DE3405852A1

DE3405852A1 - Mehradrige flexible elektrische leitung

Info

Publication number: DE3405852A1
Application number: DE19843405852
Authority: DE
Inventors: Max Barnicol-Öttler; Martin 8632 Neustadt Loczenski; Norbert 8630 Coburg Mieschke; Gerhard Ott; Gerhard 8632 Neustadt Przybylski; Erich 8630 Coburg Puff; Dietmar Weber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-02-15
Filing date: 1984-02-15
Publication date: 1985-08-22
Also published as: AU3870185A; IN161405B; FI850621L; CA1230170A; ZA851159B; FI850621A0; US4654476A

Description

Mehradrige flexible elektrische Leitung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Energieübertragung und ist bei der flexiblen Kopplung eines ortsveränderlichen Verbrauchers mit einem ortsfesten Starkstromnetz unter Verwendung einer mehradrigen elektrischen Leitung anzuwenden.

Flexible elektrische Leitungen, die zur Steuerung und/oder Stromversorgung ortsveränderlicher Verbraucher wie Hebezeuge, Transport- und Förderanlagen eingesetzt und dabei ständig auf- und abgetrommelt werden, sind erheblichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Diese führen mitunter zu korkenzieherartigen Verwerfungen einer Leitung. An sich trägt der Aufbau einer solchen Leitung, die in üblicher Weise aus den miteinander oder um einen Kern (Blindader- oder Tragorgan) verseilten Adern und aus einem ein- oder zweischichtigen, gegebenenfalls mit einem eingebetteten Geflecht versehenen und mitunter die Zwickelräume der Adern ausfüllenden Mantel besteht, den auftretenden mechanischen Beanspruchungen Rechnung (DE-OS 25 04 555). Dennoch können sich durch Torsionsund Zugbeanspruchungen der Adern in Verbindung mit deren Verschiebbarkeit untereinander sowie gegenüber dem Mantel mechanische Spannungen ergeben, die die erwähnten Verwerfungen zur Folge haben.

Zur Beherrschung der inneren Spannungen in einer trommelbaren Leitung ist eine Konstruktion bekannt, bei der jede Ader unter Zwischenschaltung einer ein Gleitmittel

13.02.1984 / Zm 3 Pch

enthaltenden Trennmittelschicht von einer schlauchartigen, extrudierten Kunststoffschicht umgeben ist und bei der diese Schlauchschicht mit dem Kern und/oder mit dem Mantel stoffschlüssig verbunden ist. Bei einer derartigen Leitung bilden der Kern, die schlauchartigen Kunststoffschicht der Adern und der Innenmantel ein elastisches, flexibles Korsett, in dem sich die Adern unabhängig voneinander gleitend bewegen können. Wegen der stoffschlüssigen Verbindung mehrerer über-den Querschnitt IQ der Leitung verteilt angeordneter Konstruktionselemente miteinander wird jedoch die Flexibilität der Leitung als Ganzes behindert (DE-QS 31 51 234).

Zur Stromversorgung von Bergbaumaschinen ist an sich eine Leitung bekannt, bei der in den Zwickelräumen der miteinander verseilten Adern der gedrittelte Erdleiter sowie Zwickelfüllungen aus gummiartigem Material angeordnet sind und bei der die verseilten Adern von einer im Gegenschlag aufgebrachten Wicklung und einem mit einem Verstärkungsgeflecht versehenen Mantel umgeben sind (US-PS 3 699 238).

Zur konstruktiven Ausgestaltung von Steuerleitungen mit lagenweise verseilten Adern ist es weiterhin bekannt, in den Zwickelräumen der Adern ein pulverförmiges Gleitmittel sowie zwischen den einzelnen Verseillagen staubdichte Trennschichten anzuordnen (CH-PS 389 047) oder bei gleicher Drallrichtung in allen Verseillagen zwischen je zwei Verseillagen eine Bebänderung vorzusehen, deren Steigungsrichtung der Drallrichtung der Verseillagen entgegengesetzt ist (DE-AS 14 65 777).

Ausgehend von einer mehradrigen flexiblen elektrischen Leitung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 35

	4F	3	405852

- / - VPi		O	12
	M

I 8

1 (US-PS 3 699 238) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch konstruktive Maßnahmen die Beherrschung der beim Auf- und Abtrommeln einer solchen Leitung auftretenden inneren Spannungen zu verbessern, ohne dadurch die Flexibilität der Leitung zu beeinträchtigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß im Außenbereich der Leitungsseele zwischen einander benachbarten Adern über den Umfang symmetrisch verteilt Stützelemente aus einem Kunststoff angeordnet sind, die seitlich an den einander benachbarten Adern anliegen, daß die Seelenbespinnung aus zugfesten Elementen aus Textil-, Kunststoff- oder Glasfasern oder aus Stahllitzen aufgebaut ist und daß die Seelenbespinnung und die Stützelemente über eine auf den Verseilverband aufgebrachte dünne Kunststoffschicht haftend oder klebend miteinander verbunden sind.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der Leitung bilden die Stützelemente und die Zugelemente ein flexibles Führungskorsett für die Adern, welches die Beweglichkeit der Leitung als Ganzes nicht beeinträchtigt. Dabei wird der zunächst von den Stützelementen, die eine möglichst geringe Steifigkeit besitzten, aufgenommene Druck zu den Zugelementen abgeleitet, welche über Zugkräfte die Stützelemente in ihrer Position festhalten.

