Leiter für elektrische Kabel

Abstract

 Es wird ein Leiter (L1) für elektrische Kabel angegeben, der aus einer Vielzahl von miteinander verseilten Einzeldrähten besteht. Im Leiteraufbau ist eine Vielzahl von Verseilelementen (VS) eingesetzt, die alle einen zugfesten, in radialer Richtung verformbaren Kern (1) aufweisen, um den eine Anzahl von Grundelementen (2) herumverseilt ist, die aus miteinander verseilten Einzeldrähten bestehen. In einer ersten Lage sind mindestens drei Verseilelemente (VS) miteinander verseilt, deren Verseilrichtung entgegengesetzt zur Verseilrichtung der Grundelemente (2) gerichtet ist, und um die erste Lage von Verseilelementen (VS) ist mindestens eine zweite Lage von Verseilelementen (VS) herumverseilt, deren Verseilrichtung ebenfalls entgegengesetzt zur Verseilrichtung der Grundelemente (2) gerichtet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Leiter für elektrische Kabel, der aus einer Vielzahl von miteinander verseilten Einzeldrähten besteht.

[0002] Derartige auch als Leiterseile bezeichnete Leiter sind für alle Arten von elektrischen Kabeln zur Übertragung von elektrischem Strom und Signalen bekannt. Ein Einsatzgebiet solcher Kabel ist beispielsweise die Automatisierungstechnik mit Robotern und anderen beweglichen Geräten. Beispielsweise bei der Stromversorgung von Robotern werden die Kabel und deren Leiter ständig hin- und hergebogen sowie um Winkel von bis zu 185 °/m in beiden Drehrichtungen tordiert. Diese Forderungen werden von bekannten Kabeln mit herkömmlichem Aufbau und relativ kleinen Querschnitten der Leiter erfüllt. Moderne Geräte benötigen aber eine Stromversorgung mit höheren Strömen und Kabel, die auch Torsionen um Winkel von beispielsweise 360 °/m und mehr unbeschadet überstehen.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs geschilderten Leiter so zu gestalten, daß er einerseits zur Übertragung höherer Stromstärken geeignet ist und andererseits auch bei großen Torsionswinkeln von mehr als 360 °/m funktionsfähig bleibt.

[0004] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

• daß eine Vielzahl von Verseilelementen eingesetzt ist, die alle einen zugfesten, in radialer Richtung verformbaren Kern aufweisen, um den eine Anzahl von Grundelementen herumverseilt ist, die aus miteinander verseilten Einzeldrähten bestehen,
• daß in einer ersten Lage mindestens drei Verseilelemente miteinander verseilt ist, deren Verseilrichtung entgegengesetzt zur Verseilrichtung der Grundelemente gerichtet ist, und
• daß um die erste Lage von Verseilelementen mindestens eine zweite Lage von Verseilelementen herumverseilt ist, deren Verseilrichtung ebenfalls entgegengesetzt zur Verseilrichtung der Grundelemente gerichtet ist.

[0005] Der elektrisch wirksame Querschnitt dieses Leiters ist in Abhängigkeit von der Anzahl von Verseilelementen bzw. von der Anzahl der vorhandenen Lagen von Verseilelementen variabel an vorgegebene Stromstärken anpaßbar. Es können problemlos Leiter mit großen Querschnitten von beispielsweise 10 mm² und mehr hergestellt werden. Der Leiter hat kein zentrales Verseilelement, das bei bekannten Leitern durch Torsion leicht als erstes Teil zerstört wird. Die störungsfreie Tordierbarkeit des Leiters ist dadurch bereits verbessert. Zur verbesserten Tordierbarkeit des Leiters tragen wesentlich die unterschiedlichen Verseilrichtungen von Verseilelementen und Grundelementen bei, die sicherstellen, daß der Leiter insgesamt große Torsionswinkel von bis zu 540 °/m in beiden Drehrichtungen unbeschadet übersteht. Dabei ist von Bedeutung, daß alle Grundelemente des Leiters die gleiche Verseilrichtung haben, ebenso wie die Verseilelemente der unterschiedlichen Lagen, deren Verseilrichtung zu der der Grundelemente entgegengesetzt ist. Die für den Leiter realisierten größeren Torsionswinkel werden auch durch den zusammendrückbaren zugfesten Kern der Grundelemente unterstützt, der außerdem die mechanische Stabilität des Leiters verbessert.

[0006] Die Verseilelemente der einzelnen Lagen des Leiters können mit Vorteil mit dem gleichen Verseilwinkel verseilt sein.

[0007] In bevorzugter Ausführungsform des Leiters besteht der Kern der Grundelemente aus einem metallfreien, verformbaren Zentralelement, um das herum eine Anzahl von Stahldrähten rundum angeordnet ist.

[0008] Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.

[0009] Es zeigen:

Fig. 1 und 3 Querschnitte von zwei unterschiedlich aufgebauten Leitern nach der Erfindung.

Fig. 2 eine Einzelheit des Leiters nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Fig. 4 eine Einzelheit des Leiters nach Fig. 3 in vergrößerter Darstellung.

