DE824961C - Flexible electrical cable - Google Patents

Description

Biegsames elektrisches Kabel Die Erfindung bezieht sich auf ein biegsames elektrisches Kabel, das eine Isolierung aus einem Stoff,. wie Gummi, besitzt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein bleimantelloses Kabel für Bagger, Bergwerke und ähnliche rauhe und explosionsgefährliche Betriebe. Für diese Zwecke werden in der Regel sog. Gummischlauchkabel verwendet. Vorzugsweise sind die Kabel, bei Mehrleiterkabeln die stromführenden Adern einzeln oder gemeinsam mit elektrisch leitfähigen Schutzschichten, z.. B. Abschirmungen, versehen, die als Drahtgeflechte oder als halbleitende Gummischichten £usgebildet sind. Im letztgenannten Falle enthalten diese leitfähigen Schichten häufig noch zur Erhöhung ihrer Längsleitfähigkeit längs verlaufende Drahteinlagen. Die Einzelabschirmung und.die gemeinsame Abschirmung der Adern können vereinigt sein. Es sind auch derartige Kabel bekannt, bei welchen die stromführenden Adern in einen aus elektrisch'halbleiterid@em Gummi bestehenden Kern eingebettet sind oder über den Adern eine die äußeren Zwickelräume ausfüllende halbleitende Gummischicht angeordnet ist oder auch die Adern vollständig von solchen halbleitenden Gummischichten umgeben sind, wobei noch diese Schichten zur Erhöhung ihrer Längsleitfähigkeit längs verlaufende Drahteinlagen enthaften können.Flexible Electrical Cable The invention relates to a flexible one electrical cable, which is an insulation made of a substance. like rubber. In particular The invention relates to a lead-sheathed cable for excavators, mines and similar harsh and explosive operations. For these purposes, the Usually so-called rubber hose cables are used. The cables are preferred for multi-core cables the current-carrying wires individually or together with electrically conductive protective layers, e.g. shields, provided as wire meshes or as semiconducting rubber layers Are trained. In the latter case, these contain conductive layers often wire inserts running lengthways to increase their longitudinal conductivity. The individual shielding and the common shielding of the wires can be combined be. Such cables are also known in which the current-carrying wires are embedded in a core consisting of electrical semiconductors rubber or over the veins a semiconducting rubber layer filling the outer interstices is arranged or the veins completely of such semiconducting rubber layers are surrounded, these layers still to increase their longitudinal conductivity longitudinally running wire inlays can contain.

Häufig werden die elektrisch leitfähigen Schichten dieser Kabel zur Vermeidung schädlicher Berührungsspannungen geerdet, oder sie werden in Relaiskreise geschaltet, die bei einem Fehler entweder das Kabel sogleich abschalten oder durch ein akustisches oder optisches Zeichen auf das Vorhandensein des Fehlers aufmerksam machen. Es hat sich aber gezeigt, daß die bekannten Bauarten solcher Kabel noch nicht restlos befriedigen. Die Kabel sind vielfach entweder zu schwer und unhandlich, oder sie sind zu störanfällig. Insbesondere kommt es vor, .daß bei Erdschlüssen oder bei Kurzschlüssen zwischen den Phasen das Kabel durch die in der Lichtbogehhitze entstehenden Gase aufgerissen wird, was zu folgenschweren Bränden und Explosionen führen kann.Often the electrically conductive layers of these cables are used to Avoid harmful touch voltages being earthed, or they are in relay circuits switched that on failure either switch off the cable immediately or by an acoustic or visual sign of the presence of the error to draw attention. But it has been shown that the known types of such Cable is not yet completely satisfactory. The cables are often either too heavy and unwieldy, or they are too prone to failure. In particular, it happens that with Earth faults or short circuits between the phases, the cable through the in the The gases generated by the heat of the electric arc are torn open, leading to fires with serious consequences and cause explosions.

