DE2358058A1 - TORSION-STABLE, REGULAR WIRE ROPE - Google Patents
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Description
Torsionsstabiles, regelmäßig gewickeltes Drahtseil.Torsionally stable, regularly wound Wire rope.
Die Erfindung betrifft ein torsionsstabiles, regelmäßig gewickeltes Drahtseil, wie es beispielsweise die US-PS 3 37^ 619 beschreibt, und befaßt sich mit der Verwendung eines solchen Drahtseils als elektrischen Leiter.The invention relates to a torsionally stable, regularly wound wire rope, such as, for example, the US-PS 3 37 ^ 619 describes and deals with its usage such a wire rope as an electrical conductor.
Bei vielen marinen Anwendungsfällen verwenden die Ozeanographen ein leitendes Kabel, das mit Hilfe von Winden in große Tiefen verlegt wird. Das herkömmliche Kabel besteht aus elektrischen Leitern im Kern, die von einer Isolierung umgeben sind und letztlich mit einer oder mehreren Lagen oder Wicklungen Stahldraht bedeckt sind. In der Drahtseiltechnik wird dies begrifflich mit Strangkonstruktion bezeichnet im Gegensatz zu einer Drahtseilkonstruktion. EineIn many marine applications, oceanographers use a conductive cable that winds in is laid at great depths. The conventional cable consists of electrical conductors in the core, which are covered by insulation are surrounded and ultimately covered with one or more layers or windings of steel wire. In wire rope technology, this is conceptually referred to as rope construction in contrast to a wire rope construction. One
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Drahtseilkonstruktion besteht aus zwei oder mehreren Strängen, die miteinander verdrillt oder verseilt sind. Bei größeren Tiefen wird die Isolierung elektrischer Drähte aufgrund des Quetschens und Überwickelns auf der Trommel beschädigt.Wire rope construction consists of two or more strands that are twisted or stranded together. With larger ones At depth, the insulation of electrical wires is damaged due to crushing and overwinding on the drum.
Erfindungsgemäß wird daher ein torsionsstabiles, das heißt in Bezug auf die Drehkräfte im Gleichgewicht befindliches, regelmäßig gewickeltes oder gelegtes Drahtseil geschaffen, das durch Verdrillen oder Verseilen von drei bis sechs Strängen unter einem Lagenwinkel hergestellt wird, wobei jeder Strang durch Verdrillen oder Verseilen äußerer Stahldrähte um einen zentralen Kern unter einem Lagenwinkel erzeugt wird, der ein Vielfaches des Lagenwinkels der in dem Seil eingebauten Stränge ist, wobei ferner die Stahldrähte in dem Drahtseil durch ein Spannungsfreiglühen bei einer Temperatur zwischen 316 und 62i C positionsfixiert werden. Dieses Drahtseil kennzeichnet sich nun erfindungsgemäß dadurch, daß es einen Leiter aufweist, der aus einem Draht oder aus mehreren Drähten bestehenden Strang gefertigt ist, welcher aus einem elektrisch leitenden Nichteisenmaterial besteht, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, und der gegen die Stahldrähte isoliert ist und einen integralen Bestandteil der Seilkonstruktion bildet, wobei zusätzliches Isoliermaterial die Lage des Leiters in Bezug auf die benachbarten Stahldrähte im Seil aufrecht erhält.According to the invention, therefore, a torsionally stable, that is to say in Regarding the torsional forces in equilibrium, regularly Coiled or laid wire rope created by twisting or stranding three to six strands underneath a ply angle is made, each strand by twisting or stranding outer steel wires around a central Core is generated at a layer angle that is a multiple of the layer angle of the strands built into the rope further comprising the steel wires in the wire rope by stress relief annealing at a temperature between 316 and 62i C can be fixed in position. According to the invention, this wire rope is characterized in that it has a conductor, which is made of one wire or of several wires consisting of a strand of an electrically conductive non-ferrous material consists, for example copper or aluminum, and which is insulated from the steel wires and an integral Forms part of the rope construction, with additional insulation material the position of the conductor in relation to the neighboring Maintains steel wires in the rope.