[0010] In Fig. 1 ist ein aus zwölf Verseilelementen VS bestehender Leiter L1 dargestellt. Der Aufbau der Verseilelemente VS geht aus Fig. 2 hervor. Ein Verseilelement VS hat gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einen Kern 1 und sechs um denselben herumverseilte Grundelemente 2. Der Kern 1 besteht aus einem in radialer Richtung verformbaren, also nachgiebigen Material. Er ist beispielsweise aus Polyaramidgarn oder Kohlefasergarn aufgebaut. Ein Grundelement 2 besteht aus einer Vielzahl von metallischen Einzeldrähten, insbesondere aus Kupferdrähten, die beispielsweise in Richtung des Pfeiles P1 miteinander verseilt sind. Die Grundelemente 2 können in Richtung des Pfeiles P2 um den Kern 1 herumverseilt sein, die entgegengesetzt zur Verseilrichtung (Pfeil P1) der Einzeldrähte ist. Die Verseilrichtungen von Einzeldrähten und Grundelementen 2 können aber auch übereinstimmen, wenn die Grundelemente 2 ohne Rückdrehung verseilt werden.

[0011] Die Verseilelemente VS sind im Leiter L1 nach Fig. 1 in zwei Lagen übereinander angeordnet. Dabei sind in einer ersten Lage drei Verseilelemente VS miteinander in einer dem Pfeil P3 entsprechenden Verseilrichtung miteinander verseilt. Diese Verseilrichtung ist auf jeden Fall entgegengesetzt zur Verseilrichtung der Grundelemente 2 gemäß Pfeil P2. In einer zweiten Lage sind gemäß Fig. 1 neun Verseilelemente VS um die erste Lage herumverseilt, und zwar in der gleichen, durch den Pfeil P3 gekennzeichneten Verseilrichtung wie die Verseilelemente VS der ersten Lage. Auch die Verseilrichtung der Verseilelemente VS der zweiten Lage ist also entgegengesetzt zur Verseilrichtung der Grundelemente 2 gemäß Pfeil P2.

[0012] Alle Verseilelemente VS sind im Leiter L1 also in der gleichen Richtung verseilt. Sie können außerdem mit Vorteil auch alle mit dem gleichen Verseilwinkel verseilt sein.

[0013] Ein Leiter L1 gemäß Fig. 1 hat beispielsweise einen elektrisch wirksamen Querschnitt von 10 mm², wenn der Durchmesser der Grundelemente 2 und des Kerns 1 0,48 mm beträgt. Ein solcher Leiter L1 kann mit hoher Lebensdauer auch um Winkel von bis zu 540 °/m in beiden Richtungen tordiert werden. Wann ein noch größerer, elektrisch leitender Querschnitt erreicht werden soll, dann kann über der zweiten Lage aus Verseilelementen VS mindestens eine weitere Lage aus beispielsweise fünfzehn Verseilelementen VS aufgeseilt werden, deren Verseilrichtung wieder der durch den Pfeil P3 angegebenen Verseilrichtung entspricht.

[0014] Der im Vorangehenden beschriebene Aufbau des Leiters L1 mit insgesamt zwölf Verseilelementen VS und sechs Grundelementen 2 pro Verseilelement entspricht dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel. Sowohl die Anzahl der Grundelemente 2 als auch die Anzahl der Verseilelemente VS können bei einem sinnvollen Aufbau des Leiters L1 auch von den angegebenen Werten abweichen.

[0015] Der Aufbau des Leiters L2 nach Fig. 3 entspricht demjenigen des Leiters L1 nach Fig. 1, allerdings mit abgewandelten Verseilelementen VS. Die Verseilelemente VS des Leiters L2 haben als Kern 1 ein metallfreies, verformbares Zentralelement 3, um das rundherum Stahldrähte 4 verseilt sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind es sechs Stahldrähte 4, die vorzugsweise aus hochfestem, rostfreiem Material bestehen. Das Zentralelement 3 kann wieder aus Polyaramidgarn oder Kohlefasergarn bestehen. Der sonstige Aufbau der Verseilelemente VS des Leiters L2 entspricht dem für den Leiter L1 beschriebenen. Das gilt auch für den Aufbau des Leiters L2 aus den in zwei Lagen miteinander verseilten Verseilelementen VS insgesamt.

Ansprüche

1. Leiter für elektrische Kabel, der aus einer Vielzahl von miteinander verseilten Einzeldrähten besteht, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine Vielzahl von Verseilelementen (VS) eingesetzt ist, die alle einen zugfesten, in radialer Richtung verformbaren Kern (1) aufweisen, um den eine Anzahl von Grundelementen (2) herumverseilt ist, die aus miteinander verseilten Einzeldrähten bestehen,

- daß in einer ersten Lage mindestens drei Verseilelemente (VS) miteinander verseilt sind, deren Verseilrichtung entgegengesetzt zur Verseilrichtung der Grundelemente (2) gerichtet ist, und

- daß um die erste Lage von Verseilelementen (VS) mindestens eine zweite Lage von Verseilelementen (VS) herumverseilt ist, deren Verseilrichtung ebenfalls entgegengesetzt zur Verseilrichtung der Grundelemente (2) gerichtet ist.

2. Leiterseil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Verseilelemente (VS) mit dem gleichen Verseilwinkel verseilt sind.

3. Leiterseil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) der Verseilelemente (VS) aus einem metallfreien, verformbaren Zentralelement (3) und einer Anzahl von dasselbe rundum umgebenden Stahldrähten (4) aufgebaut ist.

Zeichnung