DE3734020C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zugfestes Steuerelement für mehradrige flexible elektrische Kabel und Leitungen.

Flexible elektrische Leitungen, die als sogenannte trommelbare Leitungen zur Energieversorgung ortsveränderlicher Verbraucher eingesetzt werden, sind erhöhten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Das gilt insbesondere dann, wenn diese Kabel oder Leitungen in Bergwerksbetrieben zur Stomversorgung von Schrämmaschinen oder Förderfahrzeugen eingesetzt sind. Da diese Kabel und Leitungen oft in den von den Energieadern gebildeten Zwickeln Melde- oder Steueradern aufweisen, sind diese wegen ihres verhältnismäßig geringen Querschnitts und ihrer relativ weit von der Kabelachse entfernten Lage mechanisch am stärksten gefährdet. Die sehr hohen Stauch- und Zugbeanspruchungen, denen diese Adern ausgesetzt sind, führen daher häufig zum Bruch der Steueradern und machen damit die gesamte Leitung unbrauchbar.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, hat man bereits als Leiter für die Steueradern sog. 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 geben können.

Das Gleiche gilt für eine andere bekannte mehradrige flexible Gummischlauchleitung (DE-GM 76 13 743), bei der die Steuerelemente auf einem Tragorgan aus einer Stahllitze aufgebaut sind.

Bekannt sind auch flexible elektrische Leitungen (DE-OS 30 04 783), bei der zugfeste isolierende Stränge in den Verseilzwickeln der Adern angeordnet sind, wobei diese flexiblen Leitungen für sich zur Stromversorgung von elektrischen Kleingeräten verwendet werden. Diese sind daher schon allein aufgrund ihrer äußeren Abmessungen nicht geeignet, als Steuerleitungen in der Kabelseele einer trommelbaren Leitung eingesetzt zu werden, wie sie zur Stromversorgung ortsveränderlicher Verbraucher, beispielsweise in Bergwerksbetrieben, verwendet werden.

Biegsame elektrische Kabel sind auch bereits für die Signalübertragung auf sich bewegende Körper bekannt (DE-OS 33 17 262). Die hierfür verwendeten parallel geführten lackisolierten elektrischen Leiter innerhalb einer zugfesten Hülle aus einer Vielzahl hochzugfester Fäden sind jedoch ebenfalls nicht geeignet für die speziellen trommelbaren Leitungen eingesetzt zu werden, von denen die Erfindung ausgeht. Denn die parallel verlaufenden Adern werden bei der Vielzahl von Wickelvorgängen fortlaufend gedehnt und gestaucht, so daß ihr Funktionserhalt über längere Zeit nicht gewährleistet ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Steuerelemente zu schaffen, die auch bei extremer mechanischer äußerer Belastung des Kabels oder der Leitung den Funktionserhalt der Steuer- oder Meldeleitungen gewährleisten.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch mindestens zwei mit kurzer Schlaglänge von höchstens dem Sechsfachen ihres Verseildurchmessers miteinander verseilte Adern und in den Verseilzwickeln dieser Adern angeordnete hochzugfeste Kunststoffstränge oder -fäden, wobei dieser Verseilverband von einer gemeinsamen Hülle - Folie oder extrudierte Schicht gegebenenfalls auch in Kombination - umschlossen ist.

Dies erlaubt den Steueradern, im geschlossenen Verband frei gegenüber den Hauptadern oder dem Innenmantel des Kabels oder der Leitung zu gleiten, wobei die zum Gleiten erforderlichen Zugkräfte von den Kunststoffsträngen oder -fäden ohne schädigende Dehnung der Steueradern aufgenommen werden können. Das Steuerelement selbst verbindet gute Flexibilität mit hoher Zerreißfestigkeit, beides Eigenschaften, die vorhanden sein müssen, um eine zufriedenstellende Lebensdauer von Steueradern und Melde- oder Überwachungsleitungen zu erreichen.

Das Gleiten innerhalb des Verseilverbandes kann beispielsweise durch eine oder mehrere Lagen einer gleitfähigen Folie, etwa auf Polyesterbasis, erreicht werden, wie sie unter dem Handelsnamen Hostaphan bekannt ist. Aber auch ein Faservlies, beispielsweise aus dem gleichen Werkstoff, ist für die Zwecke der Erfindung geeignet. Eine andere Möglichkeit ist die, als gemeinsame Hülle eine extrudierte Schicht einzusetzen, wobei als Werkstoffe vorteilhaft thermoplastische Kautschuke Anwendung finden. In Einzelfällen kann es vorteilhaft sein, die Kombination von Steueradern und Zugentlastungselementen zunächst mit einem Band oder einer Folie zu bewickeln und darüber eine extrudierte Schicht aufzubringen.

