专利名称：用于传输能量和/或信号的多极电缆,生产这种电缆的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于传输能量和/或信号的多极电缆。
尤其是，本发明涉及一种传递能量和/或信号的多极电缆，该电缆包括-至少三个传输元件；和-相对于所述至少三个传输元件在径向外部位置的至少一个电缆护层(sheath)，至少三个纵向腔室(housings)限定在所述电缆护层内，所述纵向腔室用于分别容纳预定构型的所述至少三个传输元件。
例如，所述传输元件可为传输电能和/或信号、也可能是光信号的传输元件。该信号，例如以给定频率的交变电流形式含有通过适合该目的的转换装置可转变成操作指令的信息。
在本说明和下面的权利要求中，术语“传输元件”用于表示传输电能和/或信号的传输元件，也就是能够传输电能和/或信号的任何元件(例如金属导体)，以及混合光电传输元件，也就是既能传输电能也能传输光信号的任何元件(例如象包括至少一个金属导体和例如至少一根光学纤维的传输元件)。
除此之外，根据传输元件的特性，对于每个传输元件，所述电缆在相对于相应传输元件的径向外部位置可进一步包括至少一个电绝缘元件和/或一个封隔(containment)元件。例如，所述电缆可进一步包括至少一个布置在相对于电能传输元件的径向外部位置的电绝缘元件。另一方面，所述电缆可进一步包括至少一个布置在相对于光信号传输元件径向外部位置的封隔元件(例如象管、电缆护层、微型电缆护层、有槽芯线)。另一方面，所述电缆可包括至少一个电绝缘元件和至少一个布置在相对于混合光电传输元件的径向外部位置的封隔元件。
本发明涉及一种设有至少三个上述限定的传输元件的电缆，本领域都称为“多极电缆”。根据上述的限定，本发明不仅涉及用于传输或分配能量的电气多极电缆，而且还涉及能量/电信混合型的多极电缆，除了一个或多个电能传输元件外，还包括至少一根光学纤维或一束光学纤维。
另外，本发明涉及一种生产设有包括至少三个上述限定传输元件的电缆护层的电缆的方法和挤压设备。
背景技术：
图1和图2分别表示现有技术传输能量和/或信号的多极电缆1的透视图和剖视图。该电缆1是所谓的可敞开式的，其意义在于，生产的所述电缆的横截面具有基本圆形构型并且设有纵向减弱线7，该减弱线使电缆1能局部敞开，以便于在所需的连接点上，例如在工业自动线的给定设备的连接点上使所述电缆产生敞开的、最好是扁平构型。在上述附图中，所示多极电缆1为敞开构型，用于连接到合适的绝缘穿孔的扁平型连接器上，该连接器为概略示出，通常用附图标记8表示。
图9表示闭合构型示出的多极电缆1透视图。
通常为低压型(这里低压系指电压低于大约1kV)的多极电缆1一般用于工业自动线上，总之，在应用中需要将能量和/或信号传输到多个用户点上，例如象为执行预定操作需要供电和/或接收输入数据的设备。从径向最内部位置朝径向最外部位置的多极电缆1包括多个传输元件4，其在上述附图中的数目为5个，和保护电缆护层5，其中限定基本彼此平行的多个相应的纵向腔室6。
在上述附图中，每个传输元件4用于传输电能并且特别包括导电元件2和在相对于所述导电元件2的径向外部位置的绝缘层3。所述纵向腔室6在电缆的相应基本管形的、通过纵向连接部分31相互连接的纵向部分30内形成，所述纵向腔室6用于容纳上述多个传输元件4。所述电缆护层5设有相对于电缆1纵向布置并且用于容易使电缆1纵向敞开的减弱线7。一旦所述电缆1在所需的连接点，例如在靠近工业设备的位置，沿着该减弱线7敞开，所述电缆1便在该点处呈现扁平构型(图1)。电缆1的扁平部分使通过连接器8能将电能和/或信号传输到至少一个用户点。连接器8包括多个金属穿孔元件9(插头)，其数目等于配置在电缆1中的能量传输元件4的数目，穿孔元件9相互错开一个基本等于成敞开构型电缆1的导体元件2之间间距的距离。如上述附图所示出的，特别是，连接器8包括设有上述穿孔元件9的连接器支座10，该连接器支座10与闭合元件11相配合，而闭合元件11通过预计容纳在支座10上形成的相应凹口13内的相对突起12与所述连接器支座10相联。一旦电缆1的扁平部分被置于连接器支座10内(图1)，闭合元件11便以这样的方式被压入连接器座10内(图2)，以至于突起12容纳于凹口13内，并且穿孔元件9将电缆护层5和导体元件2的绝缘层3穿孔，从而在穿孔元件9与导体元件2之间形成电气连接。
