NO148834B - Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av ett eller flere lag av et antall boelgeformet deformerte traader paa overflaten av elektriske kabler og ledninger - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en anordning for fremstilling av ett eller flere lag av et antall bølgeformet deformerte tråder på overflaten av elektriske kabler og ledninger, ved hvilken de enkelte tråder avtrekkes fra forråd og hvor trådenes slagretning endres fortløpende under tvinningen og de enkelte tråder holdes ved hjelp av et på det dannede lag påviklet bånd.

For pålegning av en konsentrisk leder på

kjernen til en elektrisk kabel i samme arbeidsforløp som en armering, er det allerede kjent (US-PS 1 988 950) å omvikle den konsentriske leders tråder vindelformet rundt kjernen ved hjelp av en forrådsspole som er festet på en krans og med denne beveger seg rundt kabelaksen. Det for omviklingen nødvendige fastpunkt dannes ved at det konsentriske trådlag ved hjelp av omslyngning av lederen ligger fast an på denne.

Et i det samme arbeidsforløp påviklet metallbånd tjener

som ekstra armering.

Den nyere utvikling innen kabelteknikken har

vist at omslyngningen av kabelkjernen ved hjelp av de konsentriske tråder oppviser betydelige ulemper. Bortsett fra at det ved fremstillingen trengs mye materiale, er det vanskelig å komme frem til kjernen for monteringsformål.

Dette er f.eks. nødvendig når en kabel avskjæres og det i området for avskjæringsstedet må anbringes en muffe. Av beskyttelsesgrunner kreves det videre at den konsentriske leder ikke skal avskjæres, for å unngå høye overgangsmot-stander på forbindelsesstedet når den konsentriske leder er nødvendig.

For å oppfylle alle disse krav, har man derfor for lenge siden gått over til å anbringe den konsentriske beskyttelsesleders enkelttråder med vekslende slagretning på kabelkjernen. Trådene omslynger ikke lenger kjernen,

og de kan derfor på hvilket som helst sted løftes i radial retning opp fra kjernen og sammenfattes til en ikke-avskåret bunt. Dermed blir det imidlertid skaffet plass for monte-

ring av f.eks. en forbindelsesmuffe.

En sådan kabelutførelse er eksempelvis vist

i det tyske bruksmønsterskrift nr. 1 875 570 hvor den

konsentriske beskyttelses- eller nulleder er fremstilt av et antall enkelttråder som er anbrakt med reverserende slag eller tvinning. For dette formål blir enkelttrådene ført gjennom en ringskive med en akse som faller sammen med kabelaksen og ved hvis omkrets det er anordnet hull gjennom hvilke trådene forløper. Denne skive utfører en svingende bevegelse slik at enkelttrådene i samvirke med en tvinnings-nippel deformeres bølgeformet og deretter anbringes på kabelkjernen hhv. innleires i en på kjernen tilstedeværende masse. Inntil anbringelsen av en kobberspiral holdes den konsentriske leder ved hjelp av en spesiell føringsnippel.

Det er her en ulempe at det alltid må være

for hånden en klebende masse som underlag og en tilsvarende lang føring for å hindre at den konsentriske leder faller ned fra kjernen. For en omvikling ved hjelp av lederen finner jo ikke sted. En sådan masse er imidlertid ofte uønsket, f.eks. ved fremstilling av kabler for høye eller de høyeste spenninger, eller også av armeringer for vilkårlig, strengformet materiale.

Av denne grunn har man også allerede ved fremstillingen av de nevnte kabler med konsentrisk beskyt-telelses- eller nulleder over ruller tilført et endeløst bånd til kabelen i tvinningspunktet, hvor båndet omslynger kabelen én eller flere ganger og deretter likeledes over ruller på nytt bortføres og føres tilbake til tilførselspunktet (DE-PS 1 510 097). De for dette formål benyttede, maskinelle omkostninger har hittil hindret innføringen av denne metode i praksis.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe

en fremgangsmåte og en anordning hvor man med minst mulige maskinelle omkostninger kan anbringe ett eller flere lag av et antatt metalliske enkelttråder med reverserende slagretning på vilkårlige overflater av elektriske kabler eller ledninger.

