EP1653483B1 - Mehradrige flexible elektrische Leitung - Google Patents

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EP1653483B1 EP04292581A EP04292581A EP1653483B1 EP 1653483 B1 EP1653483 B1 EP 1653483B1 EP 04292581 A EP04292581 A EP 04292581A EP 04292581 A EP04292581 A EP 04292581A EP 1653483 B1 EP1653483 B1 EP 1653483B1
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strands
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wires
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Heinz-Willi Hamacher
Walter Winkelbauer
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • H01B7/041Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables attached to mobile objects, e.g. portable tools, elevators, mining equipment, hoisting cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/22Metal wires or tapes, e.g. made of steel
    • H01B7/221Longitudinally placed metal wires or tapes
    • H01B7/223Longitudinally placed metal wires or tapes forming part of a high tensile strength core

Definitions

  • the present invention is a multi-core flexible electrical line according to the preamble of claim 1.
  • Flexible cables find their application z. B. as electrical supply lines for moving machinery, the cables can be drummed or towed.
  • Application sites are opencast mining and underground mining.
  • FIG. 1 shows a section through a line according to the teachings of the invention.
  • the line has three main wires 1, which consist of a highly flexible, fine-stranded copper conductor 1 a and an insulating layer 1 b based on EPR. Between the main wires 1 there are protective conductors 2, which, like the main wires 1, have a highly flexible, finely stranded copper conductor 2a and an insulation 2b based on EPR.
  • a support member 3 is provided, which has a torsion-free steel cable 3a and an insulating rubber sheath 3b.
  • the jacket 5 consists of two layers 5a and 5b, between which a Torsionstikgeflecht 4 is provided.
  • the layers 5a and 5b are advantageously made of a chlorine-containing rubber which is oil-resistant, flame-retardant and tear-resistant and resistant to abrasion.
  • the torsion protection braid is constructed of high tensile and abrasion resistant plastic threads.
  • the support member 3 can be advantageously used as a control conductor or as an overload.
  • the main wires 1 and the protective conductor 2 are roped on the support member 3.
  • FIG. 2 shows the steel cable 3a on an enlarged scale.
  • the steel cable 3a consists of a core strand 6 of, for example, seven individual wires.
  • the core strand is surrounded by four strands 7, which are each composed of twenty-six individual wires.
  • An outer layer is formed of sixteen outer strands, which, like the Kernlitze 6 consist of seven individual wires.
  • the strands 7 of the first layer are stranded with a lay length of 35 mm on the core strand 6.
  • the outer strands 10 of the second layer are roped to the first layer with a lay length of 50 mm.
  • the bearing element constructed in this way gives the cable an extremely high bending fatigue strength and thus a very long service life.