例如，在专利DE-C1-10119653，专利申请DE-A1-4004229和专利申请JP2002216545中公开了在连接点可呈现扁平构型的可敞开式多极电缆的示例。
尽管如上所述，例如图1和图2中所示的可敞开式多极电缆适合于该目的，但是这样的电缆仍有很多缺点没有克服。
提出第一个缺点的事实是，这种其为基本圆形横截面闭合构型的可敞开式电缆具有空的中心部分，该空的中心部分不能使所述电缆对可能的压力和对电缆偶然的撞击具有足够的抵抗力。
提出另一个缺点的事实是，在这种类型的可敞开式电缆中，每个例如以金属导体形式的电能传输元件都需要相对于导体布置在径向外部的绝缘层，以避免在电缆敞开期间导体得不到保护。事实上，这类电缆的护层在电缆呈现扁平构型的敞开部分可能受到损害，因此，由于在电缆敞开期间电缆护层承受的应力，电缆护层已不再能够实现它的保护功能。这种应力可导致电缆护层不希望有的、可使传输元件裸露的撕裂。这说明每个传输元件要用合适的绝缘层进行上述绝缘的需要，结果是增加所述电缆生产时间和成本。另外，为每个能量传输元件提供单独的绝缘层导致了所述电缆尺寸和重量不利增加，同样还使生产所述电缆的方法更加复杂。
另外的缺点还在于，在给定连接点采用使电缆具有扁平构型的电缆敞开操作包含着裂口甚至沿着后面部分的电缆产生不希望有的扩展的危险，该后面的部分不包含在连接操作中。由于这个原因，为了防止电缆裂口扩展必须设置合适的装置，例如象箱式封隔元件。除了防止裂口沿着电缆扩展的功能外，该封隔元件还实现保护连接区域不受外部环境影响的功能。
具有预定长度，即其至少一端设置连接器的电缆部分的预先通过连接器连接的多级电缆同样人所共知。然而，所述预先通过连接器连接的电缆的购置导致材料的浪费和随后价格的上涨，特别是为了生产缩短长度的电缆更是如此，因为在市场上只能买到有限数量预定长度的这种电缆，这可能超过连接给定设备实际所需的长度。
发明内容
申请人已经发现，通过在电缆护层相应的基本凸起形状的纵向部分内形成电缆护层的上述至少三个腔室有可能克服现有技术的缺点。
这样通过合适的径向式连接器，最好是基本环形的，具有与多凸起电缆剖面配合的径向内部剖面，不用敞开所述电缆就可能有利地将电缆连接到一个或多个用户点上，因此，不会损害电缆护层的保护作用。
根据本发明的第一方面，本发明涉及一种用于传输能量和/或信号的多极电缆，该电缆包括-至少三个传输元件；和-其中限定至少三个纵向腔室的电缆护层，所述纵向腔室根据预定构型用于分别容纳所述至少三个传输元件并且形成在电缆护层相应的基本凸起形状纵向部分内。
由于这些特点，特别是，由于电缆护层的每个凸起部分结合至少三个传输元件中的一个的多凸起构型，本发明的电缆有利地使传输元件能连接到至少一个给定用户点上，例如，通过设有至少三个穿孔元件并且布置在预选连接点的基本环形连接器。
本发明多极电缆的电缆护层的多凸起构型使本发明的电缆具有更强的机械阻力，尤其是对压力(例如压坏)更强的抵抗力。该多凸起构型比现有技术的可敞开式多极电缆的电缆护层的构型更紧凑。
另外，由于本发明的电缆不需要通过连接器连接的敞开操作，因此在电缆敞开步骤中电缆护层不必承受不需要的应力，因此消除了电缆护层撕裂的危险。
本发明电缆的这种有利效果又使电缆护层能用具有适当介电特性(换句话说，具有适当的电绝缘性能)的材料制作，这样就排除了对具有相应绝缘材料层的每个传输元件单独绝缘的需要。尤其因为，由于缺少了电绝缘层，本发明电缆的直径得到缩小，因此，这样以来，本发明的电缆与现有技术的可敞开式电缆相比更加柔韧。另外，提供也能完成电绝缘功能的电缆护层使材料能得到大量节省，并且比现有技术的可敞开式电缆减少生产时间和成本。
通过所示的示例，上述至少三个传输元件可包括至少三个导电元件，例如每个所述导电元件包括多个例如由铜制成的导线。
