DE69312557T2 - Method and arrangement for producing an electrical multi-conductor cable - Google Patents
Method and arrangement for producing an electrical multi-conductor cableInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines elektrischen MehrleiterkabelsMethod and device for producing an electrical multi-conductor cable
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kabels, das einen Kabelkorpus umfaßt, der aus mindestens zwei voneinander getrennten, isolierten Leitern besteht, die in einen umgebenden Mantel eingeschlossen werden und von denen jeder spiralförmig um seine Längsachse parallel zum anderen verdrillt wird, und der des weiteren Drähte oder Bänder umfaßt, die parallel zueinander auf der Außenfläche des Mantels in der Längsrichtung spiralförmig verdrillt werden.The present invention relates to a method for manufacturing an electrical cable comprising a cable body consisting of at least two separate, insulated conductors enclosed in a surrounding sheath and each of which is spirally twisted about its longitudinal axis parallel to the other, and which further comprises wires or tapes spirally twisted parallel to each other on the outer surface of the sheath in the longitudinal direction.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention also relates to a device for carrying out the method.
Eine Verseilmaschine ist bekannt (FR-A-2 505 545), bei der die Umlaufbewegung der Abwicklung und der Aufwicklung synchron in derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit erfolgt. Die Kabelseele, die sich von der Abwickelspule zur Aufwickelspule bewegt, wird gedreht, aber nicht verdrillt. Es muß davon ausgegangen werden, daß die Längselemente der Kabelseele in einem vorherigen Arbeitsgang verdrillt oder zusammengedreht wurden.A stranding machine is known (FR-A-2 505 545) in which the orbital movement of the unwinding and winding occurs synchronously in the same direction and at the same speed. The cable core, which moves from the unwinding reel to the winding reel, is rotated but not twisted. It must be assumed that the longitudinal elements of the cable core were twisted or twisted together in a previous operation.
Das spiralförmige Verdrillen der isolierten Leiter eines elektrischen Kabels hat hauptsächlich den Zweck, das Kabel flexibel zu machen, so daß es sich problemlos biegen läßt, ohne Schaden zu nehmen, beispielsweise beim Aufwickeln des Kabels auf eine Kabeltrommel oder während Installationsarbeiten. Wenn die Leiter usw. nicht spiralförmig verdrillt würden, bestünde die Gefahr, daß die einzelnen Kabelleiter aufgrund des unterschiedlichen Umfangs der Außenseite und der Innenseite des gebogenen Kabels geknickt oder gedehnt würden.The main purpose of spirally twisting the insulated conductors of an electrical cable is to make the cable flexible so that it can be easily bent without damage, for example when winding the cable on a cable drum or during installation work. If the conductors etc. were not spirally twisted, there would be a risk that the individual cable conductors would become twisted due to the different circumference of the outside and inside of the bent cable would be kinked or stretched.
Die elektrischen Leiter werden normalerweise in einen getrennten Arbeitsgang auf eine bekannte Art und Weise fortlaufend spiralförmig um ihre eigene Längsachse verdrillt, bei dem jeder Leiter von einer entsprechenden Trommel einzeln zu einer Verdrilltrommel vorgeschoben wird, die sich um ihre eigene Achse dreht. Natürlich kann die verwendete Vorrichtung eine Vorrichtung sein, bei der die einzelnen, für entsprechende elektrische Leiter vorgesehenen Trommeln auf einer drehbaren Einrichtung angebracht sind, die in diesem Fall die Leiter zu einer feststehenden Trommel vorschiebt.The electrical conductors are normally twisted continuously spirally about their own longitudinal axis in a separate operation in a known manner in which each conductor is individually fed from a corresponding drum to a twisting drum which rotates about its own axis. Of course, the apparatus used may be an apparatus in which the individual drums intended for corresponding electrical conductors are mounted on a rotating device which in this case feeds the conductors to a fixed drum.
