DE3919880A1

DE3919880A1 - Multi-core flexible cable for power supply - contg. stranded conductors surrounded by rubber insulation

Info

Publication number: DE3919880A1
Application number: DE19893919880
Authority: DE
Inventors: Juergen Kuhls
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1989-06-19
Publication date: 1990-12-20
Anticipated expiration: 2009-06-20
Also published as: DE3919880C2

Abstract

Multi-core flexible cable for paper supply in eg vehicles, mines, etc, windable on drums, contains stranded conductors surrounded by rubber insulation on which is a semi-conducting layer. Control or signal cores (4) consist of an inner core (5) of high-strength insulating material, over which is a layer of conductor waves (6) and insulation (7). A wrapping of plastic tapes (9,10) is cross-laid over the insulation to form a self-supporting sheath over the insulation, in which the control cores can slide. ADVANTAGE - Control cores are protected from heavy bending stresses in use.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehradriges flexibles elektrisches Kabel zur Energieübertragung mit in den Aderzwickeln befindlichen Steuer- oder Meldeadern.The present invention relates to a multi-core flexible electrical cable for power transmission with in control or signaling wires located in the gussets.

Flexible elektrische Kabel der genannten Art, die als sogenannte trommelbare Leitungen zur Energieversorgung ortsveränderlicher Verbraucher eingesetzt werden, sind erhöhten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Das gilt insbesondere dann, wenn solche Kabel beispielsweise in Bergwerksbetrieben zur Stromversorgung von Schrämmaschinen oder Fahrzeugen eingesetzt werden. Da diese Kabel oft in den von den Energieadern gebildeten Zwickeln Steuer- oder Meldeadern aufweisen, sind diese wegen ihres verhältnismäßig geringen Querschnitts und ihrer relativ weit von der Kabelachse entfernten Lage mechanisch am stärksten gefährdet. Hinzu kommt, daß bei Biegebeanspruchungen des Kabels die Steuer- oder Meldeadern zwischen den Energieadern festgeklemmt und damit bei der Biegung des Kabels über ein zulässiges Maß hinaus gedehnt werden. Der überdehnte Kupferleiter dieser Melde- oder Steueradern geht nach Umkehr der Bewegungsrichtung nicht mehr in seine ursprüngliche Lage zurück, sondern korbt auf, so daß bei einer mehrfachen Hin- und Herbewegung der Leiter zerstört wird. Hierzu tragen insbesondere auch die bei den gattungsgemäßen Kabeln sehr hohen Stauch- und Zugbeanspruchungen bei.Flexible electrical cables of the type mentioned as so-called reelable lines for energy supply portable consumers are used exposed to increased mechanical stress. That applies especially when such cables are used in Mining companies for the power supply of Cutting machines or vehicles are used. There these cables often in those formed by the energy veins Gussets have control or signaling wires, these are because of their relatively small cross-section and their position relatively far from the cable axis mechanically most at risk. In addition, at Bending stresses on the control or cable Signal wires clamped between the energy wires and thus when the cable bends to an allowable extent be stretched out. The overstretched copper conductor of this Reporting or control wires go after reversing the Direction of movement no longer in its original position back, but basked up so that in a multiple Floating the ladder is destroyed. For this especially wear those of the generic type Cables with very high compression and tensile loads.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, hat man bereits als Leiter für die Steuer- oder Meldeadern sogenannte Geflechtleiter verwendet, die aus hochfesten Stahldrähten sowie Kupferdrähten aufgebaut sind. Nachteilig hierbei ist, daß mit steigender Zugfestigkeit, d. h. mit steigendem Stahlanteil und wachsender Stahlfestigkeit solche Geflechtleiter immer steifer und schwerer werden. Hinzu kommt, daß bei einem Bruch einzelner Stahldrähte deren Enden infolge ihrer Steifigkeit die umgebende Isolierung durchdringen und Anlaß zu weiteren Störungen im Kabel selbst sind.To overcome these difficulties, one already has as a head for the control or reporting wires so-called Braided conductors are used, which are made of high-strength steel wires as well as copper wires are constructed. The disadvantage here is that with increasing tensile strength, i.e. H. With increasing steel content and increasing steel strength such braids are becoming increasingly stiffer and heavier. In addition, in the event of breakage of individual steel wires the ends of which, due to their rigidity, are the surrounding Penetrate insulation and cause further interference in the Cables themselves.