优选的是，本发明的多极电缆包括四个传输元件，更优选的是五个传输元件。
根据本发明的优选实施例，所述电缆为包括三个传输元件的三相电缆，例如三个导电元件，它们容纳在相同数目的基本凸起形状的纵向电缆护层部分内形成的三个相应纵向腔室内，该电缆还包括起中性或接地元件作用的另外的传输元件，所述另外的传输元件容纳在相应纵向电缆护层部分内形成的另外的相应纵向腔室内。优选的是，所述另外的传输元件位于布置在电缆中心的纵向腔室内。
优选的是，根据电缆护层的腔室的预定构型包括彼此平行且等距的腔室，并因此布置容纳在电缆护层内的传输元件。优选的是，所述传输元件布置在基本凸起形状的纵向电缆护层部分的中心，以便于传输元件覆盖具有适合厚度的电缆护层，因而电缆护层对于传输元件施加的保护和绝缘作用产生有利的优化。
优选的是，所述纵向腔室成角度地彼此错开一个预定角度。通过所示的示例，在所述电缆包括容纳在相同数目电缆护层的腔室内的三个传输元件的情况下，所述传输元件最好占据等边三角形的顶点。这样有利的是，可能提供径向式连接器，最好为圆形，包括具有与电缆护层的多凸起形状相配的多凸起构型的径向内部和多个径向朝向内部并且适于穿入电缆传输元件的穿孔元件。在电缆包括三个传输元件的情况下，所述连接器设有三个穿孔元件，最好成角度地彼此错开120°。
类似地，在电缆中包括四个容纳在相同数目的电缆护层腔室内的传输元件，所述传输元件最好占据正方形的顶点，当电缆中包括五个容纳在相同数目的电缆护层腔室内的传输元件时，所述传输元件最好占据等边五边形的顶点。在这种情况下，所述连接器将包括以相应方式布置的穿孔元件，以便对相应传输元件穿孔。
优选的是，本发明电缆的每个基本凸起形状的纵向部分具有电缆护层厚度，该厚度在基本凸起形状纵向部分的径向最内部(换句话说，在每个传输元件拱背处)等于至少0.5mm，更优选在0.5mm到2.0mm之间，最为优选在0.7mm到1.5mm之间。
根据本发明电缆的优选实施例，所述基本凸起形状纵向部分通过具有预定弯曲半径的连接部分彼此相互连接。
这样的构造使在制造电缆保护层时能够更有利地节省材料。
优选的是，所述纵向腔室具有一定尺寸，以便在垂直于电缆的纵向平面上防止传输元件有任何基本相对运动。
有利的是，这样的优选实施例保证了连接器穿孔元件与传输元件之间的优化连接，这种连接在穿孔元件在电缆内基本恒定的穿孔动作后便利地获得。
优选的是，在电缆护层内限定另外的纵向腔室，该另外的纵向腔室设置在电缆中心。
优选的是，所述设置在电缆中心另外的纵向腔室用于容纳所述电缆另外的传输元件，例如象中性或接地元件。
另一方面，所述布置在电缆中心的另外纵向腔室用于容纳电缆的纵向加强元件，该纵向加强元件能够保证对电缆起到足够支承作用。
根据本发明电缆的优选实施例，所述纵向腔室包括设置在电缆中心另外可能有的纵向腔室在内具有基本圆形截面。
在电缆包括横截面积等于4mm2的导体元件的情况下，设置在电缆护层内的纵向腔室最好具有等于大约2.5mm的直径。例如，用于容纳纵向加强元件的可能有的中心纵向腔室的直径最好在大约2mm到大约4mm之间。
优选的是，本发明的电缆护层设有至少两个传输元件的识别元件，所述识别元件布置在两个相邻的基本凸形的纵向部分，换句话说，在两个相邻传输元件的拱背处。
所述识别元件以明确的方式实现识别两个这样标记的相邻传输元件中的每一个的功能，换句话说，所述识别元件使布置在电缆内的传输元件能识别正确的顺序，以便使连接器的穿孔元件在电缆上正确定位。
优选的是，每个所述识别元件包括至少一个纵向凹槽。
优选的是，为了识别电缆传输元件的正确顺序(换句话说是正确编号)，第一传输元件用第一识别元件识别，例如包括在电缆护层第一基本凸起形状纵向部分形成的单个纵向凹槽，而第二传输元件用第二识别元件识别，例如包括两个在邻近上述第一纵向部分的电缆护层第二基本凸起形状纵向部分形成的纵向凹槽。
作为根据以纵向凹槽数目为基础区分识别元件的所述优选实施例的可替换方案，第一传输元件和相应地第二传输元件的识别元件通过不同的方式可以区分，例如通过构成具有不同深度、宽度或几何形状的凹槽区分。