Die Erfindung besteht nm wesentlichen darin, daß die genannte Schutzschicht oder die Schutzschichten als elektrisch leitfähigen Bestandteil eine gewundene metallische Einlange enthalten, die in einen Stoff, wie Gummi, eingebettet ist. Die metallische Einlage kann die Form einer Wendel besitzen. Als weitere vorteilhafte Ausführungsform kann die metallische Einlage mäanderförmig gewunden sein. In dieser Ausführung beansprucht sie, senkrecht zur Schicht gemessen, besonders wenig Platz. In einem Grenzfalle der Mäanderform kann die metallische Einlage in Gestalt einer flacheren Wellenlinie, etwa einer Sinuslinie, verlaufen. Dem Bekannten gegenüber hat die bei dem Kabel nach der Erfindung angeordlnete Schutzschicht den Vorteil, daß beispielsweise beim Biegen des Kabels, durch die Dehnung der Schutzschicht lediglich die Windungen der metallischen Einlage auseinandergezogen werdien, ohne daß die metallische Einlage selbst nennenswert auf Dehnung beansprucht wird.The invention consists essentially in that said protective layer or the protective layers, as an electrically conductive component, are a twisted metallic one Contain a length that is embedded in a material such as rubber. The metallic Insert can have the shape of a helix. As a further advantageous embodiment the metallic insert can be wound in a meander shape. Claimed in this version they, measured perpendicular to the layer, have particularly little space. In a borderline case the meander shape can be the metallic insert in the form of a flatter wavy line, roughly a sine line. Opposite the acquaintance she has with the cable according to the invention arranged protective layer the advantage that, for example, when Bending of the cable, due to the stretching of the protective layer, only the turns of the metallic insert are pulled apart without the metallic insert itself is stressed significantly on elongation.

Die Schutzschicht kann mehrere der beschriebenen metallischen Einlagen nebeneinander enthalten. Vorteilhaft greifen dabei die Windungen der nebeneinander angeordneten metallischen Einlagen jeweils ein Stück ineinander, damit die Fläche möglichst zusammenhängend von leitenden Einlagen bedeckt ist.The protective layer can have several of the metallic inserts described included side by side. The turns of the side by side grip advantageously arranged metallic inserts each a piece in one another, so that the surface is covered as coherently as possible by conductive inserts.

Die metallische Einlage kann aus einem Draht oder aus einem Metallfaden gebildet sein. Vorteilhaft wird eine dünne feindrähtige Litze verwendet,, die zur Erhöhung ihrer Biegsamkeit mit kurzer Schlaglänge verseilt ist, oder die metallische Einlage wird aus einem um einen Textilfaden als Träger gewundenen Metallfaden gebildet. Eine solche metallische Einlage ist,außerordentlich biegsam und geschmeidig, und es kann daher nicht mehr vorkommen, daß sie durch die ständig wiederholten Biegungen des Kabels zerrieben wird. Dabei besitzt die Einlage bei Verwendung einer feindrähtigen Litze infolge des größeren leitenden Querschnitts derselben auch eine größere eIe'ktrische Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit. Im Falle eines um einen Textilfaden als Träger gewundenen Metallfaderrts ist dieser zweckmäßig in offenen Schraubenlinien um den. Textilfaden gewunden, damit die aufeinanderfolgenden Schraubenwindungen des Metallfadens beim Stauchen der Einlage weniger leicht aneitrarnder scheuern können.The metallic insert can consist of a wire or a metal thread be educated. A thin, fine-stranded strand is advantageously used, which is used for Increasing their flexibility is stranded with a short pitch, or the metallic Insert is formed from a metal thread wound around a textile thread as a carrier. Such a metallic insert is extremely flexible and pliable, and it can therefore no longer happen that they are caused by the constantly repeated bends of the cable is crushed. The insert has when using a fine-stranded As a result of the larger conductive cross section of the same, the strand also has a larger electrical Conductivity and mechanical strength. In the case of a textile thread as This is useful in open helical lines with a twisted metal thread carrier to the. Textile thread wound so that the successive screw turns of the metal thread when compressing the insert, chafe less easily against the edges can.