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mehradrige flexible elektrische Leitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Flexible Leitungen finden ihre Anwendung z. B. als elektrische Versorgungsleitungen für bewegliche Maschinen, wobei die Leitungen getrommelt bzw. geschleppt werden können. Anwendungsorte sind Tagebau und Bergbau unter Tage.
  • Bei der Konstruktion derartiger Leitungen kommt es darauf an, das Dehnungsverhalten der Leiter für kleine Biegeradien zu optimieren und der Leitung eine ausreichende Zugfestigkeit zu geben.
  • Aus der DE-Z "Elektrodienst", 1983, Heft 1, Seite 26/27 ist eine Aufzugsteuerleitung bekannt, bei welcher die Adern um ein Tragorgan zur Leitungsseele verseilt sind, und die Leitungsseele von einem Kunststoffmantel umgeben ist. Die bekannte Leitung zeichnet sich durch einen Leitungsaufbau aus, bei dem jeweils fünf Adern um einen zugfesten Kern zu einem Bündel verseilt sind, und sechs dieser Bündel sind dann mit kurzer Schlaglänge um das Tragorgan angeordnet, wobei das Tragorgan als drehungsfreies Stahlseil ausgebildet ist. Die Vorteile dieser Konstruktion sind:
    • hohe Biegetüchtigkeit
    • hohe Flexibilität
    • absolute Stabilität des Aderverbandes.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine trommelbare Leitung für Energie- und/oder Datenübertragung bereitzustellen, welche sehr hohen dynamischen Zugbelastungen ausgesetzt werden kann und von daher unter den rauhen Bedingungen unter Tage verwendet werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.
  • Aufgrund des Aufbaus des hoch zugfesten und verdrehungsfreien Stahlseils vollzieht sich ein Bruch der Seilelemente nach extrem langer Einsatzzeit in den zentralen Lagen des Stahlseils, sodaß eine vorzeitige Beschädigung der Adern vermieden ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.
  • Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • In der Figur 1 ist ein Schnitt durch eine Leitung nach der Lehre der Erfindung dargestellt. Die Leitung weist drei Hauptadern 1 auf, welche aus einem hoch flexiblen, feindrähtigen Kupferleiter 1 a und einer Isolierschicht 1 b auf der Basis von EPR bestehen. Zwischen den Hauptadern 1 befinden sich Schutzleiter 2, die wie die Hauptadern 1 einen hoch flexiblen, feindrähtigen Kupferleiter 2a und eine Isolierung 2b auf der Basis von EPR aufweisen. Im Zentrum der Leitung ist ein Tragorgan 3 vorgesehen, welches ein verdrehungsfreies Stahlseil 3a sowie eine isolierende Gummihülle 3b aufweist. Der Mantel 5 besteht aus zwei Schichten 5a und 5b, zwischen denen ein Torsionsschutzgeflecht 4 vorgesehen ist. Die Schichten 5a und 5b bestehen vorteilhafterweise aus einem chlorhaltigen Kautschuk, der ölbeständig, schwer entflammbar sowie weiterreiß- und abriebfest ist. Das Torsionsschutzgeflecht ist aus hoch zugfesten und abriebfesten Kunststofffäden aufgebaut.
  • Das Tragorgan 3 kann vorteilhafterweise als Steuerleiter bzw. als Überlastkontrolleiter verwendet werden.
  • Die Hauptadern 1 und die Schutzleiter 2 sind auf das Tragorgan 3 aufgeseilt.
  • Die Figur 2 zeigt das Stahlseil 3a in vergrößertem Maßstab.
  • Das Stahlseil 3a besteht aus einer Kernlitze 6 aus beispielsweise sieben Einzeldrähten.
  • Die Kernlitze ist von vier Litzen 7 umgeben, welche jeweils aus sechsundzwanzig Einzeldrähten aufgebaut sind.
  • In den Zwickeln zwischen den Litzen 7 sind vier kleinere Litzen 8 vorgesehen. Die Durchmesser der Litzen 7 und 8 sind so aufeinander abgestimmt, daß sie eine gemeinsame Umhüllende 9 tangieren.
  • Eine äußere Lage ist aus sechzehn Außenlitzen gebildet, die wie die Kernlitze 6 aus jeweils sieben Einzeldrähten bestehen.
  • Die Litzen 7 der ersten Lage sind mit einer Schlaglänge von 35 mm auf die Kernlitze 6 aufgeseilt. Die Außenlitzen 10 der zweiten Lage sind mit einer Schlaglänge von 50 mm auf die erste Lage aufgeseilt.
  • Das auf diese Weise aufgebaute Tragorgan verleiht der Leitung eine extrem hohe Biegewechselfestigkeit und somit eine sehr lange Lebensdauer.
  • Im Extremfall ist durch den Seilaufbau gewährleistet, daß zunächst die Drähte der inneren Lage zu Bruch gehen, und somit eine Beschädigung der Hauptadern vermieden bzw. zumindest hinausgezögert wird.

Claims (5)

  1. Mehradrige flexible elektrische Leitung mit einem zentralen Tragelement (3), mehreren das Tragelement (3) umgebenden Adern (1) aus isolierten feindrähtigen Leitern sowie einem Kunststoffmantel (5), bei welchem das zentrale Tragelement (3) aus einem drehungsfreien Stahlseil (3a) besteht, das mit einer äußeren Isolierschicht (3b) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlseil (3a) aus einer Kernlitze (6), einer ersten auf die Kernlitze (6) aufgeseilten Lage aus mehreren Litzen (7) und einer auf die erste Lage aufgeseilten zweiten Lage aus einer Vielzahl von Litzen (10) besteht, wobei die Verseilrichtung und/oder die Verseillänge der Litzen (10) der zweiten Lage von der Verseilrichtung und/oder der Verseillänge der Litzen (7) der ersten Lage abweicht.
  2. Mehradrige Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verseilzwickeln der ersten Lage weitere Litzen (8) angeordnet sind, deren Durchmesser geringer ist als der Durchmesser der Litzen (7) der ersten Lage, und daß die Litzen (7) der ersten Lage und die weiteren Litzen (8) eine gemeinsame Umhüllende von innen tangieren.
  3. Mehradrige Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Adern (1) Schutzleiter (2) angeordnet sind.
  4. Mehradrige Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung der Adern (1) aus Ethylen-Propylen-Gummi (EPR) besteht.
  5. Mehradrige Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (5) aus zwei Schichten (5a,5b) aus einem Kautschuk besteht, und daß zwischen den zwei Schichten (5a,5b) ein Torsionsschutzgeflecht (4) aus hoch zugfesten Kunststofffäden eingebettet ist.
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