根据本发明的第二方面，本发明涉及一种用于生产传输能量和/或信号的多极电缆的方法，这种类型的多极电缆包括
-多个传输元件；和-其中限定多个纵向腔室的电缆护层，所述纵向腔室根据预定构型用于分别容纳所述多个传输元件；所述方法包括步骤-根据预定构型提供所述多个传输元件；-将所述多个传输元件输送至挤压头部；和-围绕所述多个传输元件挤压所述电缆护层，将所述多个传输元件保持在所述预定构型内；其中，在所述挤压步骤期间，所述传输元件在共轴容纳于阴模的多个导管内向前移动，所述导管根据所述预定构型布置。
换句话说，上述挤压步骤包括沿着起到挤压模型或模具作用的所述阴模与所述多个导管之间产生的间隙内限定的挤压路径输送被挤压的电缆护层材料。
由于本发明方法的上述特点，特别是，由于电缆护层材料围绕传输元件的所述导管挤压一部分预定长度，所述传输元件方便地被挤压的材料包围，而不会被压力下的电缆护层材料所压坏，即有利地根据预选的构型保持所需的相互距离，直到被挤压的材料呈塑性状态为止。
另外，本发明的方法有利地允许以基本连续的方式生产两种不同类型的多极电缆，也就是上面描述的本发明的多凸起的多极电缆和下面更详细描述的、图1和2中所示的现有技术的可敞开式多极电缆，也就是具有能够被敞开并且至少在一个连接点呈现扁平构型的基本圆形横截面的电缆。
优选的是，所述导管彼此等距并且相互间隔预定的距离。
优选的是，所述导管成角度地彼此错开一个预定角度。
根据本发明方法的优选实施例，所述导管的数目为三个。有利的是，这种本发明方法的优选实施例允许生产包括三个传输元件的电缆。
在导管数目为三个的情况下，它们最好布置成占据等边三角形的顶点。
为了生产根据本发明的多极电缆，其中轴向容纳上述多个导管的阴模包括包含具有预定长度的多凸起径向内壁的第一部分，以便形成包括多个基本凸起形状纵向部分的电缆护层。
根据本发明方法的优选实施例，所述阴模第一部分的至少两个相邻的凸起部分设有相应的纵向突起，以便在两个相邻的基本凸起形状纵向部分处形成具有相应纵向凹槽(上述识别元件)的电缆护层。
上述挤压步骤最好这样进行，以便在所述电缆护层内形成位于电缆中心的另外的纵向腔室。
根据第一优选实施例，所述方法包括向所述挤压头部提供和输送另外纵向加强元件的另外步骤，所述另外的纵向加强元件预计容纳在位于电缆中心的所述另外纵向腔室内。
根据第二可选择的优选实施例，本发明的方法包括向所述挤压头部提供和输送中性元件或接地元件的另外步骤，所述中性元件或接地元件预计容纳在位于电缆中心的所述另外的纵向腔室内。
上述挤压步骤最好这样进行，以便形成包括至少三个成角度地错开一个预定角度的腔室的电缆护层，该腔室分别在电缆护层的上述三个基本凸起形状纵向部分处形成。
优选的是，电缆护层的上述三个基本凸形纵向部分通过具有预定弯曲半径的连接部分相互连接。
在为生产现有技术的可敞开式多极电缆而执行本发明的方法时，例如生产图1和图2中所述类型的电缆，在所述导管之间设置一断流(flow shutter)元件，以在所述断流元件与每个所述导管之间限定多个第一间隙和在所述断流元件与阴模所述第一部分之间限定基本环形的第二间隙。
由于设置这样的断流元件，所述被挤压的材料便利地向上述多个第一间隙和上述第二间隙偏离，以便形成上述可敞开式多芯电缆。
优选的是，该断流元件具有基本上与所述多个导管和阴模的所述第一部分配合的形状。
这样，有利地形成现有技术的可敞开式电缆，该电缆包括包含在相应基本管形纵向电缆部分内形成的多个腔室的电缆护层，所述基本管形纵向部分通过纵向连接部分相互连接。所述基本管形纵向电缆部分事实上由可挤压材料通过上述多个第一间隙挤压制成，而纵向连接部分则由可挤压材料通过上述第二基本环形间隙挤压制成。
在导管具有基本圆形横截面的情况下，基本管形纵向电缆护层部分具有基本圆形横截面。
优选的是，上述多个第一间隙具有基本恒定的厚度。优选的是，上述第二间隙也具有基本恒定的厚度。优选的是，该第一间隙和第二间隙具有相同的厚度这样，有利地可能生产上述类型的电缆护层，其中基本管形纵向电缆部分具有基本恒定的厚度。