Entscheidend für den Funktionserhalt der Steueradern auch bei extremer äußerer mechanischer Belastung ist ferner, die erfindungsgemäß gewählte Verseilung der beiden Adern des Steuerelementes. Damit wird die Flexibilität der Steuerelemente soweit erhöht, daß Brüche oder Knickbildungen durch Überdehnungen während des Auf- und Abtrommelns des Energiekabels vermieden sind.

Der hohen Flexibilität und Stauchfähigkeit dienlich ist es ferner, wenn zur Rundung des Verseilverbandes und/oder Füllung der Verseilzwickel ein eingeseiltes Garn dient. Dieses Garn kann zusätzlich noch mit einem Gleitmittel getränkt sein.

Die Kunststoffstränge hoher Zugfestigkeit können aus beliebigen geeigneten Materialien bestehen. Als besonders vorteilhaft hat es sich in Weiterführung jedoch erwiesen, wenn die Fäden hoher Zugfestigkeit Kunststoffäden auf Basis Homo- oder Copolyamide sind. Solche Fäden oder Stränge sind z. B. unter dem Handelsnamen "Kevlar" bekannt.

In der Fig. ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine trommelbare Bergwerksleitung dargestellt.

Die Leiter 1 der dreiadrigen Leitung sind als feindrähtige Litzenleiter ausgebildet und dienen der Energieübertragung. Sie sind von einer Kunststoffolie 2 umgeben. Darüber folgt die Isolierung 3, die z. B. aus Natur- oder Synthesekautschuk besteht, aber auch aus einem thermoplastischen Werkstoff, z. B. Polyurethan bestehen kann. Über der Isolierung 3 ist eine Kunststoffolie 4 angeordnet, die von aufgeseilten Kupferdrähten überdeckt ist. Diese Kupferdrähte bilden den jeweiligen konzentrischen Schutzleiter 5.

In den durch die Verseilung der Ader der Hauptleiter 1 gebildeten Zwickeln sind die drei Steuerelemente 6 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen diese Steuerelemente 6 aus jeweils zwei miteinander mit kurzem Schlag verseilten Adern (7), die den aus dünnen Drähten aufgebrachten Leiter 9 enthalten, welcher von einer Isolierung 10 auf Basis Ethylen-Propylen-Kautschuk überdeckt ist. In den Verseilzwickeln dieser Steueradern sind Stränge oder Fäden 11 und 12 angeordnet, die aus einem hochzugfesten Kunststoffmaterial hergestellt sind. Um die Gleitfähigkeit des das Steuerelement bildenden Verseilverbandes weiter zu erhöhen, erfolgt die Rundung durch miteingeseilte Garne 13, ggf. mit einem Gleitmittel zusätzlich getränkt. Die äußere Umhüllung 14 des Verseilverbandes wird zweckmäßig gebildet durch eine ein oder mehrlagige Folienbewicklung, z. B. aus einem Polyester-Vlies.

Dieser Aufbau läßt ein freies Gleiten der Steuerelemente gegenüber den Hauptadern und dem Innenmantel zu, die zum Gleiten erforderlichen Zugkräfte werden von den mehradrigen Steuerelementen ohne schädliche Dehnung aufgefangen.

Im Zentrum der trommelbaren Leitung befindet sich der Kerneinlauf (Trense) 15. Die gemeinsame Aderumhüllung wird durch die Kunststoffolie 16 gebildet, diese wird überdeckt vom Innenmantel 17, beispielsweise aus einem chlorierten Kautschuk. Eine erneute Kunststoffolie 18 trennt den Innenmantel 17 von der darüber befindlichen Bewehrung 19. Nach außen ist abschließend der Außenmantel 20 angeordnet.

Claims (2)

1. Zugfestes Steuerelement für mehradrige flexible elektrische Kabel und Leitungen, gekennzeichnet durch mindestens zwei mit kurzer Schlaglänge von höchstens dem Sechsfachen ihres Verseildurchmessers miteinander verseilten Adern (7), und in den Verseilzwickeln dieser Adern angeordnete hochzugfeste Kunststoffstränge oder -fäden (11/12), wobei dieser Verseilverband von einer gemeinsamen Hülle (14) - Folie oder extrudierte Schicht ggf. auch in Kombination - umschlossen ist.

2. Steuerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rundung des Verseilverbandes und/oder Füllung der Verseilzwickel ein eingeseiltes Garn (13) dient.