Als gummierte Einbettungsmasse kann mit besonderem Vorteil z. B. polymerisiertes Chlorbutadien verwendet werden, das die besondere Eigenschaft hat, daß es gegen Fette, Öle und gegen Ozon beständig ist.As a rubberized embedding compound, z. B. polymerized Chlorobutadiene can be used, which has the special property that it is against Resistant to fats, oils and ozone.

,Die metallische Einlage kann in ein Textilgewebe eingewebt sein, das wiederum in eine Masse, wie Gummi, eingebettet ist. Damit diese Masse durch das Textilgewebe hindurch gut bindet, ist das Textilgewebe zweckmäßig genügend weitmaschig gewebt, so daß die Einbettungsmasse besser zwischen den Gewebefäden hindurchdringen kann., The metallic insert can be woven into a textile fabric, which in turn is embedded in a mass such as rubber. So that this mass through the textile fabric binds well through it, the textile fabric is expediently sufficiently wide-meshed woven so that the embedding material penetrates better between the tissue threads can.

Um die elektrische Leitfähigkeit der Schutzschicht noch zu erhöhen, kann die Einbettungsmasse durch Zusatz von leitenden Stoffen, wie Ruß, Graphit oder Metallpulver" elektrisch halbleitend gemacht sein.To further increase the electrical conductivity of the protective layer, can be the embedding compound by adding conductive materials such as carbon black, graphite or Metal powder "must be made electrically semiconducting.

Die Schutzschichten können mit den benachbarten Schichten des Kabels eine untrennbare Einheit bilden. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Schutzschichten gegenüber den Nachbarschichten verschiebbar anzuordnen.. Hierbei beschränkt sich eine etwa beim Biegen des Kabels stattfindende Verschiebung auf die Grenzflächen der Schutzschicht, so daß diese selbst mechanisch weitgehend geschont wird.The protective layers can be used with the adjacent layers of the cable form an inseparable unit. But it can also be advantageous to use the protective layers to be arranged displaceably in relation to the neighboring layers .. This is limited a shift to the interfaces that occurs approximately when the cable is bent the protective layer, so that this itself is largely protected mechanically.

Bei einem Mehrleiterstarkstromkabel nach der Erfindung sind die stromführenden Adern vorteilhaft über einen etwa kreuzförmigen Steg verseilt, der als Schutzschicht mit metallischen Einlagen der beschriebenen Art ausgebildet ist. Dieser elektrisch leitfähige Kern kann in einen Relaiskreis geschaltet werden, der das Kabel bei Überschlägen zwischen den stromführenden Adern abschaltet, ehe die Zerstörung im Kabelinnern zu weit um sich greift.In a multi-conductor power cable according to the invention, the current-carrying Cores are advantageously stranded over an approximately cross-shaped web, which acts as a protective layer is formed with metallic inserts of the type described. This electric Conductive core can be switched into a relay circuit that prevents the cable from flashing over switches off between the live wires before the inside of the cable is destroyed reaches too far.

Die stromführenden Adern des -Iehrleiterstarkstromkabels können nach einem weitertn Vorschlag der Erfindung unterhalb ,der gemeinsamen Isolierhülle mit einem Textilband derart beNvickelt sein, d@aß in den zwischen den stromführenden Adern befindlichen Zwickeln Längskanäle verbleiben. Diese Längskanäle bieten bei Kurzschlüssen innerhalb des Kabels für die entstehenden -Gase im Kabelinnern eine Ausdehnungsmöglichkeit, wodurch verhindert wird, daß das Kabel aufreißt und die Flammen nach außen durchbrechen. Das Textilband ist vorteilhaft als Schutzschicht im Sinne der Erfindung ausgebildet. kann also beispielsweise mit mäanderförmig gewundenen metallischen Einlagen versehen und mit elektrisch halbleitend -gemachtem Gummi o. dgl. durchtränkt sein.The live conductors of the conductor high-voltage cable can be according to a weiterertn proposal of the invention below, with the common insulating sleeve be wrapped on a textile tape in such a way that between the current-carrying Veins located in the gussets, longitudinal channels remain. These longitudinal channels offer at Short circuits within the cable for the gases created inside the cable The possibility of expansion, which prevents the cable from tearing open and the Break through flames to the outside. The textile tape is advantageous as a protective layer designed in accordance with the invention. can therefore for example with a meandering winding provided with metallic inserts and covered with electrically semiconducting rubber or the like. like. be saturated.