优选的是，第一间隙的厚度具有大约0.3mm到大约1.0mm之间，所述基本环形间隙的厚度具有大约0.5mm到大约2.0mm之间。这样，有利地可能生产可敞开式电缆，其中传输元件的纵向腔室在优选具有恒定厚度的电缆护层的基本管形纵向部分内形成，所述恒定厚度优选大约0.3mm到大约1.0mm之间，所述基本管形的纵向部分通过具有预定弯曲半径和约为0.5mm到2.0mm之间厚度的连接部分相互连接。
优选的是，上述断流元件与导管的自由端齐平安装。
优选的是，该断流元件的长度比导管的长度短，优选基本等于上述阴模第一部分的长度。如下面将要详细描述的，在导管为挤压头部的阳模第一部分的一部分并且容纳在阳模第二部分形成的多个纵向模腔内以便从阳模第二部分伸出预定长度部分的情况下，所述阳模围绕基本平行于传输元件输送方向的相同纵轴共轴地安装在所述阴模内，所述断流元件具有优选等于外部向阳模第二部分延伸的导管部分长度的大约30％-60％。
所述断流元件在与挤压方向的相反方向优选纵向地逐渐变细，以便于输送材料在上述多个第一间隙内挤压。
在为生产现有技术的可敞开式电缆而执行本方法时，所述阴模优选设有至少一个位于两个相邻导管之间的中间区域的纵向突起，该纵向突起用于形成电缆护层的相应减弱线，尤其是电缆护层的纵向连接部分，以便敞开电缆护层。
根据本发明方法的优选实施例，其还包括在传输元件被输送到挤压头部之前将绝缘层挤压在传输元件上的初步步骤。
本发明方法的这种实施例在本发明的方法用于生产现有技术的可敞开式电缆时是特别优选的，以便即使当电缆护层遭受由于沿着上述减弱线的敞开操作而造成的不希望有的撕裂时仍能保持传输元件绝缘。
根据本发明的第三方面，本发明涉及一种用于生产传输能量和/或信号的多极电缆的挤压设备，这种类型的多极电缆包括-多个传输元件；和-其中限定多个纵向腔室的电缆护层，所述纵向腔室根据预定构型用于分别容纳所述多个传输元件；所述设备包括含有阳模和阴模的挤压头部，所述阳模和阴模彼此之间共轴安装在基本平行于所述传输元件输送方向的同一纵轴周围，所述阳模包括第一部分，其包含根据所述预定构型布置的多个导管，而所述阴模包括围绕所述多个导管共轴安装的第一部分。
根据本发明设备的优选实施例，上述阳模的第一部分包括至少三个预定长度的导管，该导管最好平行于所述纵轴布置并且最好成角度地彼此错开一个预定角度。
优选的是，所述导管具有基本圆形横截面。
当电缆的每个导体元件的横截面等于4mm2时，所述导管的内径优选等于大约2.8mm。
优选的是，本发明设备的阳模进一步包括其中限定多个纵向模腔的第二部分(用于阳模与支承件的连接)，所述纵向模腔根据所述预定构型配置并且预计容纳上述多个导管。根据本发明设备的优选实施例，所述导管插入这些阳模的模腔内并且以悬臂的方式从所述阳模部分地伸出。
根据本发明设备的优选实施例，上述以悬臂方式从设备阳模部分伸出的导管具有大约5mm到大约20mm之间的长度。
根据本发明设备的优选实施例，上述第二部分包括第一圆柱形部分和第二斜截圆锥体部分。
有利的是，阳模的第一圆柱形部分保证阳模与支承件连接，而第二斜截圆锥体部分使要挤压的材料能获得均匀分配和所述材料向传输元件导管达到合适的流动，而且也改善了在传输元件导管中限定的间隙之间材料的推进。
优选的是，阳模的纵向模腔的数目为三个。
阳模的纵向模腔最好彼此平行并且成角度地相互错开一个预定角度。
另一方面，这种模腔沿着材料从阳模挤压出口的方向相互收缩。优选的是，垂直于圆柱部分的底面的方向与所述模腔的轴线形成具有大约10°到30°之间的角度。
优选的是，所述阴模包括第一部分，其包含多凸起径向内壁，以便形成包括多个基本凸起形状纵向部分的电缆护层。这样，有利地可能使用本发明的设备生产本发明的多凸起多极电缆。
优选的是，所述阴模的第一部分具有预定的长度，优选等于以悬臂形式从阳模伸出的导管部分长度的大约50％，更为优选的是，具有大约2.0mm到10mm之间的长度。
优选的是，如上面参考本发明的方法所描述的，阳模的第一部分进一步包括一个设在所述导管中的断流元件。优选的是，阳模的断流元件具有基本与所述导管和阴模所述第一部分相配合的形状。
