DE3688379T2

DE3688379T2 - Mehrleiterkabel.

Info

Publication number: DE3688379T2
Application number: DE8686304010T
Authority: DE
Inventors: Shigeki Fujimura; Itaru Sakamoto; Shohei Yoshimura
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1993-09-23
Anticipated expiration: 2006-05-28
Also published as: EP0204489B1; EP0204489A3; DE3688379D1; EP0204489A2; US4707569A

Description

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Kabel und insbesondere auf Kabel für elektrische Energie, Kabel zum Übertragen von Signalen und Faserkabel für die Optik.
Ein Kabel mit einer Vielzahl von Leitern besteht im allgemeinen aus einem Kern aus einer Vielzahl von isolierten Leitern, einer Hülle, die den Kern umgibt, und einem Raumfüller, der die Hohlräume innerhalb des Kerns und zwischen der Hülle und dem Kern ausfüllt. Der Raumfüller dient zur Schaffung eines kreisförmigen Kabelquerschnitts, zur Vermeidung von Kabeldeformationen und zur Verbesserung der Biegungsfestigkeit (Zugfestigkeit) des Kabels. Als Raumfüller sind bisher Papierstreifen, Jute und Spaltgarne aus Kunststoffilmen verwendet worden. Weil der Raumfüller in relativ großen Mengen verwendet wird ist es wünschenswert, einen Raumfüller zu benutzen, der billig, leicht im Gewicht und mit einer hohen Biegungsfestigkeit ausgestattet ist.
Die US-A-3288916 offenbart ein Kabel, welches einen Kern umfaßt, das aus einer Vielzahl von isolierten Leitern und einer den Kern umgebenden Hülle besteht. Der freie Raum zwischen dem Kern und der Hülle enthält Raumfüller in Form langgestreckter Röhren aus geschäumtem Kunststoffmaterial. Jedoch gibt es keinerlei Raumfüller in dem freien Raum zwischen benachbarten isolierten Leitern innerhalb des Kerns.
Die US-A-3843831 offenbart ein Kabel, in dem mindestens drei langgestreckte Raumfüller, die sich in Längsrichtung des Kabels erstrecken, zusammen mit einer umgebenden Hülle langgestreckte Aussparungen bilden, von denen jede einen Leiter auf nimmt. Der freie Raum zwischen der umgebenden Hülle und dem resultierenden Kern aus Leitern und den Raumfüllern enthält sogenannte "Neben- (Unter-) Raumfüller".
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie in der US-A-3843831 ein Kabel vorgesehen, welches folgende Merkmale umfaßt:
einen Kern, der aus einer Vielzahl von isolierten Leitern hergestellt ist, und
eine Hülle, die den Kern umgibt, wobei der leere Raum zwischen den isolierten Leitern des Kerns und zwischen dem Kern und der Hülle einen Raumfüller mit einer Vielzahl von Fäden enthält.
Das erfindungsgemäße Kabel ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Fäden ein Verbund ist, der aus einer aufgeschäumten Kunststoffschicht gebildet ist, die mit einem Versteifungsstreifen, welcher eine außenliegende Oberfläche des Fadens bildet, integral verbunden ist.
Die Erfindung wird nun anhand der begleitenden Zeichnung genauer beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kabels ist;
Fig. 2 und 3 vergrößerte Querschnittsansichten sind, die schematisch Raumfüllerfäden zeigen, welche gemäß der Erfindung verwendet werden;
Fig. 4 eine teilweise, vergrößerte perspektivische Ansicht ist, die schematisch eine weitere Ausgestaltungsform des Raumfüllerfadens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht ist, die schematisch die Verwendung von erfindungsgemäßen Raumfüllerfäden in Verbindung mit konventionellen Raumfüllerfäden zeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 enthält ein erfindungsgemäßes Kabel einen Kern, der aus einer Vielzahl (drei in dem hier gezeigten Fall) von isolierten Leitern 20 besteht, welche jeweils aus einem elektrischen Draht 1, einem Isolator 2 und einer Abdeckung 3 hergestellt sind. Der Kern ist von einer Hülle 4 umgeben, die bspw. aus Kunststoffmaterial wie Polyethylen besteht. Die Kunststoffhülle 4 kann über den Kern extrudiert und, sofern gewünscht, mit dem Kern verbunden werden. Sofern es notwendig ist, kann ein Abdeckband (nicht dargestellt) zwischen dem Kern und der Hülle 4 vorgesehen sein, um die gebündelte Leiteranordnung einzufassen.
Der freie Raum oder der Zwischenraum zwischen den isolierten Leitern 20 und zwischen der Hülle 4 und den Leitern 20 ist mit Raumfüllern ausgefüllt, welche eine Vielzahl von zusammengesetzten Fäden 5 enthalten, die aus einer Schicht aus aufgeschäumtem Kunststoffmaterial gebildet sind, welche integral mit einem Versteifungsfaden aus Kunststoffmaterial verbunden ist.
Beispiele von geeigneten aufgeschäumten Kunststoffmaterialien sind aufgeschäumte Polyolefine wie Polypropylen, Polyethylen und Polybuten, Polystyren und Polyurethan, die ein Entspannungsverhältnis von 3-100, vorzugsweise von 5-80 aufweisen. Vor allem ist die Verwendung von aufgeschäumtem Polypropylen vorteilhaft, da dieser Stoff exzellente elektrische und mechanische Eigenschaften hat, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Wärme aufweist und billig ist.
In den Fig. 2 und 3 sind schematisch Beispiele von geeigneten Fäden 5 dargestellt, bevor diese in den freien Raum in dem Kabel eingebracht werden. Diese Darstellung erfolgt als Querschnitt entlang einer senkrechten Linie zur longitudinalen Achse von jedem Faden 5.