Bisher auch in der trommelbaren Leitung verwendete Schmiermittel, beispielsweise Öl oder Graphitmischungen, führten zwar zu einer möglichen Hin- und Herbewegung der Steuer- oder Meldeadern, jedoch sind große Mengen Schmiermittels oder Gleitmittels erforderlich, um den gewünschten Effekt über lange Zeiträume sicherzustellen. Wegen der besonderen Verarbeitungsmaßnahmen für die Gleit- oder Schmiermittel wird jedoch der Fertigungsablauf des Kabels negativ beeinflußt.So far also used in the drumable line Lubricants, for example oil or graphite mixtures, did lead to a possible back and forth movement of the Control or reporting wires, however, are large quantities Lubricant or lubricant required to ensure the desired effect over long periods of time. Because of the special processing measures for the sliding or However, the manufacturing process of the Cable negatively affected.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, die in einer trommelbaren Leitung befindlichen Steuer- bzw. Meldeadern auch bei extremen Biegebeanspruchungen solcher Kabel dauerhaft zu schützen.Based on this state of the art Invention based on the task, a possibility specify which are in a drumable line Control or signaling wires even in extreme To permanently protect the bending stress of such cables.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß jede der Steuer- oder Meldeadern in einer rohrförmigen Hülle gleitbar geführt ist, die aus einer Bewicklung der Adern aus mindestens zwei Lagen formstabiler, einander überlappender Kunststoffbänder mit von Lage zu Lage gegenläufiger Wickelrichtung besteht. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen führen zu einer Art Torsionsschutzrohr, innerhalb dem die jeweilige Steuer- oder Meldeader sicher geführt ist. Ein Festklemmen dieser Adern durch die miteinander verseilten Energieadern des Kabels während der im Betrieb auftretenden Biegebeanspruchungen ist ausgeschlossen. Denn nach der jeweiligen Biegebeanspruchung gleitet die Steuer- oder Meldeader innerhalb des Führungsrohres unbeschädigt in ihre Ausgangslage zurück. Wesentlich für die Erfindung ist demnach die geschaffene Möglichkeit einer Relativbewegung zwischen der Steuer- oder Meldeader und der sie umgebenden Bewicklung, wobei diese als gleichsam selbsttragende Form die mechanischen Kräfte aufnimmt z. B. für den Fall, daß die Steuer- oder Meldeader über die Bewicklung zwischen den Energieadern festgeklemmt wird. Um dies zu erreichen, reicht es aber nicht aus, z. B. die Steuer- oder Meldeader mit einem gleitfähigen Band zu umspinnen, vielmehr ist erforderlich, daß mindestens zwei Lagen eines formstabilen Kunststoffbandes verwendet werden, die durch die Art der kreuzweisen Wicklung einander abstützen und so zu einer in sich formstabilen Hülle führen. Dazu trägt insbesondere auch bei, daß in Weiterführung des Erfindungsgedankens die Überlappung der Kunststoffbänder mindestens 20% beträgt.This object is achieved according to the invention in that each of the control or signaling wires in a tubular Is slidably guided, which is made from a winding of the Cores of at least two layers more stable, each other overlapping plastic straps with from layer to layer opposite winding direction exists. The Measures according to the invention lead to a kind Torsion protection tube within which the respective control or Is led securely. Clamping this Veins through the energy veins of the Cable during operation Bending stress is excluded. Because after the the respective bending stress slides the control or Signal wire inside the guide tube undamaged in their starting position back. It is essential for the invention therefore the created possibility of a relative movement between the control or reporting wire and the surrounding area Wrapping, this as a kind of self-supporting form the mechanical forces absorb z. B. in the event that the control or reporting wires about the winding between the energy veins is clamped. To achieve this, but it is not enough, e.g. B. the control or reporting wires to spin with a lubricious tape, rather required that at least two layers of a dimensionally stable Plastic tape used by the type of crosswise support each other and so to one in form-stable envelope. This contributes in particular also in that the continuation of the inventive concept Overlap of the plastic straps is at least 20%.