Bei den gemäß der Erfindung verwendeten Stützelementen kann es sich um Zvi/ickelfüllungen handeln, die aus einem thermoelastischen oder gummielastischen Material mit einer Shore-A-Härte^70 bestehen. Dies gilt vor allem für Leitungen mit 3 oder 4 verseilten Adern. Als Stützelement kommt aber auch ein im Zentrum der drei- oder vieradrigen Leitungen angeordneter sternförmiger Strang aus gummielastischem Material in Betracht, dessen Arme

Kammern zur Aufnahme der Adern bilden.

Bei Steuerleitungen mit lagenweise verseilten Adern empfiehlt es sich, die Stützelemente in der äußeren Lage als Blindadern anzuordnen, wobei diese aus einem thermoelastischen oder gummielastischen Material mit einer Shore-A-Härte ^ 70 bestehen. Diese Stützelemente u/eisen zweckmäßig einen rechteckigen oder einen leicht trapezförmigen Querschnitt auf. Gleichartige Stützelemente können in der oder den inneren Verseillagen angeordnet sein, vi/obei die jeweiligen Verseillagen mit einer im Gegenschlag zur Verseillage aufgebrachten Bespannung aus zugfesten Elementen zu versehen sind, die über eine dünne Haft- oder Klebeschicht mit den Stützelementen der jeweiligen Verseillage haftend verbunden sind.

Bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Leitung erfolgt die haftende oder klebende Verbindung der Zugelemente mit den Stützelementen zweckmäßig in der Weise, daß ein Kleber, insbesondere ein Schmelzkleber bzw. ein Haftvermittler verwendet wird, der bei der Vulkanisation des auf die Leitungsseele aufgebrachten Mantels aktiviert wird. Ein solcher Kleber kann .in Form einer dünnen Kunststoffschicht auf die Seelenbespinnung aufgebracht sein, wenn diese eine Bedeckung von höchstens 70 % aufweist. Die dünne Kunststoffschicht kann aber auch unter der Seelenbespinnung angeordnet sein, wenn durch eine Beschichtung der zur Leitungsseele verseilten Adern mit einem Trennmittel (Puder, Wachs) dafür Sorge getragen wird, daß sich keine klebende oder haftende Verbindung zwischen den Adern und der Seelenbespinnung einstellt.

Drei Ausführungsbeispiele der neuen Leitung sind in den Fig. 1 bis 3 dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine vieradrige Energieleitung, bei der die 4 Adern 1 um einen Kern 2 verseilt sind und bei der in den Zvi/ickelräumen der Adern Stützelemente 3 aus einem thermoplastischen Kunststoff u/ie beispielsweise vernetztem Polyäthylen angeordnet sind. Auf diesen Verseilverband ist eine Bespinnung 4 aus zugfesten Kunststofffaden aufgebracht, deren Schlagrichtung der Drallrichtung des Verseilverbandes entgegengesetzt ist. Über der Bespinnung 4 befindet sich eine dünne Kunststoffschicht 5, die beim Aufbringen und Vulkanisieren des Außenmantels 6 derart aktiviert wird, daß sich eine Verklebung oder haftend Verbindung zwischen den Stützelementen 3 und der Bespinnung 4 ergibt. Die dünne Kunststoffschicht 5 kann beispielsweise aus einem vernetzbaren Ä'thylen-Propylen-Terpolymer bestehen und gemeinsam mit dem Außenmantel 6 vernetzt werden. Beim Aufbringen des Außenmantels wird dabei die dünne Schicht 5 durch die Lücken der Bespinnung 4 hindurch gegen die außenliegende Oberfläche der Stützelemente 3 gepreßt. Beim Vulkanisationsvorgang des Außenmantels 6 ergeben sich gleichzeitig molekulare Verbindungen zwischen der Kunststoffschicht und den Stützelemente 3.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fiq. 2 sind die in den Zwickelräumen der Adern 1 angeordneten Stützelemente 8 Teil eines Stützkreuzes 7, das im Zentrum der Leitung angeordnet ist. Für das Stützkreuz 7 ist eine relativ weiche Gummimischung mit einer Shore-A-Härte von 50 bis 60 verwendet. Bespinnung 4, dünne Kunststoffschicht 5 und Außenmantel 6 sind in gleicher Weise aufgebaut

wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Um ein Verkleben der dünnen Kunststoffschicht 4 mit den Oberflächen der Adern 1 zu verhindern, können die Adern 1 mit einem Gleitmittel beschichtet sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 handelt es sich um eine vieladrige Steuerleitung, bei der mehrere Adern 11 in einer ersten Lage um das zentrale Tragorgan 10 verseilt sind und bei der eine zweite Verseillage aus Adern 12 vorgesehen ist. In der äußeren Verseillage sind symmetrisch am Umfang verteilt die beiden Stützelemente 13 mit rechteckigen Querschnitt angeordnet, bei denen es sich um Blindadern aus einem vernetzten oder vernetzbaren Polyäthylen handelt. Die Adern 11 und 12 besitzen dagegen eine Gummiisolierung. Auf den Verseilverband ist die im Gegenschlag zur Drallrichtung der zweiten Verseillage aufgebrachte Bespinnung 14 aus zugfesten Kunststoffäden angeordnet, die ihrerseits von einer dünnen, haftvermittelnden Kunststoffschicht 15 und dem Mantel 16 umgeben ist. Bei der Vulkanisation des Außenmantels 16 wird die dünne Kunststoffschicht 15 hinsichtlich ihrer klebenden bzw. haftvermittelnden Eigenschaft aktiviert und verbindet sich durch die mit etwa 60 bis 65 % Bedeckung aufgebrachte Bespinnung 14 hindurch mit den Stützelementen 13. Eine Verbindung mit den Adern 12 der äußeren Verseillage wird entweder durch eine entsprechende Werkstoffauswahl oder durch Verwendung einer Gleitmittelschicht, die zugleich als Trennschicht wirkt, erreicht.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 können auch in der inneren Verseillage Stützelemente angeordnet sein. In diesem Fall ist dann zwischen beiden Verseillagen zusätzlich eine Bespinnung aus zugfesten Elementen sowie eine dünne haftvermittelnde Schicht vorzusehen.

8 Ansprüche
3 Figuren

Claims

3Λ05852 8 4 P 4 O 1 2 Patentansprüche

1. Mehradrige flexible elektrische Leitung, deren zur Leitungsseele verseilte Adern von einer mit Gegenschlag zu den verseilten Adern aufgebrachten Seelenbespinnung und von einem Mantel aus gummielastischem Material umgeben sind,
dadurch gekennzeichnet,

- daß im Außenbereich der Leitungsseele zwischen einander benachbarten Adern (1, 12) über den Umfang symmetrisch verteilt Stützelemente (3, 8, 13) aus einem Kunststoff angeordnet sind, die seitlich an den einander benachbarten Adern anliegen,

- daß die Seelenbespinnung (4, 15) aus zugfesten Elementen aus TKXtil-, Kunststoff- oder Glasfasern oder aus Stahllitzen aufgebaut ist

- und daß die Seelenbespinnung und die Stützelemente über eine auf den Verseilverband aufgebrachte dünne Kunststoffschicht (5, 16) haftend oder klebend miteinander verbunden sind.

2. Leitung nach Anspruch 1 mit drei oder vier verseilten Adern, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente als Zwickelfüllungen (3) ausgebildet sind und aus einem thermoelastischen oder gummielastischen Material mit einer Shore-A-Härtes£70 bestehen.

3. Leitung nach Anspruch 1 mit drei oder vier Adern, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente einen sterförmigen Strang (7) aus gummielastischem Material bilden, dessen Arme (8) Kammern zur Aufnahme der Adern (1) bilden.

4. Leitung nach Anspruch 1 mit lagenu/eise verseilten Adern, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente in der äußeren Lage als Blindadern (13) angeordnet sind und aus einem thermoelastischen

oder gummielastischen Material mit einer Shore-A-Härte 5:70 bestehen.

5. Leitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (13) einen rechteckigen oder einen leicht trapezförmigen Querschnitt aufweisen.

6. Leitung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß gleichartige Stützelemente in der oder den inneren Verseillagen angeordnet sind und daß die jeweiligen Verseillagen mit einer im Gegenschlag zur Verseillage aufgebrachten Bespannung aus zugfesten Elementen versehen ist, die über eine Haft- oder Klebeschicht mit den Stützelementen der jeweiligen Verseillage haftend verbunden ist.

7. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Seelenbespinnung (4, 15) eine Bedeckung von höchstens 70 % aufweist und daß die dünne Kunststoffschicht (5, 16) auf die Seelenbespinnung aufgebracht ist und aus einem Kleber bzw. Haftvermittler besteht, der bei der Vulkanisation des Mantels (6, 17) aktiviert wird.

8. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die dünne Kunststoffschicht unter der Seelenbespinnung angeordnet ist und aus einem bei der Vulkanisation des Mantels aktivierten Schmelzkleber besteht und daß die zur Leitungsseele verseilten Adern mit einem Trennmittel (Puder, Wachs) beschichtet sind.