Alternativ dazu können die Leiter in einem besdnderen, getrennten Arbeitsgang durch einen sogenannten S-Z-Umspinn- oder Verseilprozeß spiralförmig gewickelt werden, bei dem der Leiter über einen vorher festgelegten Zeitraum in einer Richtung, z.B. nach links, verdrillt wird, woraufhin der Leiter arretiert und anschließend in der Gegenrichtung, d. h. nachrechts, und so weiter verdrillt wird. Diese Einrichtung verdrillt den Leiter somit abwechselnd nach links und nach rechts. Die zur Definition dieses Vorgangs verwendeten Buchstaben S und Z beziehen sich auf einen linken beziehungsweise einen rechten Wicklungsdrall.Alternatively, the conductors can be spirally wound in a special, separate operation by a so-called S-Z twisting or stranding process, in which the conductor is twisted in one direction, e.g. to the left, for a predetermined period of time, after which the conductor is locked and then twisted in the opposite direction, i.e. to the right, and so on. This device thus twists the conductor alternately to the left and to the right. The letters S and Z used to define this process refer to a left and right winding twist respectively.
Das Verdrillen der einzelnen elektrischen Kabel in einem getrennten Arbeitsgang gemäß dem Vorstehenden ist im Vergleich zu Leitern, die entsprechend dem sogenannten integrierten S-Z- Verfahren spiralförmig verdrillt werden, bei dem weitere Arbeitsschritte, zum Beispiel das Ummanteln des Kabels, gleichzeitig durchgeführt werden, mit zusätzlichem Aufwand verbunden.Twisting the individual electrical cables in a separate operation as described above involves additional effort compared to conductors that are twisted in a spiral according to the so-called integrated S-Z process, in which further work steps, such as sheathing the cable, are carried out simultaneously.
Das S-Z-Verfahren hat manchmal jedoch bestimmte Einschränkungen, die das Verfahren unbrauchbar machen, zum Beispiel in Verbindung mit flexiblen Leitern.However, the S-Z method sometimes has certain limitations that make the method unusable, for example in connection with flexible conductors.
Die vorliegende Erfindung hat hauptsächlich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die bei der spiralförmigen Wicklung von isolierten Leitern und den oben erwähnten Schutzdrähten oder Drähten/Bändern von elektrischen Kabeln die Anzahl der Arbeitsgänge mit einer Zwischenaufwicklung der Leiter auf Kabeltrommeln verringert. Diese Aufgabe wird mit dem in der Einleitung näher beschriebenen Verfahren erreicht, inden die Leiter und die Drähte/Bänder im Anschluß an die Ummantelung der noch nicht spiralförmig verdrillten, isolierten Leiter in einem einzigen Arbeitsschritt gleichzeitig spiralförmig verdrillt werden, wobei der Kabelkorpus von einer ersten Kabeltrommel abgewickelt wird, die um ihre Trommelachse drehbar und in einer drehbaren Abwickelvorrichtung montiert ist, welche mit einer ersten Verdrillgeschwindigkeit um eine Achse, die senkrecht zur Trommelachse verläuft, gedreht werden kann, und der mit Drähten/Bändern versehen auf eine zweite Kabeltrommel aufgewickelt wird, die um ihre Trommelachse drehbar und in einer drehbaren Aufwickelvorrichtung montiert ist, welche mit einer zweiten Verdrillgeschwindigkeit um eine Achse, die senkrecht zur Trommelachse der zweiten Trommel verläuft, gedreht werden kann.The main object of the present invention is to provide a method and a device which, in the spiral winding of insulated conductors and the above-mentioned protective wires or wires/tapes of electrical cables, reduces the number of operations with an intermediate winding of the conductors on cable drums. This object is achieved with the method described in more detail in the introduction, in which the conductors and the wires/tapes are simultaneously twisted in a spiral shape in a single work step following the sheathing of the insulated conductors which have not yet been twisted in a spiral shape, the cable body being unwound from a first cable drum which is rotatable about its drum axis and mounted in a rotatable unwinding device which can be rotated at a first twisting speed about an axis which runs perpendicular to the drum axis, and which is wound up, provided with wires/tapes, onto a second cable drum which is rotatable about its drum axis and mounted in a rotatable winding device which can be rotated at a second twisting speed about an axis which runs perpendicular to the drum axis of the second drum.