Der elektrische Leiter kann der zentrale Kern des Drahtseiles sein oder der zentrale Kern eines Stranges oder auch in einem äußeren Tal zwischen den Strängen liegen.The electrical conductor can be the central core of the wire rope or the central core of a strand or in one outer valley lie between the strands.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutertβ In der Zeichnung zeigen:The invention will be of the embodiments shown in the drawing based closer explained β In the drawing:
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Figo 1 eine perspektivische Ansicht ©ines 3 x 18." adriges, regelmäßig gewickeltes Kabel der erfinduicigsgemäeen Art,Figo 1 is a perspective view of 3 x 18. "cores, regular coiled cable of the inventive kind,
Figo 2 eine Stirnaesictot ©ines 6 χ 18-adriges, regelmäßig ge-■ - wickelt es Kabel, . ■ .' _ .Figo 2 shows a 6 χ 18-core, regularly shaped, forehead close-up - it wraps cables,. ■. ' _.
Figo 3 ein®. Stirmaasiclit ©ines" 3 s 1'9 -adriges,: regelmäßig "gewickeltes-öder .gelegt.es Kabel, das eine andere Ausführungsform, darstellt, .'..-'.".Figo 3 a®. Stirmaasiclit © ines "3 s 1'9 -veined ,: regularly" wound-barren .laid.es cable, which has a different embodiment, represents, .'..- '. ".
Fig« h. eine der Fig» 2 entsprechende Stirnansicht einer weiteren anderen Ausführungsform, und . - . Fig « h. an end view corresponding to FIG. 2 of a further different embodiment, and. -.
Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Stirnansicht noch einer anderen Ausführungsiorm des erfindungsgemäßen Kabels.FIG. 5 shows another end view corresponding to FIG. 3 another embodiment of the cable according to the invention.
In Fig. 1 ist mit i ein Leiterkabel bezeichnet, das aus 3 Strängen besteht, von denen jeder einen isolierten Mittelkerndraht k aufweist, der von 9 Zwischendrähten 6 und 9 äußeren Drähten 8 umgeben ist. Jeder Mittelkerndraht % hat einen Kern, der aus einem Nichteisenmetall besteht, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, und dessen elektrische Leitfähigkeit größer als die von Stahl ist. Die Isolierung 10 umgibt den Mittelkerndraht *i und erstreckt sich in die Zwischenräume oder Zwikkel der umgebenden Drähte. Die Isolierung besteht aus einem Material, das eine gewisse Elastizität behält^ wenn das Kabel der Spannungsfrei - Glühtemperatur ausgesetzt wird. Nach dem Erhitzen muß die Isolierung eine dielektrische Festigkeit äufweisenj welche einer Gleichstromspannung von 30 Volt pro 25j4 Mikrometer Wanddicke fünf Minuten lang bei Raumtemperatur standhält« Außerdem sollte die Legierung einen guten Abriebwiderstand aufweisen und gegen natürliche Umwelteinflüsse, beispielsweiseIn FIG. 1, i denotes a conductor cable which consists of 3 strands, each of which has an insulated central core wire k which is surrounded by 9 intermediate wires 6 and 9 outer wires 8. Each center core wire% has a core which consists of a non-ferrous metal, for example copper or aluminum, and the electrical conductivity of which is greater than that of steel. The insulation 10 surrounds the central core wire * i and extends into the spaces or gaps of the surrounding wires. The insulation consists of a material that retains a certain elasticity when the cable is exposed to the stress-free annealing temperature. After heating, the insulation must have a dielectric strength which can withstand a direct current voltage of 30 volts per 25/4 micrometers wall thickness for five minutes at room temperature. The alloy should also have good abrasion resistance and against natural environmental influences, for example
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Salzwasser, beständig sein. Ein für diesen Zweck zufriedenstellendes Material ist strahlung.svernetztes Polyolifin. Dieses Material hat keinen Schmelzpunkt, ist jedoch sehr weich. Andere geeignete Materialien sind Tetrafluoräthylen, fluoriertes Äthylenpropylen, vernetztes Polyvinylidenfluorid und andere vernetzte Polyolefine. Bei der Herstellung des Strangs wird ein Kerndraht gewählt, dessen Durchmesser einschließlich der Isolation größer ist als der Hohlraum, der normalerweise von einem Stahldraht eingenommen wird. Die Drähte 6 und 8 werden dann rund um den Kerndraht 4 in der üblichen Weise gewickelt, wobei ein Teil der Isolierung in die Zwischenräume oder Zwickel des Strangs hineingedrückt wird. Die Stränge werden dann geformt, durch Walzen geradegerichtet und in einer Verseilmaschine verseilt oder verlltzt. Die Stränge werden teilweise vorgeformt, wie es in der eingangs genannten US-PS beschrieben wird. Das komplette Kabel wird bei einer Temperatur zwischen 316 