Wie bereits ausgeführt, ist der Durchmesser der üblichen Steuer- bzw. Meldeadern klein gegenüber den mitverseilten Energieadern, wodurch die Gefahr noch erhöht wird, daß die Steueradern zwischen den Energiekabeln festgeklemmt werden. Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird deshalb bei einem Durchmesser der Steuer- bzw. Meßadern von 2-10 mm, vorzugsweise 3-6 mm, die Überlappung der Bandkanten 30-40% betragen. Damit ist auch für diesen geringen Aderdurchmesser ein ausreichender Schutz innerhalb des Energiekabels gewährleistet.As already stated, the diameter is the usual one Control or signaling wires small compared to the stranded Energy veins, which increases the risk that the Control wires clamped between the power cables will. After a further inventive idea therefore with a diameter of the control or measuring wires of 2-10 mm, preferably 3-6 mm, the overlap of the Band edges are 30-40%. That is also for this Adequate protection with a small wire diameter guaranteed within the power cable.

Mitunter kann es wünschenswert sein, daß die zusätzlichen Adern, d. h. die Steuer- bzw. Meldeadern nach außen abgeschirmt sind. Für diesen Fall kann man in Weiterbildung der Erfindung auch so vorgehen, daß mindestens eins der die rohrförmige Hülle bildenden Kunststoffbänder mit einem Metall beschichtet ist. Diese Metallschicht könnte beispielsweise die äußere Oberfläche der Bewicklung bilden, während die übrigen Bänder beziehungsweise Bandlagen mit den unbeschichteten Flächen aneinandergrenzen. Wesentlich ist auch hier, daß die innerste d. h. die der Isolierung der Steuer- oder Meldeadern zugekehrte Bandfläche unbeschichtet bleibt, um die innere Ader nicht durch eine erhöhte Reibung bei Biegebeanspruchungen zu gefährden.Sometimes it may be desirable that the additional Veins, d. H. the control or signaling wires to the outside are shielded. In this case you can in Development of the invention also proceed so that at least one of those forming the tubular shell Plastic straps are coated with a metal. These For example, metal layer could be the outer surface of the wrapping form while the remaining tapes or tape layers with the uncoated surfaces adjoin. It is also important here that the innermost d. H. the isolation of the tax or The strip surface facing the detector remains uncoated the inner vein does not contribute to increased friction Endangering bending stress.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die Steuer- oder Meldeader innerhalb der Bewicklung nur dann gleitbar geführt und damit gegen äußere mechanische Kräfte ausreichend geschützt ist, wenn die Bewicklung sich nicht fest, d. h. gleitfest der Aderoberfläche anpaßt. Aus diesem Grunde sind für die Zwecke der Erfindung auch nicht beliebige Kunststoffbänder einsetzbar, sondern nur solche, die von sich aus ausreichend formstabil sind. Solche Bänder können z. B. auf der Basis Polyester hergestellt sein. Bekannt sind solche Kunststoffbänder aus Polyethylenterephthalat, wie sie unter dem Markennamen "Hostaphan" im Handel erhältlich sind.The invention is based on the consideration that the tax or The signaling wire can only be slid within the winding guided and thus against external mechanical forces is adequately protected if the wrapping is not firmly, d. H. slidably adapts to the surface of the wire. Out for this reason are not for the purposes of the invention any plastic straps can be used, only those which are inherently sufficiently stable. Such Tapes can e.g. B. made on the basis of polyester be. Such plastic tapes are known Polyethylene terephthalate as sold under the brand name "Hostaphan" are commercially available.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß mindestens zwei Lagen aus formstabilen Kunststoffbändern durch eine kreuzweise Bewicklung, d. h. mit unterschiedlicher Schlagrichtung, in eine kraftschlüssige Verbindung gebracht werden. Dabei bleibt der Kraftschluß auch erhalten, wenn bei Biegebeanspruchungen des Kabels bzw. der Steueradern die einzelnen Lagen bzw. die einzelnen Windungen jeder Lage des formstabilen Kunststoffbandes gegeneinander schieben. Der Kraftschluß, der zwischen den einzelnen Lagen besteht, kann in Weiterführung der Erfindung noch dadurch erhöht werden, daß die Kunststoffbänder auf der dem jeweils benachbarten Band zugekehrten Oberfläche profiliert sind. Eine solche Profilierung kann darin bestehen, daß die jeweiligen Oberflächen Rillen, Noppen oder Riefen aufweisen, es kann aber auch eine isolierende Beschichtung sein, die den Reibungsfaktor zwischen den aufeinanderliegenden Bandwicklungen oder Bandlagen erhöht.It is essential for the invention that at least two Layers of dimensionally stable plastic straps through a cross winding, d. H. with different Direction of impact, in a non-positive connection to be brought. The adhesion remains received if the cable or the control veins the individual layers or the individual Turns of every position of the dimensionally stable plastic tape push against each other. The adhesion between the individual layers can continue the Invention can be further increased in that the Plastic tapes on the adjacent tape facing surface are profiled. Such Profiling can consist of the respective Surfaces, pimples or grooves, it can but also an insulating coating that the Friction factor between the two Tape windings or tape layers increased.

Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 und 2 als Ausführungsbeispiel dargestellten vieradrigen trommelbaren Niederspannungsleitung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the four-wire reelable low-voltage line shown as an exemplary embodiment in FIGS . 1 and 2.

Die als Litzenleiter ausgebildeten Leiter 1 des Kabels sind von der Isolierung 2, z. B. aus einem Natur- oder Synthesekautschuk oder auch aus einem sogenannten thermoplastischen Kautschuk, umgeben. Über der Isolierung befindet sich die z. B. mit der Isolierung nicht verschweißte, durch Extrusion aufgebrachte äußere Leitschicht 3. Mit 4 sind die Steueradern bezeichnet; sie bestehen z. B. aus einem inneren Kernstrang 5, aus einem hochzugfesten isolierenden Material, einer darüber aufgeseilten Lage aus leitfähigen Drähten, die den Leiter 6 bilden, sowie einer darüber aufgebrachten Isolierung 7. Um bei Biegebeanspruchungen eines solchen Kabels, die während des Betriebes einer solchen, auch als trommelbare Leitung bezeichneten Anordnung, ständig auftreten, ein Festklemmen der Steueradern 4 durch die Energieadern zu vermeiden, weisen alle Steueradern 4 über der Isolierung eine zusätzliche Bewicklung 8 auf. Diese Bewicklung 8 besteht, wie insbesondere die Fig. 2 in einem gegenüber der Fig. 1 vergrößerten Maßstab zeigt, aus einer Bewicklung aus formstabilen Kunststoffbändern 9 und 10 aus beispielsweise Polyethylenterephthalat, die im sogenannten Kreuzschlag gewickelt sind und durch diese Art der Wicklung sowie durch die formstabile Eigenschaft des Bandes selbst eine selbsttragende Hülle oberhalb der Isolierung 7 bilden, so daß die Steuerader 4 in dieser Hülle gleitbar geführt ist. Bei dem erwähnten Festklemmen der Steueradern 4 in den Zwickeln der Energieadern wird dann zwar die äußere Hülle 8 möglicherweise gehalten, die Steuerader selbst aber kann den Biegebewegungen des Kabels folgen, ohne daß der Leiter 6 nicht mehr reversibel gereckt wird. Da für die Zwecke der Erfindung Folien verwendet werden, die eine geringe Dicke aufweisen, beispielsweise in einer Größenordnung von 50 µm, bleibt die Flexibilität der Steuerader selbst erhalten. The trained as a stranded conductor 1 of the cable are from the insulation 2 , z. B. from a natural or synthetic rubber or from a so-called thermoplastic rubber, surrounded. The z. B. not welded to the insulation, applied by extrusion outer conductive layer. 3 With 4 the control wires are designated; they exist e.g. B. of an inner core strand 5 , of a high tensile insulating material, a layer of conductive wires forming the conductor 6 , and an insulation 7 applied thereover. In order to avoid jamming of the control wires 4 by the energy wires when bending such a cable, which constantly occurs during the operation of such an arrangement, also referred to as a reelable cable, all control wires 4 have an additional winding 8 over the insulation. This winding 8 , as shown in particular in FIG. 2 on an enlarged scale compared to FIG. 1, consists of a winding made of dimensionally stable plastic strips 9 and 10 made of, for example, polyethylene terephthalate, which are wound in the so-called cross lay and by this type of winding and by the Dimensionally stable property of the tape itself form a self-supporting sheath above the insulation 7 , so that the control wire 4 is slidably guided in this sheath. When the control wires 4 are clamped in the gussets of the energy wires, the outer sheath 8 may then be held, but the control wire itself can follow the bending movements of the cable without the conductor 6 no longer being reversibly stretched. Since foils which have a small thickness, for example in the order of 50 μm, are used for the purposes of the invention, the flexibility of the control wire itself is retained.

