-
Die hochflexiblen elektrischen Leitungen bilden eine besondere Gruppe
unter den sogenannten beweglichen Leitungen, und es kommt in den Fällen, in denen
sie angewendet werden sollen, vor allem auf die gute Beweglichkeit an. Es sind auch
schon viele Vorschläge für den Aufbau hochflexibler Leitungen bekanntgeworden.
-
Bekannt ist z. B. eine ein- oder mehradrige flexible elektrische Leitung,
die zwischen dem oder den Litzen- oder Lahnleitern und einem äußeren weichen Isolierstoffschlauch
zur Bildung eines Hohlraums um den oder die Leiter diese zugleich zentrierende Formstrangwendeln
aufweist. Bei einer anderen, für den Anschluß von Schweißgeräten bestimmten biegsamen
elektrischen Leitung weist der aus mehreren verseilten Litzen gebildete Leiter eine
aus aufgesponnenen Isolierfolien gebildete Umhüllung und darüber einen mit Abstand
aufgebrachten äußeren Isoliermantel auf. Bei weiteren bekannten hochbiegsamen elektrischen
Leitungen sind als Gleitmittel zwischen den einzelnen Leitungsaufbauteilen, zu denen
auch glatte Folienbewicklungen über mehrere Adern und äußere Mäntel, aber keine
offenen Formstrangwendeln gehören, trockene, salbenartige oder flüssige Gleitmittel
in die im wesentlichen nur aus Verseillücken bestehenden Hohlräume innerhalb der
Leitungen eingebracht.
-
Die Erfindung geht von einem Aufbau einer hochflexiblen elektrischen
hohlraumhaltigen Leitung aus, der sich aus der Verwendung der eben erwähnten, bisher
einzeln und zum Teil auch gemeinsam beim Aufbau solcher und anderer Leitungen benutzten
Merkmale als bisheriger Entwicklungsstand der Technik ergibt.
-
Gemäß diesem Aufbau hat eine hochflexible elektrische hohlraumhaltige
Leitung einen oder mehrere von einem abriebfesten nahtlosen Außenmantel umhüllte
Litzenleiter, die je aus einem eingängig verwürgten oder in mehreren Lagen gleichsinnig
geschlagenen hochflexiblen Seil bestehen und hohlraumhaltig zunächst mit einem offen
gewendelten weichen Formstrang und darüber mit einem nahtlosen, mindestens zum Teil
mit einem trockenen Gleitmittel gefüllten weichen Schlauch isoliert sind.
-
Die hohe Flexibilität von Leitungen mit diesem Aufbau kommt vermutlich
dadurch zustande, daß in jedem Querschnitt bzw. in den einander benachbarten Querschnitten
der Leitung in ihrem Innern ein Hohlraum zur Verfügung steht, der ein nur um den
Querschnitt des inneren Formstrangs verringerter Kreisring bzw. Hohlzylinder ist.
In diesen Hohlraum kann beim Biegen der Leitung die aus dem Isolierschlauch gebildete
geschlossene weiche Hülle unter Zug und Druck hinein- und wieder aus ihm herausfedern,
ohne sich bleibend zu verformen. Weil bei dem gewählten Aufbau die Adern im Ganzen
weich und elastisch nachgiebig sind, behindert der etwas streifere Außenmantel die
Biegsamkeit nicht so stark, wie man eigentlich erwarten sollte.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,_beweglichen Leitungen sowohl
in einadriger als @insbesondere auch in mehradriger Ausführung eine möglichst große
Flexibilität zu verleihen.
-
Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem Formstrang und dem Schauch
der Leiterisolierung ein längs, schrägwinklig oder quer zu seiner Länge gekrepptes
Band aus einem Isolierstoff entweder gewendelt oder achsparallel zu einem geschlossenen
Rohr geformt angeordnet ist. Es ist vorteilhaft, daß die Kreppung der Bänder (anders
gesagt der Abstand ihrer Wellen) so eng ist, daß die darunterliegende offene Formstrangwendel
nicht in sie eindringen kann, oder aber gerade so weit ist, wie der Formstrang stark
ist, damit in diesem Fall die aus ihm gebildete Wendel in Abständen immer wieder
in eine Welle hineinpaßt und definierte Auflager für das dazwischen federnde zum
Rohr gewickelte Bandstück bildet. Dies gilt insbesondere für eine schrägwinklige,
zur Wendelsteigung passende Kreppung. Die über eine bloße Außen- und Innenpuderung
hinausgehende Füllung des Isolierschlauchs mit trockenen Gleitmitteln, als welche
wie bekannt z. B. Staub aus Graphii, Talkum oder Glimmer in Frage kommen, verhütet
ein störendes Ansaugen des weichen Schlauchs an die benachbarten ihm gegenüber etwas
steiferen Schichten des Kreppbandrohrs und des Außenmantels, so daß der Schlauch
gewissermaßen zwischen ihnen schwimmt.