und 62i C spannungsfrei geglüht, wie dies gleichfalls in der genannten Patentschrift dargestellt ist. Der Lagenwinkel der Stränge in dem Kabel ist größer als 7 Grad, die beim Gegenstand der genannten Patentschrift verwendet werden. Der Lagenwinkel der äußeren Drähte in jedem Strang beträgt wenigstens das 1 3/4-fache des Lagenwinkels der Stränge im Kabel. Die Wärmebehandlung geschieht sehr rasch dadurch, daß das Kabel kontinuierlich durch eine Induktionsspule gefördert wird, während es unter Spannung steht. Der Einfluß der Wärme, der Spannung und der Übergröße aufweisenden Isolierung bewirkt ein sternförmiges Bild in dem Leiter und verriegelt den Leiterdraht mit den Stahldrähten, Diese Konstruktion verleiht dem Leiterdraht eine Lebensdauer, die derjenigen der Stahldrähte entspricht. Die im folgenden angeführte Tabelle I zeigt die Ergebnisse eines an einem 5/i6 zolligen 3 χ 18 Kabel, das den in Fig. i dargestellten Aufbau hat,durchgeführten Versuohe.Salt water, be resistant. A material that is satisfactory for this purpose is radiation crosslinked polyolefin. This material does not have a melting point, but it is very soft. Other suitable materials are tetrafluoroethylene, fluorinated Ethylene propylene, crosslinked polyvinylidene fluoride and other crosslinked polyolefins. When making the strand, a core wire is selected, including its diameter the insulation is larger than the cavity normally occupied by a steel wire. Wires 6 and 8 will be then wrapped around the core wire 4 in the usual way, some of the insulation being forced into the spaces or gussets of the strand. The strands are then shaped, straightened by rollers, and placed in a stranding machine stranded or damaged. The strands are partially preformed, as described in the US Pat will. The complete cable is at a temperature between 316 and 62i C annealed stress-relieved, as is also shown in of said patent is shown. The location angle the strands in the cable is greater than the 7 degrees used in the subject matter of the referenced patent. The location angle of the outer wires in each strand is at least 1 3/4 times the angle of the strands in the cable. The heat treatment happens very quickly in that the cable is continuously conveyed through an induction coil while it is under tension. The influence of heat, tension, and oversize insulation creates a star shape Picture in the ladder and lock the ladder wire with the steel wires, this construction gives the conductor wire a service life that corresponds to that of the steel wires. Table I below shows the results of a 5/16 inch 3 18 cable that uses the in Fig. i has the structure shown, carried out Versuohe.
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TABELLS. 1TABLES. 1
5/l6 zolliges 3 χ 18 Kabel mit elektrischem Leiter·5/6 inch 3 χ 18 cable with electrical conductor
Bemerkung: Die elektrischen Drähte behielten ihre Leitfähigkeit ohne Erdschluß bis zum Seilbruch oder Seilriß.Note: The electrical wires retained their conductivity without a ground fault until the rope broke or ruptured.
Nach einem halbstündigen Eintauchen in Salzwasser betrug der Isolationswiderstand bei 5000Volt Gleichstrom 350 000 Megaohm für 60 m«After half an hour of immersion in salt water, the was Insulation resistance at 5000 volts direct current 350,000 megohms for 60 m «
Die unten angeführte Tabelle II zeigt die Ergebnisse, die durch einen Drehversuch an einem 5/16 zolligen 3 2 18 Monitor AA Kabel erhalten wurden, das gemäß der in Pig, I gezeigten Ausführung hergestellt worden ist· Die im Katalog verzeichnete Bruchfestigkeit dieses Kabels betrug 4208 kp·Table II below shows the results obtained by tried turning a 5/16 inch 3 2 18 monitor AA cable according to the embodiment shown in Pig, I. The breaking strength recorded in the catalog this cable was 4208 kp
IIII
5/16 zolliges 3 x 18 Monitor AA Kabel mit Raychem isolierten Leitern«5/16 inch 3 x 18 monitor AA cable with Raychem insulated conductors «
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Belastung (kp) Verdrehung pro 3 O cmLoad (kp) twist per 30 cm
454 O454 O
908 0908 0
1362 ο1362 ο
1816 01816 0
2270 ο2270 ο
2724 O2724 O
3178 ο3178 ο
3632 ο3632 ο
4086 0 4176 weniger als i'4086 0 4176 less than i '
Die folgende Tabelle III zeigt ähnliche Versuchsergebnisse für ein 5/8 zolliges 3 x 18 Monitor AA Kabel, das erfindungsgemäß hergestellt wurde und eine im Katalog verzeichnete Bruchfestigkeit von 16467 kp aufwies.The following Table III shows similar test results for a 5/8 inch 3 x 18 monitor AA cable made according to the invention and had a breaking strength recorded in the catalog of 16467 kp.