In den zwischen dein stroinführ.enden Adern befindlichen Zwickeln können zur Erhöhung der Längsleitfähigkeit der benachbarten Schutzschichten Längsdrähte angeordnet sein, die zur Verminderung der metallischen Reibung mit einer aus biegsamem, elektrisch halbleitendem Stoff, wie halbleitendem Gummi, bestehenden Hülle versehen sein können. Ebenso können in den Zwickeln sowie in dem Kern des Kabels isolierte Steueradern eingebettet sein. Die in den Kern des Kabels eingelegten isolierten Steueradern können vorteilhaft zur Erhöhung der Dehnbarkeit ebenfalls mäanderförmig gewunden sein.In the gussets between the veins that carry the stroin Line wires can be used to increase the longitudinal conductivity of the adjacent protective layers be arranged, which to reduce the metallic friction with a flexible, electrically semiconducting material, such as semiconducting rubber, provided with existing sheath could be. Likewise, insulated in the gusset as well as in the core of the cable Control cores be embedded. The insulated ones inserted into the core of the cable Control cores can advantageously also meander-shaped to increase the ductility be tortuous.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise in den Fig. r und 2 eine Ausführungsform eines bleimantellosen Mehrleiterstarkstromkabels nach der Erfindung, und zwar in Fig. i in einer Ansicht, in Fig. 2 im Querschnitt. Um den Aufbau besser erkennen zu lassen, sind in Fing. i die einzelnen Teile abgesetzt und: teilweise aufgeschnitten dargestellt. Die Fig. 3 und 4 zeigen, zwei Ausführungsformen der verwendeten metallischen Einlagen.The drawing shows, for example, in FIGS and 2 shows an embodiment of a lead-sheathed multi-conductor power cable according to FIG Invention, namely in Fig. I in a view, in Fig. 2 in cross section. To the It is easy to see the structure better. i separate the individual parts and: shown partially cut open. 3 and 4 show two embodiments the metallic inserts used.

In Fig. t und 2 bezeichnet i die Leiter der stromführenden Adern und 2 -die Aderisolierungen. Auf der Isolierung 2 ist jeweils eine elektrisch leitfähige Schutzschicht 3 angeordnet, die mäanderförmig gewundene metallische Einlagen] 4 eingebettet in einen Stoff, wie Gummi, enthält, der durch Rußzusatz elektrisch halbleitend gemacht ist. Bei einer der stromführenden Adern ist die Schutzschicht 3 aus Band schraubenförmig um die Aderisolierung gewickelt dargestellt. Di-e stromführenden Adern sind um den Kern 5 verseift, der im Querschnitt die Form eines Malteserkreuzes hat. Der Kern 5 enthält außer den mäanderförmig gewundenen metallischen Einlagen 4 und den wendelförmig gewundenen metallischen Einlagen 6 eine isolierte Steuerader 7, die ebenfalls imäanderförmig gewunden in :den Kern 5 eingelegt ist. Die Einbettungsmasse des Kernes 5 besteht aus polymerisiertem Chlorbutaldien, :das durch Rußzusatz elektrisch halbleitend gemacht ist. Um die stromführenden Adern gemeinsam ist das durch die mäanderförmig gewundenen metallischen Einlagen.4 elektrisch leitfähig gemachte Textilband 8 straff gewickelt. In den hierdurch in den Zwickeln zwischen Aden stromführenden Adern gebildeten L<iugskanälen 9 sind die mit elektrisch halbleitend gemachten Chlorbutadien io umhüllten Längsdrähte i i und weitere isolierte Steueradern 12 untergebracht. Über dem Textilband 8 befinden sich die für sämtliche stromführenden Adern gemeinsame Isolierschicht 13, eine weitere elektrisch leitfähige Schutzschicht 14 und die isolierende Mantelschicht 15 als äußerer Abschluß. Die Schutzschicht 14 kann in einen Relaiskreis geschaltet dazu benutzt werden, ein Warnzeichen auszulösen., das auf einen von außen beginnenden Fehler rechtzeitig aufmerksam macht.In Fig. T and 2, i denotes the conductors of the current-carrying cores and 2 -the core insulation. On the insulation 2 there is in each case an electrically conductive one Protective layer 3 arranged, the meandering metallic inserts] 4 embedded in a substance such as rubber, which is electrically semiconducting due to the addition of carbon black is made. In the case of one of the live wires, the protective layer 3 is made of tape Shown helically wound around the core insulation. The live Veins are saponified around the core 5, which has the shape of a Maltese cross in cross section Has. In addition to the meandering wound metallic inserts, the core 5 contains 4 and the helically wound metallic inserts 6 an insulated control wire 7, which is also wound in a meandering shape in: the core 5 is inserted. The embedding compound of the core 5 consists of polymerized chlorobutaldiene, which is electrically generated by the addition of carbon black is made semiconducting. Common to the live wires is through the Meandering wound metallic inlays. 4 electrically conductive textile tape 8 wrapped tightly. In the resulting current-carrying in the gussets between Aden L <iugskanäle 9 formed by wires are those made electrically semiconducting with Chlorobutadiene io sheathed longitudinal wires i i and other insulated control cores 12 housed. Above the textile band 8 are those for all current-carrying Cores common insulating layer 13, another electrically conductive protective layer 14 and the insulating jacket layer 15 as an external termination. The protective layer 14 can be used in a relay circuit to trigger a warning sign., that draws attention to an error that starts from the outside in good time.