-
Den Hohlraum in den Adern mit einem gewissen Vorrat von einem der
erwähnten staubförmigen trockenen Gleitmittel zu füllen hat auch noch den Zweck,
daß damit aus diesem Vorrat Gleitmittelmengen beim Biegen der Leitung immer wieder
an alle Gleitstellen innerhalb des Isolierschlauchs gepumpt werden. Bei Verwendung
von gekreppten Bändern kann man dann auch die Außenwellen mit Gleitmitteln verfüllen,
damit auch aus diesem Vorrat das Gleiten des Isolierschlauchs auf dem Barunterliegenden
Kreppbandrohr noch verbessert wird.
-
Es ist an sich schon bekannt, gekreppte Bänder beim Aufbau von elektrischen
Kabeln und Leitungen zu verwenden, jedoch nur zu anderen Zwecken. So ist beispielsweise
bei Bleimantelkabeln mit einer aus Faserstoffen und bituminösen Stoffen bestehenden,
außen über dem Bleimantel angeordneten Schutzschicht für den Aufbau dieser Schutzschicht
die Verwendung von gekrepptem Papier als Faserstoffmaterial bekannt. Hierbei bildet
das gekreppte Papier ein elastisch-dehnbares Gerüst für die bituminösen Stoffe.
Auch bei Leitungen, die vorzugsweise an Stelle von Rohrdrähten für feste Verlegung
in Gebäuden bestimmt sind, ist es bekannt, die Leitungsdrähte zunächst mit einer
nachgiebigen Schicht aus Kreppapier oder anderem Faserstoff und darüber zur Versteifung
der außen mit einem Kunststoffmantel abgeschlossenen Leitung mit einer Metalldrahtwendel
zu umgeben.
-
Bei hohlraumhaltigen Aderisolierungen sind dagegen keine gekreppten
Bänder bekannt, sondern in Verbindung mit gewendelten Formsträngen nur glatte, zu
Rohren gewickelte Bänder.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind in Abhängigkeit von
der gewählten Kreppung der Bänder unterschiedlich. Einerseits wird nämlich in dem
Fall, daß die Formstrangwendel nicht in die Kreppung der Bänder eindringen kann,
die linienförmige Berührung zwischen den inneren Formstrangwendeln und dem äußeren
Schlauch der Leiterisolierung durch die Zwischenschaltung des gekreppten Bandrohrs
in eine Berührung dieser Aufbauteile der Leiterisolierung nur noch in einzelnen
Punkten aufgelöst bzw. verringert. Im anderen Sonderfall, daß die Formstrangwendel
mit ihrer Ganghöhe zur Kreppung der Bänder paßt und in sie eindringt, wirkt das
dazwischenliegende Stück als Membran. In beiden Fällen wird die Pumpwirkung auf
die innerhalb der Isolierung der Leitung vorhandenen Gleitmittelvor-
Täte
beim Biegen der Leitung im Vergleich zu glatten Bandwendeln verbessert.
-
Die neue Leitung kann nicht nur einadrig, sondern insbesondere auch
mehradrig ausgeführt werden. Bei mehradriger Ausführung kann man, wie bekannt, alle
Adern als rundes Bündel ohne Innenwände durch den Außenmantel zusammenfassen oder
in einzelnen, durch Trennwände gebildeteten Kanälen innerhalb des Außenmantels anordnen,
was sowohl in runder axialsymmetrischer als auch in flacher paralleler Lage möglich
ist. In allen Fällen sind die Adern einzeln oder im Bündel weicher als der Außenmantel,
der somit mit der richtigen Wandstärke nur selbst genügend biegsam ausgeführt werden
muß, damit die Leitung im Ganzen hochflexibel ist.
-
Als Werkstoff für die innere Hohlraumhülle um die Kupferlitzenseile
eignen sich z. B. gekreppte Bänder aus trockenem oder schwach getränktem Papier;
dabei kann man für die Innenwendel Kordeln verwenden, die in bekannter Weise aus
Papierbändern locker zusammengedreht sind. Statt dessen kann man aber auch Kordeln
aus trockenen oder schwach getränkten Fäden aus Baumwolle oder anderen Textilien
verwenden, beispielsweise auch die sogenannten Harnischkordeln.