Vorteilhafterweise hat der Faden 5 die Form eines Bandes. Vorzugsweise hat das Band eine Dicke von 0.5-5mm und eine Breite von 5-150mm. Der in Form eines Bandes ausgebildete Faden 5 kann durch Aufwendung mechanischer Kraft in jede Form deformiert werden. Wenn die Bänder in zusammengepreßtem Zustand in den freien Raum des Kabels gepackt werden, kann der freie Raum im wesentlichen ganz mit dem Band ausgefüllt werden, weil wegen der elastischen Deformierbarkeit der bandartigen Raumfüller keine freien Räume übrig bleiben. Folglich bekommt das resultierende Kabel über seine Länge eine gleichmäßige Form und gleichmäßige mechanische Festigkeit.
Fig. 2 offenbart ein bevorzugtes Beispiel eines Fadens 5. Der Faden 5 ist ein Verbund aus einem dünnen Bandstreifen 6 und einer aufgeschäumten Kunststoffschicht 7, welche integral über der Oberfläche des Bandes 6 vorgesehen ist. Das Band 6 dient als Versteifungsbauteil und ist vorzugsweise als Kunststoffilm mit einer Dicke von von 5-50 um ausgebildet. Der Kunststoffilm ist vorzugsweise in einer Achse gestreckt und zwar in Richtung parallel zur Längsrichtung. Beispiele geeigneter Kunststoffilme umfassen Plyproylenfilme, Polyethylenfilme, Polybutenfilme, Polyesterfilme und Polyacetalfilme. Der Verbundfaden 5 gemäß Fig. 2 kann bspw. durch ein Verfahren hergestellt werden, das die folgenden Schritte umfaßt, nämlich Schaffung eines gestreckten Kunststoffilms, Überlagerung einer Schicht aus aufgeschäumtem Kunststoffharz über den Film, Verwendung, falls notwendig, eines Klebemittels und Trennung des resultierenden Laminats in Fäden und zwar in einer Richtung parallel zur Streckrichtung des Films.
Fig. 3 offenbart ein weiteres Beispiel eines Verbundfadens gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Verbundfaden 5 besteht aus einer aufgeschäumten Kunststoffschicht 8, deren beide Seiten mit zwei Kunststoffbändern 9 verbunden sind. Mit den Verbundfäden dieser Ausführungsform kann die Herstellung eines Kabels leichter durchgeführt werden, weil die Fäden eine verbesserte Gleitfähigkeit aufweisen. Damit kann die Reibung zwischen den Fäden, zwischen den isolierten Leitern und den Fäden, zwischen den Führungen und den Fäden und zwischen dem sich nach außen erweiternden Anordnungsrohr und den Fäden, welche während des Anordnungs- und Bündelungsschritts hervorgerufen wird, reduziert werden, weil jeder Faden eine äußere Oberfläche aufweist, die mit den Kunststoffbändern 9 beschichtet ist.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform eines Verbundfadens 5. Der Faden 5 ist in Längsrichtung gefaltet, so daß er einen U-förmigen oder C-förmigen Querschnitt aufweist, wobei sein Kunststoffband 10 die äußere Oberfläche des Fadens und seine aufgeschäumte Kunststoffschicht 11 die innere Oberfläche bildet.
Diese Struktur kann die gleiche die Reibung reduzierenden Eigenschaft aufweisen wie diejenige aus Fig. 3, ist jedoch vorteilhafter, weil sie leicht herzustellen ist und nur ein geringes Gewicht hat. Durch Verwendung einer Kombination eines Kunststoffbandes 10 und der aufgeschäumten Kunststoffschicht 11, welche eine größere Tendenz zum Zusammenziehen als das Band 10 hat, kann der Verbundfaden spontan gekrümmt werden. Alternativ dazu kann die gewünschte gekrümmte Struktur erreicht werden, indem das Kunststoffband 10 mit der aufgeschäumten Kunststoffschicht 11 bei solch einer Temperatur verbunden wird, daß die Schrumpfung der aufgeschäumten Kunststoffschicht 11 hervorgerufen wird.
Der erfindungsgemäße Raumfüllerfaden 5 kann in Verbindung mit konventionellen Raumfüllern wie Spaltgarnen, Papierbändern und dgl. verwendet werden. Fig. 5 zeigt schematisch solch eine Ausführungsform. Die Raumfüller enthalten schematisch dargestellte zusammengesetzte aufgeschäumte Kunststoffäden 5 und Spaltgarne 12. Vorzugsweise bestehen mindestens 50 Vol-% der das Kabel ausfüllenden Raumfüller aus aufgeschäumten Kunststoffäden 5, um das Ziel der Erfindung befriedigend zu erreichen.
Das erfindungsgemäße Kabel kann in jeder bekannten Weise hergestellt werden. Bspw. werden eine gewünschte Anzahl von isolierten Leitern und eine geeignete Anzahl von Fäden durch ein sich nach außen erweiterndes Rohr zusammengefügt, um einen sich kontinuierlich in Längsrichtung erstreckenden Kern zu bilden, dessen oberer Bereich durch Extrusion und Kühlung mit einer Kunststoffhülle beschichtet wird, wodurch kontinuierlich ein Kabel hergestellt wird. Das so erzielte Kabel ist leicht, da es zu großen Teilen aus Raumfüllern besteht, die aus aufgeschäumtem Kunststoff bestehen. Weil die Fäden weiterhin elastisch deformierbar sind, können sie mit den isolierten Leitern leicht zusammengefügt werden, um einen Kern zu bilden, und sie können den freien Raum innerhalb der Kabelhülle vollständig füllen, so daß das Kabel nicht nur eine verbesserte Elastizität zeigt, sondern auch einen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt und gleichmäßige physikalische Eigenschaften über seine Länge aufweist.