TABELLE IIITABLE III
5/8 zolliges 3 x 18 Monitor AA Kabel mit Raychem isolierten Leitern.5/8 inch 3 x 18 monitor AA cable with Raychem insulated conductors.
Belastung (kp) Verdrehung über 30 cmLoad (kp) twisting over 30 cm
454 2/3454 2/3
908 i908 i
2270 ι2270 ι
4540 i4540 i
6810 i6810 i
9O8O i9O8O i
II350 iII350 i
13620 i13620 i
Ein besonderes gemäß der Erfindung hergestelltes Kabel war ein 5/8 zolliges 3 x 18 adriges, rechtes, regelmäßig gewickeltesA particular cable made in accordance with the invention was a 5/8 inch 3 x 18 wire, right, regularly wound
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Kabel-, gefertigt aus Monitor AA Stahldrähten, wobei der Lagenwinkel der äußeren Drähte in jedem Strang 21.8 Grad und der Lagenwinkel der Stränge in dem Kabel 11.3 Grad betrug. Ein 3/8 zolliges 3 χ 18 rechtes, regelmäßig gewickeltes Kar bei, bestehend aus Draht des Monitor AA Strangs hatte dieselben Lagen wie das obige 5/8 zollige Kabel.Cable, made from monitor AA steel wires, with the layer angle the outer wires in each strand was 21.8 degrees and the ply angle of the strands in the cable was 11.3 degrees. A 3/8 inch 3 χ 18 right, regularly wound card at, consisting of wire of the monitor AA strand had the same Layers like the 5/8 inch cable above.
Das Seil oder Kabel von Fig. 2 weist einen aus Strängen bestehenden Kernkörper 11 auf, der von sechs Strängen 16 umgeben ist, von denen jeder einen isolierten Mittelkerndraht 14 besitzt, der von der Isolierung 15 umgeben ist, ferner neun Zwisohendrähte 16 und neun Außendrähte 18. Die Isolierung ist die gleiche wie bei der ersten Ausfiihrungsform, und die Stränge werden auch in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform hergestellt. Die Stränge werden durch Walzen geradegerichtet und in einer Verdrahtungs- oder Verseilmaschine zusammengedrilltj woraufhin das Kabel wie bei der ersten Aus— fUhrungsform spannungsfrei geglüht wird. Das Verhältnis zwischen dem Lagenwinkel des äußeren Drahtes in jedem Strang und dem Lagenwinkel der Stränge im Seil ist größer als das in dem dreisträngigen Seil von Fig. 1. Bei dem dargestellten sechsträngigen Seil ist der Lagenwinkel der Stränge in dem Seil größer als 7 Grad.The rope or cable of Fig. 2 comprises a stranded rope Core body 11, which is surrounded by six strands 16 each having an insulated center core wire 14 surrounded by insulation 15 nine intermediate wires 16 and nine outer wires 18. The insulation is the same as in the first embodiment, and the Strands are also made in the same manner as in the first embodiment manufactured. The strands are straightened by rollers and twisted together in a wiring or stranding machine, whereupon the cable guide shape is annealed stress-free. The relation between the ply angle of the outer wire in each strand and the The angle of the strands in the rope is greater than that in the three-strand Rope of Fig. 1. In the illustrated six-strand Rope is the angle of the strands in the rope greater than 7 Degree.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Seils bzw. Kabels, bei der ein dreisträngiges Kabel in der gleichen Weise hergestellt ist, wie dies in der eingangs genannten US-Patentschrift beschrieben ist, und die Bezugsziffern der einzelnen Teile denjenigen von Fig. 1 entsprechen, jedoch mit einem Strich versehen worden sind«. Ein isolierter elektrischer Leiter 20 wird dann in ein äußeres Tal zwischen die Stränge gelegt. Die Mitte' besteht aus demselben! Material wie beim LeiterFig. 3 shows a further embodiment of the invention Rope or cable, in which a three-strand cable in the same Is manufactured as described in the aforementioned US patent, and the reference numerals of individual parts correspond to those of FIG. 1, but have been provided with a prime. " An isolated electrical Ladder 20 is then placed between the strands in an outer valley. The middle consists of the same! Material like the ladder