Weitere Entwicklungen dieses Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 definiert.Further developments of this method are defined in the dependent claims 2 to 4.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine drehbare Abwickelvorrichtung, bei der eine erste Kabeltrommel zur Abwicklung des Kabelkorpus so montiert werden kann, daß ihre Trommelachse in einer Drehebene der Abwickelvorrichtung liegt, eine drehbare Aufwickelvorrichtung, bei der eine zweite Kabeltrommel zur Aufwicklung des Kabels so montiert werden kann, daß ihre Achse in einer Drehebene der Aufwickelvorrichtung liegt, und ein Draht- oder Bandmagazin mit zugehörigem Verteilungsteller enthält, der sich zwischen der Abwickelvorrichtung und der Aufwickelvorrichtung befindet, um den Draht/das Band, der/das auf der Außenseite des Mantels sprialförmig zu verdrillen ist, vorzuschieben, wobei die Abwikkelvorrichtung und die Aufwickelvorrichtung so angeordnet sind, daß sie mit regelbaren Geschwindigkeiten einzeln gedreht werden können.A device for carrying out the method described above is mainly characterized in that the device comprises a rotatable unwinding device in which a first cable drum for unwinding the cable body can be mounted in such a way that its drum axis lies in a plane of rotation of the unwinding device, a rotatable winding device in which a second cable drum for winding the cable can be mounted in such a way that its axis lies in a plane of rotation of the winding device, and a wire or tape magazine with associated distribution plate, which is located between the unwinding device and the winding device in order to to advance the wire/tape which is to be spirally twisted on the outside of the sheath, the unwinding device and the winding device being arranged so that they can be rotated individually at adjustable speeds.
Es versteht sich von selbst, daß dieselbe Wirkung erreicht wird, wenn entweder die Abwickelvorrichtung oder die Aufwickelvorrichtung die Form einer sogenannten Einfach-Verdrillmaschine oder Zweifach-Verdrillmaschine hat. Der Einfachheit halber veranschaulicht die Zeichnung das Prinzip einer Trommel, die auf Achsenebene um ihre jeweilige Abwickel- und Aufwickelvorrichtung gedreht wird.It goes without saying that the same effect is achieved if either the unwinding device or the winding device takes the form of a so-called single twisting machine or double twisting machine. For the sake of simplicity, the drawing illustrates the principle of a drum which is rotated on the axis plane around its respective unwinding and winding device.
Die Erfindung wird nun ausführlicher mit Bezug auf eine bevorzugte, als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung und auch mit Bezug auf die Begleitzeichnungen beschrieben, in denenThe invention will now be described in more detail with reference to a preferred exemplary embodiment of the invention and also with reference to the accompanying drawings in which
Figur 1 eine Schnittdarstellung eines Mehrleiterkabels ist;Figure 1 is a sectional view of a multi-conductor cable;
Figur 2 eine Vorrichtung veranschaulicht, bei der die einzelnen, isolierten Leiter ummantelt werden; undFigure 2 illustrates a device in which the individual insulated conductors are sheathed; and
Figur 3 eine Vorrichtung veranschaulicht, bei der die isolierten Leiter und die Drähte/Bänder gemäß den Grundgedanken der Erfindung spiralförmig verdrillt werden.Figure 3 illustrates a device in which the insulated conductors and the wires/tapes are spirally twisted according to the principles of the invention.
Das in Figur 1 im Querschnitt veranschaulichte elektrische Mehrleiterkabel 10 enthält drei gleiche Leiter 12, von denen jeder von einer Isolierschicht 14 umgeben ist. Informationshalber kann erwähnt werden, daß jeder Leiter 12 eine Querschnittsfläche von ungefähr 0,5 mm² bis 16,0 mm² hat. Einschließlich seiner Isolierung hat jeder Leiter somit einen Durchmesser, der normalerweise kleiner 7 mm ist. Die isolierten Leiter 12, 14 werden jeweils um ihre eigene Längsachse verdrillt und von einem Mantel 16 umgeben, der beispielsweise eine Füllung in Form einer stranggepreßten Kunststoff- oder Gummischicht enthalten kann. Den Mantel 16 kann man in manchen Fällen auch durch Bandagieren, zum Beispiel mittels eines Kunststoffbandes, erhalten. Außen auf dem Mantel 16 befindet sich eine Vielzahl von Drähten 18, die, ähnlich den isolierten Leitern 12, 14, einzeln in Richtung ihrer Längsachsen verdrillt werden. Diese Drähte 18 bilden vorzugsweise einen Druckschutz aus galvanisierten Stahldrähten, obwohl sie auch eine Kupferabschirmung bilden können. Anstelle von Drähten können in manchen Fällen Kupferbänder oder Kunststoffbänder verwendet werden. Weitere Konstruktionselemente, zum Beispiel weitere Bänder, Drähte oder ein Außenmantel, können auf die Außenflächen der Drähte 18 aufgebracht werden, obwohl dies in der Zeichnung nicht gezeigt ist.The multi-conductor electrical cable 10 illustrated in cross-section in Figure 1 comprises three identical conductors 12, each of which is surrounded by an insulating layer 14. For information purposes, it may be mentioned that each conductor 12 has a cross-sectional area of approximately 0.5 mm² to 16.0 mm². Including its insulation, each conductor thus has a diameter which is normally less than 7 mm. The insulated conductors 12, 14 are each twisted around their own longitudinal axis and surrounded by a sheath 16 which, for example, contains a filling in the form of an extruded plastic or rubber layer. The jacket 16 can also be obtained in some cases by bandaging, for example by means of a plastic tape. On the outside of the jacket 16 there are a plurality of wires 18 which, like the insulated conductors 12, 14, are individually twisted in the direction of their longitudinal axes. These wires 18 preferably form a pressure shield of galvanized steel wires, although they can also form a copper shield. Instead of wires, copper tapes or plastic tapes can be used in some cases. Other construction elements, for example further tapes, wires or an outer jacket, can be applied to the outer surfaces of the wires 18, although this is not shown in the drawing.