Ovennenvte formål oppnås med en fremgangsmåte

av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at båndet påvikles på skrå på en slik måte og med en sådan slaglengde eller -stigning og

forspenning at hver tråd på stedet for dens anslag på kabel-eller ledningsoverflaten av båndet trykkes mot overflaten og blir til tvinnings- eller fastpunkt for den videre deformasjon av denne tråd under tvinningsforløpet, og at det neste på kabel- eller ledningsoverflaten påløpende trådavsnitt, når det er trykket mot overflaten, under den videre deformasjon av tråden igjen tjener som fastpunkt for den videre deformasjon, at det båndavsnitt som danner tvinnings-eller fastpunktet for hvert trådavsnitt, forblir på hvert trådavsnitt for fiksering av de deformerte tråder og således fastholder hver tråd i sin tvinnende form på overflaten, og at dette forløp med påtrykning, dannelse av et tvinnings-eller fastpunkt, deformasjon og påfølgende fastholdelse, stadig gjentas over hele kabel- eller ledningslengden.

Den ifølge oppfinnelsen tilveiebrakte anordning for utførelse av fremgangsmåten omfatter en med vekslende dreieretning roterende hulnippel som på sin omkrets oppviser føringsmidler for trådene, og en fastholdelsesanordning for båndet, og anordningen er kjennetegnet ved at den med vekslende dreieretning roterende hulnippel og båndet selv danner fastholdelsesanordningen for trådene som skal anordnes med vekslende slagretning.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen muliggjør påføring av et såkalt Ceaner-lag på vilkårlige kabelunder-lag, særlig også sådanne underlag som har liten eller ingen adhesjonskraft. Dette er f.eks. tilfellet når den metalliske skjerm for en middelspennings- eller høyspenningskabel skal anbringes, og når det skal gis avkall på den i den hittil-værende Ceander-kabelteknikk vanlige masse for innleiring av trådene. I forhold til denne kjente metode blir det således innspart et helt arbeidstrinn. Dertil kommer at det ved inntvinningen i det tvinnenippeldannende holdebånd, som umiddelbart griper de enkelte tråder, er mulig å oppnå en ensartet anbringelse av enkelttrådene også i området for reverseringen av slagretningen.

Som båndmateriale kan anvendes ethvert vilkårlig materiale forutsatt at det oppviser den nødvendige strekkfasthet. Hensiktsmessig blir det benyttet isoler-stoffbånd eller også med ledende sjikt kasjerte bånd som dessuten på sin mot trådlaget eller trådlagene vendende overflate kan oppvise friksjonsmotstandsøkende midler, f.eks. et klebesjikt eller riflinger. Alt etter det benyttede strengmateriale kan imidlertid også metallbånd, som er glatte eller utformet som riflebånd, komme til fordelaktig anvendelse.

Ved elektriske kabler, særlig for middel-eller høyspenning, blir det som regel på den av omviklede tråder bestående avskjerming i spiralform påviklet et kobberbånd med stort slag for å forbedre tverrledningsevnen. Denne forbedring av tverrledningsevnen blir ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen på enkel måte oppnådd ved at kobberbåndet påvikles på kabelen før anbringelsen av trådlaget. Påføringen av det etterfølgende trådlag blir da helt upåvirket av påføringen av kobberbåndet, og de maskin-tekniske omkostninger ved pålegning av enkelttrådene kan dermed reduseres til et minimum.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det

følgende i tilknytning til utførelseseksempler på fremstilling av en elektrisk kabel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser en første anordning for utførelse av fremgangsmåten, fig. 2 er en kurve som viser tidsvariabel dreiehastighet ved utførelse av tvinningen, fig. 3 viser en andre anordning for fremgangsmåtens utførelse, fig. 4

viser en utførelse av en holdeanordning for den kabel som fremstilles, og fig. 5 og 6 viser snittbilder av kabler som er fremstilt i- overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