-
Außer den natürlichen, kommen ferner-auch für die gekreppten Bänder
- alle künstlichen Werkstoffe in Frage, die sich in Form von runden oder eckigen
Strängen und Bändern von genügender Weichheit verarbeiten lassen, also insbesondere
die modernen Kunststoffe. Bei für starke Ströme bestimmten Leitungen muß dabei auf
die nötige Temperaturfestigkeit geachtet werden, die z. B. bei Garnen und Gewebebändern
aus Glasfasern oder Asbestfasern und den neuerdings verfügbaren Organosilikonen
gegeben ist.
-
Es empfiehlt sich, bei der neuen Leitung als Leiter aus den für Litzenleiter
möglichen Bauarten ein Seil aus mehreren Litzen aus je vielen dünnen Kupferdrähten
zu wählen. Dabei kommt es gerade auf die Gleichsinnigkeit der Tordierung der Kupferdrähte
in allen Stufen an, die bisher wegen der Gefahr der Aufdrehung des Seils fabrikatorisch
unerwünscht war und deshalb nicht üblich ist. Das Aufdrehen des blanken Seils läßt
sich aber doch in einfacher Weise durch Befestigung beider Seilenden auf den Fabrikationstrommeln
verhüten. Ein hochflexibles Kupferseil von 25 qmm Querschnitt baut man zweckmäßig
z. B. aus 1406 Drähten von je 0,15 mm Durchmesser auf, aus denen 37 Litzen zu je
38 Drähten gebildet werden.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der ; Erfindung dargestellt,
und zwar in F i g. 1 als Bild eines Stufenmusters eine einzelne Ader bzw. Leitung
und in F i g. 2 sowie in F i g. 3 in Querschnitten eine flache bzw. eine runde Leitung
mit mehreren Adern.
-
In F i g. 1 besteht das Kuperlitzenseil 1 aus sieben gleichsinnig
geschlagenen Litzen aus je vielen dünnen blanken Weichkupferdrähten. Das Seil hat
den bekannten Aufbau, daß um eine im Kern liegende Litze eine Lage von sechs Litzen
mit langem Schlag aufgeseilt ist. Um dieses Seil 1 sind als Abstandshafter mehrere,
im Beispiel zwei runde Formstränge 2 als offene mehrgängige Wendel und darüber ein
dünnes Band 3 in geschlossener überlappter Wendel aufgebracht. Diese Wendeln bilden
zusammen eine Hohlraumhülle, um die ein dünner nahtloser Isolierschlauch 4 gespritzt
ist, der die Ader nach außen abschließt. Die Formstrangwendeln 2 und die Bandwendel
3 bestehen z. B. aus Papier und der Schlauch 4
z. B. aus Polyäthylen. Die
Ganghöhe der Wendeln gleicht etwa dem Durchmesser der Hohlraumhülle und die Figur
läßt auch erkennen, daß alle zur Hohlraumhülle gehörigen Wendeln mit dem Kupferlitzenseil
die gleiche Schlagrichtung, im Beispiel Rechtsschlag haben. Zur zeichnerischen Vereinfachung
ist weder bei der Fadenwendel 2 eine Kordelstruktur noch bei der Bandwendel 3 eine
Kreppung dargestellt.
-
In F i g. 2 sind sieben einzelne Adern, deren Aufbau F i g. 1 entspricht,
nur mit der Abweichung, daß die Kupferlitzenseile 1' als eingängig verwürgt
dargestellt sind, in flacher zueinander paralleler Lage in mehreren Kanälen eines
Außenmantels 5 angeordnet. Aus schaltungstechnischen Gründen liegen bei diesem Beispiel
eine Ader allein in dem mittleren Kanal 6 und je drei Adern nebeneinander in den
beiden seitlichen Kanälen 7 der Leitung. Wie die Figur erkennen läßt, umschließen
die Kanäle die Adern dicht so weit, daß sie nicht locker liegen. Die Leitung kann
auch in anderer Form aufgebaut sein, z. B. mit dünnen Trennwänden zwischen den Adern
der Seitengruppen oder mit gleichstarken Trennwänden zwischen allen Adern.
-
In F i g. 3 ist schließlich als Abwandlung der F i g. 2 eine runde
axialsymmetrische Leitung dargestellt; hierbei liegen nach bekanntem Schema um eine
Kernader in einer mittleren Lage sechs Adern und in einer äußeren Lage zwölf Adern
parallel zueinander in einem einzigen Bündel. Die Lage der Adern ist schematisch
dargestellt; in Wirklichkeit sind nämlich keine großen Zwickelräume vorhanden. Der
Außenmantel, hier mit 8 bezeichnet, ist um das Adernbündel hohl oder, wie im Beispiel
der F i g. 3, über einen Stützbandwendel 9 aus Textilband o. dgl. herumgespritzt.
Er kann aus den gleichen Werkstoffen wie der Außenmantel 5 bei F i g. 2 bestehen.