Figur 2 veranschaulicht eine Vorrichtung zum Aufbringen des obengenannten Füllmantels 16 auf die isolierten Leiter 12, 14. Jeder Leiter wird auf eine entsprechende Leiterspule 20 gewikkelt. Da das in Figur 1 gezeigte Mehrleiterkabel drei isolierte Leiter 12, 14 enthält, umfaßt die in Figur 2 veranschaulichte Ausführungsform drei ähnliche Leiterspulen 20. Die drei isolierten Leiter 12, 14 werden mittels der Leiterspulen 20 in einem Strangpreßkopf 22 zusammengeführt. Der Füllmantel 16 wird im Strangpreßkopf 22 mit Hilfe einer Strangpresse 24 aufgebracht. Der ummantelte Kabelkorpus 12, 14, 16 wird auf eine getrennte Kabelkorpustrommel 26 aufgewickelt, die einen verhältnismäßig großen Kerndurchmesser hat. Die isolierten Leiter 12, 14, die in den Mantel 16 eingeschlossen sind, sind noch nicht verdrillt worden, und der Kabelkorpus 12, 14, 16 ist nicht in der Lage, starken Biegekräften zu widerstehen. Folglich ist es notwendig, den Kerndurchmesser der Trommel 26 so zu dimensionieren, daß die Innenseite und die Außenseite des Kabelkorpus nicht geknickt und gedehnt werden, wenn er auf die Trommel gewickelt wird.Figure 2 illustrates an apparatus for applying the above-mentioned filler jacket 16 to the insulated conductors 12, 14. Each conductor is wound on a corresponding conductor spool 20. Since the multi-conductor cable shown in Figure 1 contains three insulated conductors 12, 14, the embodiment illustrated in Figure 2 comprises three similar conductor spools 20. The three insulated conductors 12, 14 are brought together by means of the conductor spools 20 in an extrusion head 22. The filler jacket 16 is applied in the extrusion head 22 by means of an extrusion press 24. The covered cable body 12, 14, 16 is wound on a separate cable body drum 26 which has a relatively large core diameter. The insulated conductors 12, 14 enclosed in the jacket 16 have not yet been twisted and the cable body 12, 14, 16 is not able to withstand strong bending forces. Consequently, it is necessary to dimension the core diameter of the drum 26 so that the inside and outside of the cable body are not kinked and stretched when it is wound onto the drum.