Wie die Fig. 1 weiter verdeutlicht, wird die aus den genannten Einzelelementen bestehende Seele von einer gemeinsamen Aderumhüllung 11 oder einem Innenmantel aus einem vulkanisierten Gummi umgeben, der von dem gegen äußere Einflüsse widerstandsfähigen Außenmantel 12 überdeckt ist. Mit 13 ist der sogenannte Kernstrang bezeichnet, ein das Innere der Seele ausfüllender Kunststoffstrang. Sind die Leiter der Steuer- und Meldeadern durch Stahl- oder Textileinlagen in ihrer Zugkraft ertüchtigt, wird durch die Gleitmöglichkeit im formstabilen Rohr nach der Erfindung ein besserer Längenausgleich ermöglicht und ein Einziehen/Verlagern dieser Adern in Richtung Kernstrang 13 verhindert.As is further illustrated in FIG. 1, the core consisting of the above-mentioned individual elements is surrounded by a common core covering 11 or an inner jacket made of vulcanized rubber, which is covered by the outer jacket 12 which is resistant to external influences. With 13 the so-called core strand is designated, a plastic strand filling the inside of the soul. If the conductors of the control and signaling wires are strengthened in their tensile strength by steel or textile inserts, the possibility of sliding in the dimensionally stable pipe according to the invention enables better length compensation and prevents these wires from being drawn in / displaced in the direction of the core strand 13 .

Claims

1. Multi-core flexible electrical cable for energy transmission with control or signaling wires located in the wire gussets, characterized in that each of the control or signaling wires is slidably guided in a tubular sheath, which consists of a winding of the wires from at least two layers of dimensionally stable overlapping plastic tapes with opposite winding direction from layer to layer.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the overlap of the plastic straps at least 20% is.

3. Cable according to claim 2, characterized in that the overlap of the band edges 30-40% in one Diameter of the wires from 2-10 mm, preferably 3-6 mm is.

4. Cable according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the plastic tapes is metal coated.

5. Cable according to claim 1 or one of the following, characterized by plastic straps Polyester base.

6. Cable according to claim 5, characterized in that the plastic tapes made of polyethylene terephthalate consist.

7. Cable according to claim 1 or one of the following, characterized in that the plastic tapes the one facing the adjacent volume Surface are profiled.