Die metallische Einlage der beschriebenen Schutzschichten wird gemäß Fig.3 aus drei mit kurzer Schlaglänge verseiften Einzeldrähten 16 und gemäß Fig. 4 aus einem um den Textilfaden 17 in offener Schrauhenlinie gewundenen Metallfaden 18 gebildet.The metallic insert of the protective layers described is in accordance with 3 from three single wires 16 saponified with a short lay length and according to FIG. 4 made of a metal thread wound around the textile thread 17 in an open helical line 18 formed.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Biegsames elektrisches Kabel mit einer Isolierung aus einem Stoff, wie Gummi, und einer oder mehreren in der Isolierung angeordneten elektrisch leitfähigen Schutzschichten, insbesondere bleimantelloses Kabel für rauhe und explosionsgefährdete Betriebe, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schutzschichten .als elektrisch leitenden Bestandteil eine gewundene metallische Einlage enthalten, die in einen Stoff, wie Gummi, eingebettet ist. PATENT CLAIMS: i. Flexible electrical cable with insulation made of a material such as rubber and one or more arranged in the insulation electrically conductive protective layers, in particular lead-free cables for rough and potentially explosive establishments, characterized in that these protective layers .contain a coiled metallic insert as an electrically conductive component, which is embedded in a material such as rubber. 2. Kabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Einlage die Form einer Wendel besitzt. 2. Cable according to claim i, characterized characterized in that the metallic insert has the shape of a helix. 3. Kabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Einlage mäanderförmig gewunden ist. 3. Cable according to claim i, characterized in that the metallic insert is meandering is tortuous. 4. Kabel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Einlage aus einer mit kurzer Schlaglänge verseiften feindrähtigen Litze gebildet wird. 4. Cable according to claim 2 or 3, characterized in that the metallic Inlay formed from a fine-stranded strand saponified with a short lay length will. 5. Kabel nach Anspruch 2 oder 3" dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Einlage aus einem um ein Textilband als Träger gewundenen Metallfaden gebildet wird. 5. Cable according to claim 2 or 3 "characterized in that the metallic Insert is formed from a metal thread wound around a textile tape as a carrier. 6. Kabel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet" daß die Schutzschicht mehrere metallische Einlagen nebeneinander enthält. 6. Cable according to one of claims 2 to 5, characterized in "that the protective layer contains several metallic inlays next to each other. 7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der nebeneinandier angeordneten metallischen Einlagen jeweils ein Stück ineinandergreifen. B. Kabel nach einem ,der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Einlagen in ein Textilgeweb; eingewebt sind, das in einen Stoff, wie Gummi, eingebettet ist. g. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet," diaß die Einbettungsmasse aus polymerisiertem Chlorbutadien besteht. io. Kabel nach einem oder vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbetbungsmasse durch Zusatz von leitenden Stoffen, wie Ruß, Graphit oder Metallpulver, elektrisch halbleitend gemacht ist. i i. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschichten gegenüber den Nachbarschichten des Kabels verschiebbar sind.. 12. Mehrleiterstarkstromkabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d'aß die stromführenden Aderre über einem im Querschnitt etwa kreuzförmigen Steg verseift sind der als Schutzschicht gemäß einem der Ansprüche i bis i i ausgebildet ist. 13. Mehrleiterstarkstromkabel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dlaß in den Steg eine oder mehrere mäanderförmig gewundene isolierte Steueradern eingebettet sind'. 