På fig. 1 blir en kabelkjerne 1 som består

av en leder, isolasjon og et ytre ledesjikt, og som kommer fra en ikke vist sprøyteanordning, tilført til en bånd-spinner 2 ved hjelp av hvilken et fra en forrådsspole 3 avløpende kobberbånd 4 anbringes i form av en spiral. Ved hjelp av en føringsnippel 5 blir båndomspinningen eller-omviklingen påtrykt på det underliggende ledesjikt av kabelkjernen.

Under det videre fremstillingsforløp løper kabelkjernen gjennom en hulnippel 6 som i omkretsretningen roterer med vekslende dreieretning og på sin overflate er forsynt med føringsspor 7. Disse langs omkretsen ensartet fordelte føringsspor tjener til opptagelse av de fra for-rådsspoler 8 avtrukne enkelttråder 9 som med reverserende slag anbringes på kabelkjernen 1. Dette skjer på den måte at de enkelte tråder 7 i området 13, dvs. i området for pålegningen på kabelkjernens 1 overflate, idet de følger tvinnebevegelsen innlegges i en tvinnenippel som dannes ved hjelp av et holdebånd 10.

Den som nippel virkende omslyngning av kabelkjernen ved hjelp av holdebåndet forblir på kabelkjernen, slik at trådene etter at de er anbrakt på kabelkjernen 1, fastholdes på sikker måte. Holdebåndet 10 blir anbrakt av båndspinneren 11 som i det viste utførelseseksempel er utformet som sentralspinner, men også kan være en tangential-spinner.

Særlig ved kabelkjerner med lite ledertverr-snitt og tilsvarende liten isolasjonsveggtykkelse kan det iblant forekomme at den under holdebåndet tilstedeværende tvinneforbindelse delvis løsner på grunn av de på kjernen virkende torsjonskrefter. For å hindre dette, er det i tilknytning til pålegningsområdet for kabelkjernen anordnet en holdeanordning 12 som hindrer en vridning av kabelen.

Dersom det f.eks. kreves en spesiell kurveform for de konsentriske tråder, er det fordelaktig når det for hulnippelens 6 reversering kort før reverseringspunktet foretas en økning av den for den aktuelle fremstilling inn-stilte grunnturtallverdi og reverseringen av dreieretningen skjer ved dette økede turtall. Etter reversering av dreieretningen blir det økede turtall på nytt ført tilbake til grunnturtallet. Som styreorganer for dette formål er kon-taktløse styringer egnet, og disse er ålment kjent på

basis av elektroniske elementer.

Slik det fremgår av fig. 2, som gjengir dreie-hastighetens kurveforløp med tiden, kjøres det først med en bestemt hastighet som bestemmer slaglengden. Like før oppnåelse av tiden T^, ved hvilken reverseringen fra positiv til negativ dreieretning skal finne sted, blir dreiehastigheten øket fra til + V 2m Ve<^ denne økede dreiehastighet

+V_ skjer reverseringen av dreieretningen til verdien - V ,

og til slutt blir denne i det negative område økede dreiehastighet tilbakeført til grunnturtallet i det negative område -V^. Ved det videre forløp skjer det på nytt en økning av dreiehastigheten til -V£ og en reversering av dreieretningen til det tilsvarende positive område +V£.

Det er her vesentlig at de absolutte beløp av grunntur-

tallene og de økede turtall er like. Dersom man med B

betegner det antall slag som av den roterende hulnippel 6 overføres til trådene, er i utførelseseksemplet forholdet mellom B^ og B ? lik 10:1, mens er like stor som B^.

Styringen av tidsforløpet skjer avhengig av antall omdreininger av hulnippelen 6, dvs. omdreiningene hhv. deler av en omdreining telles over en forvalgteller. En andre, likeledes ikke vist forvalgteller, som er sammenkop-

let med den førstnevnte teller, bestemmer lengden av og tidspunktet for turtallsøkningen før og etter turtallrever-seringen (B2, B3). Disse to forvalgtellere omkopler f.eks. releer av kjent type hvis kontakter tilkopler de fordrede børverdier, idet størrelsen av børverdiene (±V^, tas ut fra en innstillbar spenningsdeler. Det er her vesentlig at den første forvalgteller fra start på null teller om-dreiningen i positiv retning, reverserer ved innstilt verdi og deretter via null teller i negativ retning, f.eks. på følgende måte: 0, 1, 2, 3, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, - A, -3, -2, -1, 0, +1, +2 osv.

Fig. 3 viser et annet eksempel på en anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Den fra et ikke vist sprøyteverktøy tilførte kabelkjerne 15,

som i tilfelle av en middelspenningskabel består av en leder,

et indre ledesjikt, en isolasjon og et ytre ledesjikt, er her forsynt med en båndpåvikling 16 med langt slag. De fra ikke viste forråd tilførte enkelttråder 17 blir ved hjelp av en med vekslende dreieretning roterende førings-

og pålegningskonus 18 anbrakt på kabelkjernen 15 og da slik at de følger konusens 18 retning i en SZ-tvinning.

For at denne anbringelse også skal kunne

skje på et i og for seg glatt underlag, blir det via en

spinner 19 påført et tvinnenippeldannende holdebånd 25

som umiddelbart omslynger trådene 17 i pålegningsområdet 24 og fastholder trådene på kjernen ved at båndet forblir på kjernen.

For å sikre at trådlaget forblir på ønsket

måte og med ønsket bedekning på kjernen, blir kabelen fastholdt ved hjelp av en anordning 20 som kan være utformet på vilkårlig måte, men med fordel, slik som vist i forstør-ret målestokk på fig. 4, består av to ruller 21 og 22 som omslutter kabelen og i vidtgående grad uskadeliggjør torsjonskrefter. Belegget 23 som er anordnet på rullenes løpeflater og i vidtgående grad er elastisk utformet, for-hindrer blivende skader på kabelen som følge av tykkelses-variasjoner.

Anordningen 20, som kan være et båndavtrekk eller bestå av rullene 21 og 22, er innstillbar i akseret-ningen slik som antydet ved hjelp av piler, slik at den strekning som vris mellom pålegningsområdet 24 og fast-holdelsespunktet 20 hhv. 21, 22, kan optimeres alt etter de gitte forhold, diameter, fleksibilitet osv. Det er i denne forbindelse vesentlig at tvinningsvinkelen for den aktuelle kabel eller ledning holdes så liten som mulig uten å hindre pålegningen av trådene og spinneforløpet.

I det følgende skal eksempler på elektriske kabler som er fremstilt i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, beskrives i tilknytning til fig. 5 og 6.

Selv om oppfinnelsen er velegnet for fremstilling av én- eller flertrådede, elektriske kabler som har en over en isolasjon hhv. et ytre ledesjikt anordnet avskjerming av med reverserende omvikling anbrakte enkelttråder, vil det være klart at den foran beskrevne fremgangsmåte også kan anvendes ved fremstilling av andre produkter.

