hat sich gezeigt, daß die Biegbarkeit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten armierten Kabels durch die Armierungslage nicht wesentlich eingeschränkt wird.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Metalldraht mit einer Steigung aufgebracht wird, die kleiner als der Durchmesser, vorzugsweise kleiner als der halbe Durchmesser des Mantels bzw. der Kabelisolierung ist. Da die Reibungskraft zwischen dem Metalldraht und der Armierungslage und somit zwischen der Armierungslage und der Oberfläche des Mantels bzw. der Isolierung durch den Metalldraht aufgebracht wird und im wesentlichen nur im Bereich des Metalldrahtes wirksam ist, wirkt auch diese Maßnahme in Richtung einer Zugfestigkeitserhöhung.

Vorteilhaft kann es sein, auf die Drahtlage eine weitere Drahtlage aufzubringen, deren Schlagrichtung der Schlagrichtung der ersten Drahtlage entgegengesetzt ist und daß beide Drahtlagen durch einen Haltedraht gemeinsam fixiert werden. Durch diese Maßnahme kann die Zugfestigkeit des Kabels weiter erhöht werden. Mit besonderem Vorteil wird die Drahtlage bzw. werden beide Drahtlagen mit einer Umschlingung von weniger als 360°, vorzugsweise weniger als 180°, aufgebracht. Wesentlich ist ferner, daß der Winkel, unter dem die Armierungslage auf die Oberfläche des Kabels aufgelegt ist, an keiner Stelle größer als 45° zur Längsachse des Kabels ist. Wird der Winkel größer gewählt, resultiert daraus eine geringere Kraftkomponente in längsaxialer Richtung. Dies würde zu einer Verringerung der übertragbaren Zugkräfte führen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Das zu armierende Kabel 1, beispielsweise ein kunststoffisoliertes Kabel, ein Bleimantelkabel etc. wird kontinuierlich durch eine Verseilvorrichtung 2 hindurchgeführt. Die Verseilvorrichtung 2 besteht aus einer feststehenden Lochscheibe 3 sowie einer oszillierend angetriebenen Lochscheibe 4. Durch die Lochscheiben 3 und 4 werden Stahldrähte 5 hindurchgeführt und hinter der Lochscheibe 4 in einen sogenannten Verseilnippel 6 eingeführt, der die Drähte 5 auf der Oberfläche des Kabels 1 hält. Durch die Oszillation der Lochscheibe 4 werden die Drähte 5 mit wechselnder Schlagrichtung in Wellenform auf die Oberfläche des Kabels 1 aufgelegt. Mittels eines Tangentialspanners 7, der im wesentlichen aus der Vorratstrommel 8 und dem Verlegearm 9 besteht, wird ein Strahldraht 10 mit relativ geringer Steigung auf die Drähte 5 aufgelegt. Der Draht 10 wird mit einer Vorspannung auf die Drähte 5 aufgelegt, die knapp unterhalb seiner Streckgrenze liegt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Vorratsspule 8 entgegen der Wickelrichtung angetrieben ist, wobei die Antriebskraft regelbar ist. Das mit dem Stahldraht 10 versehene elektrische Kabel 1 wird dann noch in nicht mehr dargestellter Weise durch einen Extruder hindurchgeleitet, der einen Kunststoffmantel auf das Kabel 1 aufbringt.

Die Drähte 5 werden bei dem dargestellten Verfahren von feststehenden Vorratsspulen abgezogen. Die Verseilung wird durch die oszillierende Lochscheibe 4 erreicht. Der wesentliche Vorteil gegenüber den üblichen Armierungsmaschinen ist darin zu sehen, daß auf aufwendige Panzerflechter bzw. auch Armierungsmaschinen, bei denen die Vorratsspule um die Kabelachse rotiert und die Massenkräfte und Lärm erzeugen, verzichtet werden kann.

Die aufgelegten Drähte 5 können das Kabel 1 in Längsrichtung nur mit ihrer in Längsrichtung wirkenden Komponente an der Ausdehnung hindern und damit die Zugfestigkeit des Kabels erhöhen, d. h. je kleiner der Winkel der Drähte zur Längsachse des Kabels 1 ist, desto größer ist ihre Wirkung. Es muß jedoch beachtet werden, daß die Drähte 5 nicht parallel zur Längsachse des Kabels 1 verlaufen können, da sie sonst beim Biegen gestreckt bzw. gestaucht werden. Je größer der Winkel zwischen den Drähten 5 und der Längsachse des Kabels 1 ist, desto geringer wird die in Längsrichtung des Kabels 1 wirkende Kraftkomponente. Das Optimum bezüglich Zugfestigkeit und Biegefähigkeit des Kabels 1 liegt zwischen 15 und 25°.

Ohne den Stahldraht 10 können die Drähte 5 keine Kräfte übertragen, da sie ohne Verbindung zur Oberfläche des Kabels 1 sind. Die Verbindung zum Kabel 1 bringt der Stahldraht 10, der mit möglichst geringer Steigung um die Drähte 5 gewickelt wird. Dabei ist die Kraft, mit der der Stahldraht 10 aufgesponnen wird, von maßgeblicher Bedeutung. Aus dieser Kraft resultiert nämlich die für die Reibung zwischen den Drähten 5 und dem Kabel 1 erforderliche Normalkraft. Für die Kräfte, die in längsaxialer Richtung vom Kabel aufgenommen werden können, ergibt sich eine Abhängigkeit von folgenden Faktoren:

1. Anzahl der Drähte
2. Winkel der Drähte zur Achse des Kabels
3. Durchmesser der Drähte
4. Reibungskoeffizient zwischen den Drähten und dem Kabel
5. Reibungskoeffizient zwischen dem Stahldraht und den Armierungsdrähten
6. Zugkraft des Stahldrahtes.

Je nach Anwendungsfall müssen diese Faktoren optimiert werden.

Für manche Anwendungsfälle kann es sinnvoll sein, zwischen der Oberfläche des Kabels 1 und der Armierungslage aus den Drähten 5 ein Metallband vorzusehen, vorzugsweise aus Kupfer, welches die einzelnen Drähte 5 miteinander kontaktiert. In diesem Fall würde durch die Armierungslage gleichzeitig eine elektrische Abschirmung geschaffen werden.

Claims

1. Anwendung des Verfahrens zum Auflegen einer oder mehrerer Lagen aus einer Vielzahl metallischer Drähte, deren Schlagrichtung sich während der Verseilung fortlaufend ändert, auf die Oberfläche von langgestrecktem Gut, bei dem die metallischen Drähte nach dem Auflegen durch einen mit kurzer Schlaglänge wendelartig aufgebrachten Metalldraht in Lage gehalten werden, der mit einer Vorspannung aufgebracht wird, die kurz unterhalb der Streckgrenze des Metalldrahtes liegt, auf die Herstellung von zugfestem Armierungslagen im Mantelaufbau elektrischer Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Drähte auf einen glattwandigen Teil des Mantels wie z. B. die Kunststoffisolierung oder den stranggepreßten Bleimantel aufgebracht werden.

2. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldraht mit einer Steigung aufgebracht wird, die kleiner als der Durchmesser, vorzugsweise kleiner als der halbe Durchmesser des Mantels bzw. der Kunststoffisolierung ist.