这样，容纳传输元件的纵向腔室形成在基本凸起形状的纵向电缆护层部分内。
优选的是，断流元件从阳模所述第二部分纵向延伸。
在所述断流元件与所述导管之间限定的所述第一间隙和在断流元件与阴模第一部分之间限定的所述第二间隙最好具有恒定的厚度，更优选的是具有相同的厚度。
优选的是，所述断流元件与导管的自由端齐平安装。
优选的是，断流元件的长度比从阳模伸出的导管部分的长度短。
所述断流元件在与挤压方向的相反方向优选纵向地逐渐变细，以便于输送材料在上述多个第一间隙内挤压。
根据本发明设备的优选实施例，所述阴模设有至少一个配置在两个相邻导管之间的中间区域的纵向突起，该纵向突起用于形成所述纵向连接部分的相应纵向减弱线，以便使电缆护层能敞开。
优选的是，在阳模的第二部分可提供具有纵向基本与阳模纵向一致的另外的中心模腔，所述另外的模腔优选用于容纳电缆的纵向加强元件。
在电缆护层不包含纵向加强元件的情况下，阳模第二部分的中心纵向模腔最好由闭合元件关闭，该闭合元件在挤压方向最好逐渐变细。
这样，有利地提高了挤压设备的灵活性，其意义在于，同一设备既能生产在电缆护层内限定纵向中心腔室的电缆，而且一旦上述闭合元件插入到阳模第二部分的纵向中心模腔内，也能生产包括纵向中心实心部分，也就是没有所述中心腔室的电缆。
优选的是，本发明的设备进一步包括设在挤压头部上游的隔离片，其用于根据预定构型布置所述多个传输元件。
通过参考附图对本发明多极电缆生产方法的一些实施例的描述，本发明的其他特征和优点将更加一目了然，其中，为举例说明和非限制的目的示出实施所述方法的设备。
在附图中-图1是在有效工作条件下以敞开的构型示出现有技术中可敞开式多极电缆连同穿过绝缘层类型的连接器的透视图；-图2是图1中电缆在敞开构型时的横断面图；-图3是在工作条件下连同穿过绝缘类型的连接器所示本发明的多极电缆优选实施例的横断面图；-图4是用于生产图3中电缆根据本发明挤压设备第一个优选实施例的部分横截面的部件分解图；-图5是图4中挤压设备部分横截面的透视图；
-图6是图3中电缆的透视图；-图7是用于生产图1中可敞开式电缆根据本发明挤压设备第二个优选实施例的部分横截面的部件分解透视图；-图8是图7中挤压设备的透视图；图9为图1中可敞开式电缆在闭合构型所示的透视图；具体实施方式
参考图3和图6，根据本发明优选实施例用于传输能量和/或信号的多极电缆通常用附图标记14表示。在图3中，示出在工作条件下多极电缆14连同绝缘层打孔类型的、通常用附图标记20表示的连接器，该连接器将在下面的本说明中给予详述。
多极电缆14尤其用于将能量和/或信号传输到工业自动线上的一个或多个设备。特别是，尽管图3中只示出一个连接器20，但是在电缆14上可连接一个以上的连接器，所述连接器纵向彼此错开并且布置在多个连接点处。
根据上面附图所示的优选实施例，多极电缆14包括-五个传输元件15；和-其中限定五个纵向腔室17的电缆护层16，所述纵向腔室17根据预定构型分别用于容纳上述的传输元件15；其中，腔室17在相应的电缆护层16基本凸起形状的纵向部分18内形成。
在图3中，传输元件15用于传输电能和/或信号，并且特别包括导体元件19，每个所述导体元件19包括多根导线，例如由铜制成的导线。
多极电缆14因此能够通过连接器20将能量和/或信号传输到一个或多个用户点，在图3中所示的示例中将能量和/或信号传输到沿工业自动线布置的设备上。
电缆护层16可由聚合材料制成，例如选自包括下述材料的组类聚烯烃、不同烯烃的共聚物、具有乙烯不饱和的酯与烯烃的共聚物、聚脂、聚醚、聚脂/聚醚共聚物以及它们的混合物。