^Når det gjelder elektriske kabler, har det som innledningsvis nevnt i lengre tid vært kjent såkalte Ceander-kabler med en bløt fyllblanding over kabelkjernen, i hvil-

ken de med reverserende slag anbrakte enkelttråder av den konsentriske beskyttelses- eller nulleder er innfelt og

dermed fastholdt i stilling i forhold til hverandre. Den ifølge forskriftene fordrede tverrledningsevne for denne konsentriske leder, dvs. ledningsevnen i omkretsretningen, oppnås ved hjelp av et med skruelinjeform på enkelttrådene påviklet kobberbånd som forbinder trådene elektrisk ledende med hverandre. Bortsett fra at denne kabelkonstruksjon er anordnet bare for lavspennings-fordelerkabler og siden langt tilbake benyttes på dette område, er en sådan kabel på grunn av den benyttede fyllblanding som regel ikke egnet for kabler for høyere spenning, altså over 10 kV. Dertil kommer at det med stigende spenning også blir nød-vendig med større veggtykkelser som på grunn av under drift opptredende varmesykluser fører til øket masseutvidelse i radial retning. Det kan da forekomme at spiralen som sikrer tverrledningsevnen, løftes opp fra skjermtrådene og hensikten med spiralen dermed oppheves.

Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det imidlertid fremstilles kabler som, uavhengig av den aktuelle kabeltype, i ethvert tilfelle sikrer tverrledningsevnen for på kabelkjernen anbrakte skjermtråder. Dette oppnås ved at det ledende bånd på kabelen anordnes

i sjiktoppbygning under enkelttrådene. Det ledende bånd kan være anbrakt i skruelinjeform på det underliggende sjikt, og båndet kan under tilførsel i lengderetningen foldes rundt kabelen. Båndet kan videre være påviklet som et lukket lag. Kantene av det i lengderetningen tilførte eller i skruelinjeform anbrakte bånd kan være mekanisk fast forbundet med hverandre, f.eks. ved sammenklebing.

Som bånd for tverrledningsevnen kan det benyttes et metalli-sert bånd, og en folie eller et bånd kan være anbrakt og fortrinnsvis påviklet over skjermtrådene.

Dersom kabelkjernen i en slik fremstilt kabel utvider seg f.eks. under påvirkning av driftsvarme, blir det tilnærmet som spiral utformede, ledende bånd presset fast mot enkelttrådene i avskjermingen, slik at det i forhold til den kjente anordning med over det konsentriske trådlag anordnet spiral kan oppnås en vesentlig bedre kontaktdannelse. Dette gjelder spesielt også for alle de tilfeller hvor enkelttrådene er innleiret i en bløt fyll-

blanding.

Således kan det her forekomme at blandingen

i løpet av fremstillingen eller som følge av oppvarming under drift kommer inn mellom enkelttrådene hhv. helt omslutter disse og dermed løfter opp kontaktspiralen. Dersom imidlertid det ledende bånd ligger under enkelttrådene, er det i det minste i området for spiralen til stadighet til stede en fullgod kontaktdannelse eller berøring.

Det ledende bånd kan være anbrakt i spiralform med kortere eller lengre slag. En særlig virkning oppstår imidlertid når slaget er valgt så kort at båndkantene overlapper hverandre, slik at det oppstår et lukket båndlag. Dermed kan dette sjikt samtidig gjøre tjeneste som fuktighetssperre. Det samme kan imidlertid også oppnås når båndet ved tilførsel i lengderetningen foldes rundt kabelkjernen. Båndkantene kan da i dette slik som i foregående tilfelle med fordel forbindes fast og tett med hverandre, f.eks. ved klebing, lodding eller sveising.

Når, som nevnt-, det ledende båndlag samtidig benyttes som fuktighetssperre, oppstår den ytterligere fordel at denne kappe ved hjelp av det overliggende trådlag oppnår en mekanisk beskyttelse. Skjermtrådene overtar følgelig også funksjonen som en forsterkning som særlig er virksom ved de ofte forekommende, lettere mantelbeskadigel-ser på grunn av rispende verktøy, inntrykkende steiner eller gnagerangrep.

Som båndmateriale vil det som regel bli benyttet et kobberbånd, men også andre båndmaterialer kan benyttes. For eksempel kan det også benyttes metalliserte bånd, eventuelt kunststoffkasjerte metallfolier, som er viklet som åpen eller lukket spiral over kabelkjernen i én-eller flertrådede kabler.