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der ersten beiden Ausführungsformen, wobei jedoch jedes beliebige normal übliche Isoliermaterial 22 verwendet werden kann, da die Stahldrähte des Kabels vor dem Einbau der isolierten Leiter in die Täler spannungsfrei geglüht worden sind. Eine äußere üülIe 2h wird dann über die zusammengebauten Stränge und Leiter extrudiert. Der Schmelzpunkt der Isolierung sollte höher liegen als der Schmelzpunkt des Hüllenmaterials, um ein Schmelzen der Isolierung während des Extrusionsvorganges zu verhindern. Für die äußere Hülle läßt sich Polyäthylen verwenden, wobei dann die Leiterisolierung aus Polypropylen besteht. Die beiden Materialien sollten nicht miteinander verbunden werden, da beim Abwickeln des Kabels die Leiter gewöhnlich unter Zugspannung geraten und sich über ihre Elastizitätsgrenze hinaus strecken.of the first two embodiments, although any conventional insulating material 22 can be used, since the steel wires of the cable have been annealed to relieve stress before the insulated conductors are installed in the valleys. An outer tube 2h is then extruded over the assembled strands and conductors. The melting point of the insulation should be higher than the melting point of the shell material in order to prevent the insulation from melting during the extrusion process. Polyethylene can be used for the outer sheath, in which case the conductor insulation consists of polypropylene. The two materials should not be bonded together, since when the cable is unwound, the conductors are usually under tension and stretch beyond their elastic limit.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des hier beschriebenen Kabels, bei der ein aus Strängen bestehender Kernkörper 11, der dem Kernkörper il von Fig. 2 ähnlich ist, verwendet wird und keinen isolierten Leiterdraht aufweist. Einen oder mehrere isolierte Leiter 26 werden in jedem Tal angeordnet, und eine äußere Hülle 28 wird um die zusammengebauten Stränge und Leiter 26 extrudiert. Die isolierten Leiter 26 und die äußere Hülle 28 bestehen aus den gleichen Materialien wie der isolierte Leiter 22 und die äußere Hülle 24.Fig. 4 shows another embodiment of that described here Cable, in which a core body consisting of strands 11, the is similar to the core body il of Fig. 2 is used and does not have an insulated conductor wire. One or more insulated conductors 26 are placed in each valley, and one outer Sheath 28 is wrapped around the assembled strands and conductors 26 extruded. The insulated conductors 26 and the outer shell 28 are made of the same materials as the insulated conductor 22 and the outer sheath 24.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Merkmale der Ausführungsformen der Figuren i und 3 kombiniert. Mit anderen Worten, ein dreisträngiges Kabel wird in derselben Weise wie in Fig. i aufgebaut, wobei für die entsprechenden Teile auch die gleichen Bezugszeichen verwendet worden sind. Ein oder mehrere isolierte elektrische Leiter 30 werden dann in jedes Tal des Kabels gelegt, und eine äußere Hülle 32 wird schließlich überIn the embodiment of FIG. 5, the features of the embodiments of Figures i and 3 combined. In other words, a three-strand cable is processed in the same way as in Fig. I constructed, with the corresponding parts also the same reference numerals have been used. One or more insulated electrical conductors 30 are then placed in each valley of the Cable is laid, and an outer sheath 32 is finally over
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die ganze Anordnung extrudiert, wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 3 der Fall ist. Diese Konstruktion läßt sieh auch bei jedem Kabelaufbau verwenden, bei dem Stränge benutzt werden, die einen isolierten Kernleiter besitzen.the whole arrangement is extruded, as is the case with the embodiment of FIG. This construction lets you see also use in any cable structure that uses strands that have an insulated core conductor.
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Claims (7)
den Strängen angeordnet ist, und daß das zusätzliche Isoliermaterial, eine Plastikhülle (28, 32) "bildet, die die zusammengebauten Stränge und den Leiter umgibt und aus einem Material besteht, das mit den isolierten Leitern nicht verbunden ist.5. Wire rope according to claim 1, characterized in that the insulated conductor (20, 26, 30) in an outer valley between
the strands and that the additional insulating material forms a plastic sleeve (28, 32) "which surrounds the assembled strands and the conductor and is made of a material which is not bonded to the insulated conductors.
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Legal Events
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