14. Mehrleiterstarkstromkabel nach Anspruch i2 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Adern unterhalb der gemeinsamen Isolierhülle mit einem Textilband derart bewickelt sind, daß in den zwischen den stromführenden Adern befindlichen Zwickeln Längskanäle verbleiben. 15. Mehrleiterstarkstromkabel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet., daß das Textilband als Schutzschicht gemäß einem der Ansprüche i bis i i ausgebildet ist. 16. Mehrleiterstarkstromkabel nach ?inem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in den zwischen den, stromführenden Adern befindlich-en, Zwickeln Länigsdrähte und/oder isolierte Steueradern angeordnet sind. 17. Mehrleiterstarkstromkabel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsdrähte mit einer aus biegsamem, eIA-trisch halbleitendem Stoff, wie halbleitendem Gummi, bestehenden Hülle `ersehen sind. 18. Me'hrleiterstarkstromkabel nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem isolierenden Mantel und konzentrisch. zu diesem eine weitere elektrisch leitfähige Schutzschicht gemäß einem der Ansprüche i bis i i angeordnet ist.7. Cable according to claim 6, characterized in that the turns of the juxtaposed metallic inserts each interlock a piece. B. Cable according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic inserts in a textile fabric; that is embedded in a fabric such as rubber. G. Cable according to one of the preceding claims, characterized in that the embedding compound consists of polymerized chlorobutadiene. Cable according to one or the preceding claims, characterized in that the embedding compound is made electrically semiconducting by adding conductive substances such as carbon black, graphite or metal powder i i. Cable according to one of the preceding claims, characterized in that the protective layers are displaceable with respect to the neighboring layers of the cable .. 12. Multi-conductor high-voltage cable according to Claim i, characterized in that the current-carrying core is over a cross-section approximately cross-shaped web are saponified which is designed as a protective layer according to one of claims i to ii. 13. Multi-conductor high-voltage cable according to claim 12, characterized in that one or more meandering insulated control cores are embedded in the web. 14. Multi-conductor high-voltage cable according to claim 12 or 13, characterized marked et that the current-carrying wires are wrapped below the common insulating sleeve with a textile tape in such a way that longitudinal channels remain in the gussets located between the current-carrying wires. 15. Multi-conductor high-voltage cable according to claim 14, characterized in that the textile tape is designed as a protective layer according to one of claims i to ii. 16. Multi-conductor high-voltage cable according to one of claims 12 to 15, characterized in that length wires and / or insulated control cores are arranged in the gussets located between the current-carrying cores. 17. Multi-conductor high-voltage cable according to claim 16, characterized in that the longitudinal wires are seen with a sheath consisting of a flexible, eI A -trically semiconducting material, such as semiconducting rubber. 18. Me'hrleiterstarkstromkabel according to one of claims 15 to 17, characterized in that under the insulating jacket and concentrically. to this a further electrically conductive protective layer according to one of claims i to ii is arranged.