Claims

1. Kabel mit:

einem Kern, der aus einer Vielzahl von isolierten Leitern (20) hergestellt ist, und

einer Hülle (4), die den Kern umgibt, wobei der leere Raum zwischen den isolierten Leitern (20) des Kerns und zwischen dem Kern und der Hülle (4) einen Raumfüller mit einer Vielzahl von Fäden (5) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Fäden (5) ein Verbund ist, der aus einer aufgeschäumten Kunststoffschicht (7; 8; 11) gebildet ist, die mit einem Versteifungsstreifen (6; 9; 10), welcher eine außenliegende Oberfläche des Fadens (5) bildet, integral verbunden ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, worin jeder der Fäden (5) eine Dicke von 0.5-5 mm und eine Weite von 5-150 mm hat.

3. Kabel nach Anspruch 1, worin der Versteifungsstreifen (6; 9; 10) aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, welches in der Längsrichtung gestreckt worden ist.

4. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin jeder der Fäden longitudinal gefaltet oder gekrümmt ist, um eigen U-förmigen oder C-förmigen Querschnitt aufzuweisen, wobei sein Versteifungsstreifen (10) die außenliegende Oberfläche des Fadens bildet.

5. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin jeder der Fäden zwei Versteifungsstreifen (9) aus Kunststoff und eine aufgeschäumte Kunststoffschicht (8), welche sandwichartig zwischen den zwei Kunststoffstreifen (9) angeordnet ist, enthält.

6. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Raumfüller mindestens 50 Volumenprozent des Fadens (5) umfaßt.