På fig. 5 er vist en lavspenningskabel som består av tre ledere 31, 32 og 33 som i eksemplet er sektor-formet utformet. Over lederne befinner det seg et utfyl-lingsmateriale 34. Over dette er det i spiralform påviklet et kobberbånd 35, og dette dekkes av trådlaget 36 av et antall med reverserende slag anbrakte enkelttråder.

Enkelttrådene er her ikke innleiret i noen myk fyllmasse, men er anbrakt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved hvilkenxtrådene ved hjelp av en med vekslende dreieretning roterende føringskonus innlegges i et tvinnenippeldannende holdebånd som forblir på kabelen. Holdebåndet utgjøres her av kuststoffholdebåndet 37. Ytter-mantelen, som består av polyvinylklorid eller polyetylen, er betegnet med 38 og befinner seg over dette bånd.

Til forskjell fra utførelseseksemplet ifølge fig. 5 er det på fig. 6 vist en énleder-høyspenningskabel. Lederen 39, som er oppbygget av enkelttråder, oppviser et indre ledesjikt 40.

Den høyspenningsfaste isolasjon er betegnet med 41 og er på sin side dekket av et ytre ledesjikt 42. Over dette er anbrakt en kobberbåndspiral 43, eventuelt under mellomkopling av et polstringssjikt over hvilket det befinner seg en av enkelttråder bestående avskjerming 44. Denne avskjerming er anbrakt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og enkelttrådene er således fastholdt ved hjelp av et kunststoffholdebånd 45 som på sin side er omgitt av en yttermantel 46.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av ett eller flere lag av et antall bølgeformet deformerte tråder på overflaten av elektriske kabler og ledninger, ved hvilken de enkelte tråder avtrekkes fra forråd og hvor trådenes slagretning endres fortløpende under tvinningen og de enkelte tråder holdes ved hjelp av et på det dannede lag påviklet bånd, karakterisert ved at båndet påvikles på skrå på en slik måte og med en sådan slaglengde eller -stigning og forspenning at hver tråd på stedet for dens anslag på kabel- eller ledningsoverflaten av båndet trykkes mot overflaten og blir til tvinnings-eller fastpunkt for den videre deformasjon av denne tråd under tvinningsforløpet, og at det neste på kabel- eller ledningsoverflaten påløpende trådavsnitt, når det er trykket mot overflaten, under den videre deformasjon av tråden igjen tjener som fastpunkt for den videre deformasjon, at det båndavsnitt som danner tvinnings- eller fastpunktet for hvert trådavsnitt, forblir på hvert trådavsnitt for fiksering av de deformerte tråder og således fastholder hver tråd i sin tvinnede form på overflaten, og at dette forløp med påtrykning, dannelse av et tvinnings- eller fastpunkt, deformasjon og påfølgende fastholdelse, stadig gjentas over hele kabel- eller ledningslengden.

2. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende en med vekslende dreieretning roterende hulnippel (6) som på sin omkrets oppviser føringsmidler (7) for trådene (9), og en fastholdelsesanordning for båndet (10), karakterisert ved at den med vekslende dreieretning roterende hulnippel (6) og båndet (10) selv danner fastholdelsesanordningen for trådene (9) som skal anordnes med vekslende slagretning.

3. Anordning ifølge krav 2, omfattende holdeelementer for kabelen eller ledningen bestående av to eller flere radialt i forhold til kabelen eller ledningen stillbare ruller (21, 22) med på disses overflate tilpasset belegg (23) og som trykkes mot kabel- eller ledningsoverflaten, karakterisert ved at disse holdeelementer (21, 22) er anordnet umiddelbart bak det sted hvor båndet (25) når frem til kabel- eller ledningsoverflaten, og at disse holdeelementer sikrer kabelen eller ledningen mot dreining som følge av krefter som utøves på kabelen eller ledningen på grunn av de med vekslende slagretning anordnede tråder (17) og på grunn av båndet (25).