这样的聚合物示例为高密度聚乙烯(HDPE)(密度d＝0.940-0.970g/cm3)，中密度聚乙烯(MDPE)(d＝0.926-0.940g/cm3)，低密度聚乙烯(LDPE)(d＝0.910-0.926g/cm3)；具有3至12个碳原子(例如1-丁烯，1-esene，1-辛烯和类似物)的乙烯和α烯烃的共聚物，线性低密度聚乙烯(LLPDE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)(d＝0.860-0.910g/cm3)；聚丙烯(PP)；具有其他烯烃，尤其是乙烯的聚丙烯热塑性共聚物；乙烯和至少一种选自下列酯类的共聚物，如烷基丙烯酸酯(alkylacrylates)，烷基甲基丙烯酸酯(alkylmethacrylates)和乙烯基羧化物(vinylcarboxylates)，其中线性或分支的烷基可具有1到8个之间的碳原子，优选具有1至4个之间的碳原子，其中线性或分支的羧基可具有2至8个之间的碳原子，优选具有2至5个之间的碳原子，尤其是乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，乙烯/丁基丙烯酸酯(butglacrylate)共聚物(EBA)；乙烯/α烯烃弹性体共聚物(例如象乙烯/丙烯共聚物(EPR)，乙烯/丙烯/二烯(EPDM)以及它们的混合物)；以及它们的混合物。
优选的是，聚合物基体充填有矿物填料，例如象镁和/或铝氢氧化物或水合氢氧化物。
在图3和图6所示的实施例中，根据电缆护层16的腔室17的预定构型，从而布置容纳在电缆护层16中的传输元件15，该预定构型包括其中彼此平行和等距的所述腔室的构型。尤其是，每个腔室17布置在电缆护层16相应的基本凸起形状的纵向部分18的中心部分内。这样，传输元件15在纵向部分18的径向最内部分被合适厚度的电缆护层所覆盖。当多极电缆14具有五个传输元件15，其中每个导体元件19的横截面积等于4mm2时，电缆的最大直径则具有在大约12mm到大约18mm之间，优选在大约13mm到大约15mm之间。优选的是，电缆护层在拱背处的厚度具有在大约0.5mm到大约2.0mm之间，更优选的是在大约0.7mm到大约1.5mm之间。
特别是，所述腔室17成角度地错开一个预定角度，该角度在所示实施例中等于大约72°。换句话说，在图3和图6中所示的实施例中，其中多极电缆14包括容纳在电缆护层16中相同数目的腔室17内的五个传输元件15，所述传输元件15占据等边五角形的顶点。
在上述附图所示的优选实施例中，当多极电缆14中每个导体元件19的横截面积等于4mm2时，腔室17具有直径等于大约2.5mm的基本圆形截面，其基本等于传输元件15的最大直径。
基本凸起形状的纵向部分18通过具有预定弯曲半径的连接部分28相互连接，在多极电缆14包括每个导体元件的横截面积等于4mm2的五个传输元件15的情况下，该弯曲半径例如具有在大约2mm到大约4mm之间，优选在大约3mm到大约3.5mm之间。
为了识别容纳在两个相应邻近的纵向腔室17内的两个特殊的传输元件15，多极电缆14的电缆护层16设有两个传输元件15的识别元件，两者皆用附图标记29表示，该识别元件布置在电缆护层16两个相邻基本凸起形状的纵向部分18上。特别是，第一识别元件29包括一个纵向凹槽，而第二识别元件29包括两个纵向凹槽。
与参照图1所示现有技术的可敞开式多极电缆所述的内容相类似，为了使能量和/或信号能传输到工业自动线的一个或多个用户点上，多极电缆14借助于图3概略示出的连接器20与这些用户点连接。特别是，连接器20包括多个金属穿孔元件21，其数目等于设在电缆14中的导体元件19的数目，布置这样的穿孔元件21以便于导体元件19穿孔。
如图3中概略示出的，连接器20特别包括设有上述穿孔元件21的连接器支座22。所述连接器支座22具有基本正方形横截面，其可通过铰链26打开和通过相对侧上适于围绕多极电缆14闭合连接器20的夹具27锁定。特别是，连接器支座22的径向内部具有配合电缆护层16多个凸起形状的多凸起形状，并且与一对闭合元件23相配合，该闭合元件23通过相应的一对预计容纳于形成在连接器支座22上对应的一对凹口25内的突起24在相对位置可与连接器支座22连接。
一旦多极电缆14被置于连接器支座22上，闭合元件23便压靠在连接器支座22上，这样突起24容纳于凹口25内并且穿孔元件21穿过电缆护层16，以便于在穿孔元件21与导体元件19之间形成电气连接。只要上述连接操作完成，夹具27便被拉紧，从而以稳定的方式保持连接器20闭合在多极电缆14周围。