Figur 3 veranschaulicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die dafür vorgesehen ist, das spiralförmige Verdrillen der isolierten Leiter 12, 14 und der obengenannten Drähte/Bänder 18 in einem einzigen Arbeitsschritt zu ermöglichen, nachdem die isolierten Leiter 12, 14 mit einem Füllmantel 16 versehen worden sind, wie mit Bezug auf Figur 2 beschrieben wurde. Zu diesem Zweck wird bei der Ausführungsform von Figur 3 eine Abwickelvorrichtung 27 und eine Aufwickelvorrichtung 28 verwendet, die um ihre jeweiligen Achsen gedreht werden können. Eine Kabelkorpustrommel 30 ist in der Abwickelvorrichtung 27 abnehmbar montiert, so daß die Trommelachse in der Drehebene der Abwickelvorrichtung 27 liegt. Der Kabelkorpus 12, 14, 16 wird auf eine entsprechende Kabeltrommel 32, die in der Aufwickelvorrichtung 28 abnehmbar montiert ist, aufgewickelt, wobei die Trommelachse der Kabeltrommel 32 in der Drehebene der Aufwickelvorrichtung 28 liegt. Die Kaßeltrommel 32 ist mit einem Antriebsmittel ausgestattet, das sich in der Richtung, in der das Kabel 10 vorgeschoben wird, um die Trommel dreht. Dieses Antriebsmittel ist bekannter Art und deshalb in der Zeichnung nicht gezeigt.Figure 3 illustrates a device according to the invention, which is intended to enable the spiral twisting of the insulated conductors 12, 14 and the above-mentioned wires/tapes 18 in a single operation after the insulated conductors 12, 14 have been provided with a filling jacket 16, as described with reference to Figure 2. For this purpose, in the embodiment of Figure 3, an unwinding device 27 and a winding device 28 are used, which can be rotated about their respective axes. A cable body drum 30 is removably mounted in the unwinding device 27, so that the drum axis lies in the plane of rotation of the unwinding device 27. The cable body 12, 14, 16 is wound onto a corresponding cable drum 32, which is removably mounted in the winding device 28, with the drum axis of the cable drum 32 lying in the plane of rotation of the winding device 28. The cable drum 32 is equipped with a drive means that rotates around the drum in the direction in which the cable 10 is advanced. This drive means is of a known type and is therefore not shown in the drawing.
Die Drähte/Bänder 18 werden von einem feststehenden Draht- /Bandmagazin 34 zwischen der Abwickelvorrichtung 27 und der Aufwickelvorrichtung 28 aufgebracht. Jeder(s) Draht/Band 18 wird von einer entsprechenden Draht-/Bandspule 36, die im Magazin enthalten ist, genommen und zum Kabelkorpus 12, 14, 16 befördert, wo er/es über ein Zwischenstück in Form eines Verteilungstellers 38, der für den gewünschten Abstand zwischen den Drähten/Bändern 18 sorgt, außen auf den Füllmantel 16 aufgebracht wird.The wires/tapes 18 are applied from a fixed wire/tape magazine 34 between the unwinding device 27 and the winding device 28. Each wire/tape 18 is taken from a corresponding wire/tape reel 36 contained in the magazine and conveyed to the cable body 12, 14, 16, where it is applied to the outside of the filling jacket 16 via an intermediate piece in the form of a distribution plate 38, which ensures the desired distance between the wires/tapes 18.
Die Abwickelvorrichtung 27 und die Aufwickelvorrichtung 28 drehen sich vorzugsweise in der Ebene der Trommelachse gemeinsam in derselben Richtung und mit getrennt regelbaren Drehgeschwindigkeiten. Indem die Drehgeschwindigkeiten der Abwickelvorrichtung 27 und der Aufwickelvorrichtung 28 wechselseitig geändert werden, ist es nun möglich, sowohl die Längen als auch die Drallrichtung zu verändern, in der die spiralförmige Verdrillung entlang der isolierten Leiter 12, 14 und der Drähte/Bänder 18 erfolgt.The unwinding device 27 and the winding device 28 preferably rotate together in the plane of the drum axis in the same direction and at separately adjustable rotational speeds. By changing the rotational speeds of the unwinding device 27 and the winding device 28 in turn, it is now possible to adjust both the lengths and the To change the twist direction in which the spiral twisting occurs along the insulated conductors 12, 14 and the wires/strips 18.
Die Abwickelvorrichtung 27 und die Aufwickelvorrichtung 28 können natürlich auf bekannte Weise als sogenannte Einfach- Verdrillmaschinen oder Zweifach-Verdrillmaschinen ausgeführt werden.The unwinding device 27 and the winding device 28 can of course be designed in a known manner as so-called single twisting machines or double twisting machines.
Es kann erwähnt werden, daß die Kosten für die erfindungsgemäße Herstellung eines elektrischen Mehrleiterkabels weitaus niedri-. ger sind als die Kosten, die bei herkömmlichen Verfahren entstehen.It can be mentioned that the costs for the manufacture of a multi-conductor electrical cable according to the invention are much lower than the costs incurred in conventional processes.
Die veranschaulichte, bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann im Rahmen der folgenden Ansprüche geändert werden.The illustrated, preferred embodiment of the device according to the invention can be modified within the scope of the following claims.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ALCATEL ALSTHOM COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE, |
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| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ALCATEL, PARIS, FR |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |