专利名称:有电导体容纳在其中的绳索的制作方法有电导体容纳在其中的绳索本发明涉及一种编织的塑料或者化纤绳索以及用于制造这种绳索的方法,在该塑 料或者化纤绳索中容纳有至少一个电导体。对于例如用于数据传输或者供电的牵引缆绳(其具有至少一个集成的电线),在 机械、化学和电气特性方面常常有很多要求,例如最小的重量、最大的致断力、最小的扭曲 敏感性、最小的延伸率、漂浮性、抵抗弯曲交变载荷的强度、用于数据传输和供电的至少双 芯的电连接等等。主要问题在于,编织绳索在受拉力负荷时将很大的压缩力施加到居中同轴设置的 导体上,并且当在运行中出现承载绳索拉伸时,电导体遭受断裂危险。CH340430公开了一种具有电缆的牵引缆绳,其中,可弯曲且抗压的管在整个长度 上包围布设在绳心中的单芯或者多芯电缆,由此抵御所谓的压力载荷。然而该保护管不能 抵御由于绳索拉伸带来的所谓的导体断裂危险。本发明的目的在于,实现一种编织的化纤绳索,在该化纤绳索中容纳有至少一个 电导体,在此,所述情况不复存在,即,导体受到保护,不仅抵御绳索拉伸的影响,并且还抵 御绳索压力载荷的影响。根据本发明,对于这样一种编织的化纤绳索,在该化纤绳索中容纳有至少一个电 导体,实现上述目的的措施是所述绳索连同容纳在其中的所述导体一起被热拉伸。实验表明,基于特别的载荷情况,在热拉伸期间,绳索以及也许还有导体依随这两 个元件的密切的形锁合的连接而出现一种永久的变形,也就是说,绳索配合于导体的外轮 廓调整,导体同时被所出现的向内取向的压缩力压缩,从而在绳索随后工作出现的拉力负 荷情况下,从外部作用的压力对导体带来损害的危险以及导体断裂的危险明显被降低,或 者甚至实际上完全排除了这种危险。一个适宜的实施方式的特征在于,所述导体是围绕着芯体编织或者旋绕的。通过 该措施,导体获得一定的延伸储备裕量(Dehmmgsreserve),从而实际上不再存在断裂危险。可以规定,一根电缆线容纳在所述绳索中,所述缆线具有绝缘的圆柱形芯体、包围 所述芯体且可压缩的绝缘的补偿层、设置在所述补偿层上的编织或者旋绕的导体以及包围 所述导体的绝缘的包覆层。通过设置可压缩的补偿层再次降低了绳索压缩力的影响。所述 补偿层可以是可柔性或弹性压缩的,例如为泡沫层形式。还可以规定,在所述包覆层上设置编织或者旋绕的另一导体,所述另一导体由另 一绝缘的包覆层包围。这样构造的电气双芯结构提供了用于数据传输和供电的优点。在所述导体和所述包覆层之间可以设置由塑料制成的保护薄膜,尤其是由聚四氟 乙烯(PTFE)组成,以及必要时以相应方式在所述另一导体和所述另一包覆层之间设置另 一保护薄膜。假如由于拉伸过程损伤其中一个包覆层的绝缘能力,那么这些薄膜就起保护 作用。所述补偿层可以由发泡或者不发泡的塑料制成,例如由热塑性弹性体组成或者由 弹性体和热塑性塑料结合(两相系统)组成。可以规定,至少一个包覆层由挤出的塑料制成,尤其是由热塑性塑料或者热塑性 弹性体组成。按照适宜方式规定,所述芯体具有一单丝形式的载体元件以及一挤出到其上 的芯体层。本发明规定,包含至少一个导体的所述绳索在60°C和200°C之间的温度、尤其是 在90°C至130°C被拉伸。在此适当的是,所述绳索经受这样的拉伸力,该拉伸力的大小在所述绳索抗拉强 度的和50%之间,尤其在20%至30%。所述绳索可以连同容纳在其中的导体或者缆线 经受拉伸比为3%、5%、7%、9%、10%、15%或者更大的拉伸,其中,该拉伸比意味着被拉伸 的绳索相对于原始长度的长度增加。本发明的目的还通过一种用于制造有电导体容纳于其内的塑料绳索的方法得以 实现,所述方法包括以下步骤a)准备电导体,b)围绕所述导体设置塑料绳索,并且c)热拉 伸包含所述导体的所述绳索。步骤a)可以包括以下步骤al)准备绝缘的芯体,a2)围绕着所述芯体挤出包围所 述芯体的、可压缩的补偿层,a3)在所述补偿层上设置编织或者旋绕的电导体,a4)围绕着 所述导体挤出包围所述导体的绝缘的包覆层,该包覆层尤其由热塑性弹性体组成。步骤b)可以包含打纬、捻转或编织(例如圆形编带、芯-皮绳索、多芯绳索)的绳 索,所述绳索必要时可以将保护的包覆物编织在上面和/或可以设置包覆层,并且可以包 含 3、4、6、8、12、16、20、24、32 或者 48 线股。优选规定,将所述绳索在60°C和200°C之间的温度、尤其是在90°C至130°C进行拉 伸。所述绳索优选为在上述拉伸比情况下拉伸。本发明的改进方式可以规定,在步骤C)之前执行以下步骤bl)在所述包覆层 (10)上设置编织或者旋绕的另一导体,并且b2)围绕着所述另一导体挤出包围所述另一导 体的、绝缘的另一包覆层,该另一包覆层尤其由热塑性弹性体组成。在所述导体和所述包覆层之间可以设置由塑料制成的保护薄膜,所述保护薄膜尤 其由PTFE组成,特别是通过卷绕或者缠绕。以相应方式可以规定,在所述另一导体和所述另一包覆层之间设置另一保护薄 膜。所述芯体可以通过将芯体层挤出至圆柱形载体元件上而制成。优选规定,所述补偿层由发泡的或者可起泡的塑料挤出。本发明优选规定,所述绳索在这样的拉伸力下被拉伸,该拉伸力在绳索抗拉强度 的和50%之间,尤其是在20%至30%。本发明优选规定,所述导体被编织并且具有35°至55°、尤其是45°的编织角。本发明优选还规定,所述导体具有70%至90%、尤其80%的覆盖度。可以规定,所述另一导体被编织并且具有30°至50°、尤其是40°的编织角。所述另一导体的覆盖度可以是50 %至80 %,尤其是65 %。在本发明的优选改进方式中可以规定,在绳索的缆线引出位置,具有倒圆外轮廓 的扩张体设置在所述绳索之内,所述扩张体具有一居中的穿引开口,离开所述穿引开口,有 一通向外部的引出开口,其中,所述至少一个电导体穿过所述穿引开口进入扩张体,并且穿 过引出开口离开扩张体,以及向外穿过扩张的绳索。该措施保证在任意位置上导体都可以 从绳索引出,当绳索经受拉力负荷时不存在压坏或者剪断导体的危险。在此可以规定,扩张体在包含绳索纵轴线的纵向剖面中具有一种至少局部空心且 的、呈梭形的截面。优选规定,引出开口在轴-径向(axial-radial)倾斜地向外取向。此 外还可在引出开口中设置保护套筒。适宜的是,将所述扩张体位置适当地固定在绳索中。结合以下实施例的说明进一步描述本发明其他优点和特征,在此是参阅附图进行 说明,图中图1示出缆线的第一实施方式,该缆线欲容纳在编织的塑料绳索中;图2示出类似于图1的第二实施方式的横剖视图;以及图3和图4示出具有倒圆的刚性扩张体的缆线引入和引出结构。图1以横剖视图示出了缆线1的结构,该缆线用于同轴设置在仅示意表示的编织 塑料绳索20之内,该塑料绳索与容纳在其中的缆线一起被热拉伸。缆线1的绝缘的圆柱形芯体具有载体元件2,该载体元件由直径为大约0. 5mm的聚 酰胺(PA)单丝制成,由聚丙烯(PP)制成的外径为大约1. 6mm的硬质芯体层4被挤出到载 体元件上。围绕这样构成的芯体挤出一个绝缘的可柔性压缩的补偿层6,补偿层6在所示示 例中可以具有大约2. 2mm+/"0. Imm的外径并且可以由发泡的低密度聚乙烯(LD-PE)组成。 或者,补偿层也可以由热塑性弹性体组成,例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC) 等,其与非热塑性组分(例如丁二烯组分)结合。也可以应用(例如借助β射线)交联的 塑料材料(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETE)材料),以便获得较高的热变形耐受性,或者 也可以应用氟聚合物。(第一)导体8以同轴围绕补偿层和其内的芯体的方式设置,其外径大约为2.8mm 并且可以被构造为编织物。例如可以设置6x 7镀锌铜制单线股,单个横截面为0.15mm,这 便得至Ij 42x 0. 15mm2 = 0. 75mm2的总横截面。第一导体的倾斜度(斜纹升程)优选为8mm,这相当于45°编织角。最佳的覆盖 度为80%。围绕第一导体8同心地设置外径大约3. 6mm的、包围该第一导体8且绝缘的(第 一)包覆层10,它尤其是被挤出成软管。第一包覆层10可以由热塑性塑料或者由热塑性弹 性体制成。第二(另一)导体12同心地设置在第一包覆层10上,并且与第一导体8 —样,优 选由外径约4. 25mm的编织物制成。第二导体12优选由6x 7镀锌铜制单线股组成,单个横 截面为0. 15mm,由此得到42x 0. 15mm2 = 0. 75mm2的总横截面积。倾斜度(斜纹升程)优 选为10mm,相当于40°的平面角。最佳的覆盖度为65%。代替编织物,第一导体和第二导体也可以按照扭绞屏蔽(Drallschirm)的形式构 成,也就是以没有交叉的方式构成,它在绳索伸长情况下同样提供了这种可能性,即,导体 可以沿纵向拉伸,此时导体直径相应地缩小。第二(另一)包覆层14围绕着第二导体12同心地设置并且优选由塑料挤出成软 管。第二包覆层14的外径可以为大约5.0mm+/-0. 1mm。与第一包覆层10—样,第二包覆层 14优选由高温塑料制成,例如由热塑性塑料或者热塑性弹性体制成。在根据图2的实施方式中,与前述结构的区别在于,(第一)保护薄膜16围绕第一导体8同心地设置,因而是设置在第一导体8和第一包覆层10之间。第一保护薄膜16由 结实耐抗的塑料制成,尤其由厚度大约0. 05mm的PTFE组成,并且可以被挤出,或者当其由 不可挤出的材料组成时,被卷绕或者说缠绕。此外还规定,围绕着第二导体12也可以设置第二(另一)保护薄膜18,因而该第 二保护薄膜18是位于第二导体12和第二包覆层14之间。第二保护薄膜也由机械耐抗的 和耐高温的塑料制成,优选由PTFE组成,其中,其厚度可以为大约0. 05mm。在这种实施方式中,第二包覆层14可以具有例如5. lmm+/-0. Imm的稍大的外径。保护薄膜用于在这种情况下起保护作用,S卩,第一包覆层10和/或第二包覆层14 的绝缘能力由于随后的绳索热/机械拉伸过程而受影响。围绕缆线1同轴地编织化纤绳索20(附图中直径未按比例示出),其例如是具有 十二个绞合线股(或者例如具有16、20、24、32线股)的12线编织物的形式,其中,这些绞 合线股例如可以分别由三支绞纱扭绞而成。绳索的结构和厚度视所期望的机械要求(拉力 负荷、扭曲载荷和弯曲载荷)而定。在完成编织塑料绳索20(其具有容纳在其中的缆线1)之后,这两个构件,即绳索 连同容纳在其中的缆线,被共同热拉伸。在此,在大约90°C至120°C的温度下,绳索经受大 约为绳索抗拉强度的30%的拉伸力。在该过程中,制成绳索的化纤材料(例如,高分子量 聚乙烯(例如商标品牌“迪尼玛(Dyneema) ”),或者例如芳纶六甲基磷酰胺(Aramid HMPA) 或者高分子量高密度聚乙烯(HMPES))的高分子,与之前的情况相比,在更大的程度上沿纵 向取向,从而再次提高了绳索的致断力(抗断强度),而且在拉力载荷情况下的延伸率也得 以减小。在该拉伸过程中,绳索能够比其原始长度持久性伸长至30%,例如比其原始 长度伸长10%。因为软管形的编织绳索在拉伸过程中沿径向收紧,所以会有较强的压缩压力施加 到缆线上,作用于一个/多个导体的压力基本上由补偿层6所吸收和补偿。也就是说,或多 或少不受控和不均勻出现的力通过补偿层的可压缩性得到补偿。导体编织物的交叉点(这 些交叉点沿径向具有加大的厚度)在局部压入补偿层中,由此不会受到损害。由导体的编 织物结构和绳索绞纱带来的局部压力峰值被分摊和补偿。此外,同绳索自身一样,缆线经受沿纵向的拉伸,这种拉伸尤其对于导体的金属构 件是重要的。基于导体具有延伸储备裕量(编结、旋绕、扭绞屏蔽等)的所述构造方式,同 样可以补偿这种拉伸。作为示例,在相对于原始的、未延伸的长度沿纵向拉伸了 10%的情况下,缆线的直 径明显缩小。在前述实施例中,芯体包括补偿层(层2、4和6)的直径为大约2. 2mm,由此在 假定体积恒定(近似地在忽略补偿层的局部压缩性情况下)时,在拉伸了 10%情况下得到 大约2. IOmm的缩小的直径,这相当于减小了 0. 10mm。同样所有位于芯体之外的构件的直 径缩小了大约0. 1mm。作为示例,补偿层大约35%由可压缩的体积(囊泡)构成,并且大约 65%由固定成分构成。如上所述,在导体8、12被构造为具有45°编织角的编织物情况下,由于芯体的直 径缩小,在编织物的倾斜度(斜纹升程)同时增加的情况下,覆盖度大约80. 8%变化到大约 81%,这是可以忽略的。在第二导体12中,编织物覆盖度也仅仅改变了 1%。图3至图7描述了问题的适当解决方案,即,在绳索中居中延伸的导体或者说缆线 通过编织绳索没有受损危险地向外延伸。在绳索的缆线引出位置22,具有倒圆外轮廓的刚 性扩张体24设置在绳索之内。该扩张体具有居中的穿引开口 26,穿引开口 26至少从扩张 体的端部开始延伸至扩张体中。在图6所示的示例中,该扩张体总体上为空心式设计。离 开穿引开口 26,基本上在径向的方向有一通向外部的引出开口 28,其中,缆线1首先穿过穿 引开口 26进入扩张体24,从那里再穿过引出开口 28离开该扩张体,以及向外穿过被扩张的 绳索。该扩张体负责使得绳索在局部具有比正常情况明显更大的直径,从而,相互编织的各 个线股以及其交叉点获得被加大的相对间距,该间距能使缆线穿过。即使在绳索承受拉力负荷情况下对此也不会有任何变化,也就是说,不存在缆线 由于相邻绳股挤压等等而发生损坏的危险。图3至图5示出了扩张体24的另一实施方式,该扩张体基本呈梭形,具有穿引开 口 26和引出开口 28。只要是适当的,缆线可以在引出开口和相邻绳股区域内通过保护套筒来加以保 护,该保护套筒可以部分地容纳在引出开口中。在适当位置,可以将扩张体例如通过捆扎30 ( “Taklings")加以固定。附图标记列表1 缆线2载体元件4硬质芯体层6补偿层8第一导体10第一包覆层12第二导体14第二包覆层16第一保护薄膜18第二保护薄膜20编织的化纤绳索22缆线引出位置24扩张体26穿引开口28引出开口一种编织的化纤绳索,在该化纤绳索中容纳有至少一个电导体,其特征在于,所述绳索连同容纳在其中的所述导体一起被热拉伸。
有电导体容纳在其中的绳索制作方法
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