由于上述类型的连接，与现有技术的可敞开式多极电缆相反，本发明的多极电缆14没有被敞开(由于为了与连接器结合，上述电缆不必采取平面构型)，因此，消除了撕裂电缆护层的危险以及用相应绝缘层单独绝缘每个传输元件的需要。
参考图4和图5，该图示出根据本发明用于生产图3中所示传输能量和/或信号的多极电缆14的挤压设备的第一优选实施例。
该挤压设备包括一个挤压头部，在上述图中通常用附图标记36表示，其通过挤压机螺杆进给形成电缆护层的混合物，挤压机螺杆本身作为常规部件没有示出。
挤压头部36包括阳模37和阴模38，它们彼此之间共轴安装在基本平行于传输元件15输送方向的同一纵轴周围，该输送方向用箭头C表示。
阳模37包括含有多个引导传输元件15的导管(都用附图标记40表示)的第一部分37a和用于将阳模37连接到支承件(本身作为常规部件没有示出)上并径向分配被挤压材料的第二部分37b，下面将予以详述。
根据上述预定构型布置导管40，以便将传输元件15容纳在这种构型中。这样，通过围绕传输元件15向前沿着上述导管40进给用于形成电缆护层16的材料，保证了根据上述预定构型布置的上述纵向腔室17的形成，同时防止了由于材料受到的压力造成被挤压材料将传输元件15压坏。
特别是，用于形成电缆护层16的材料沿着基本平行于上述传输元件15的输送方向C的挤压方向进行挤压。
根据图6中用于生产多极电缆14的以及图4和图5所示的本发明设备的优选实施例，阳模37的第一部分37a包括五个平行于上述纵轴并且成角度地错开大约72°布置的导管40。
在其中每个导体元件19的横截面积等于4mm2的多极电缆14的情况下，上述图中所示的导管40具有内径优选等于大约2.8mm的基本圆形横截面。
根据所示的优选实施例，导管40从阳模37的第二部分37b伸出，特别是从阳模37的壁34伸出，所述壁34基本垂直于挤压方向。
导管40具有取决于要挤压材料粘度的预定长度，而该长度又取决于挤压操作的温度。通过所示的示例，当挤压包括充填有氢氧化铝的乙烯-醋酸乙烯酯(ethylene-vinyl-acetate)的聚合材料时，挤压温度等于大约170°并且导管40从阳模37的第二部分37b伸出部分的长度具有大约5mm到大约20mm之间。
根据上述预定构型布置并用于支承导管40的多个纵向模腔41限定在阳模37的第二部分37b内。为此，导管40插入到阳模37的这些模腔41内，并且以悬臂方式从阳模37中部分伸出。因此，根据所示的优选实施例，具有基本圆形横截面的所述纵向模腔41的数目为五个，并与上述纵轴等距和平行布置，且成角度地错开大约72°。阳模37第二部分37b的两个相邻纵向模腔41之间的距离等于两个相邻导管40之间的上述距离。
阳模37的第二部分37b最好包括用于与在阳模37上的支承件(本身作为常规部件没有示出)连接的第一圆柱形部分42和便于向着传输元件15的导管40输送被挤压材料的第二斜截圆锥体部分43。
阴模38包括分别用于容纳阳模37的第一部分37a和第二部分37b的第一部分38a和第二部分38b。
为了生产上述的多极电缆14，阴模38的第一部分38a包括多凸起的径向内壁32。特别是，为了生产包括上述五个基本凸起形状的纵向部分18的电缆护层16，阴模38第一部分38a的径向内壁32包括五个凸起47。
用于容纳阳模37的上述第二部分37b的模腔45限定在阴模38的第二部分38b内。
这样，挤压路径限定在阳模37与阴模38之间，该挤压路径包括限定在阳模37第二部分37b的斜截圆锥体部分43与阴模38第二部分38b之间的第一通道和限定在阳模37第一部分37a与阴模38第一部分38a之间的第二通道。
阴模38第一部分38a具有预定长度，优选等于从阳模37第二部分37b伸出的导管40部分长度的大约50％。优选的是，该长度具有在大约2mm和大约10mm之间。
为了在多极电缆14的电缆护层16上形成凹槽形式的上述识别元件29，阴模38第一部分38a在阴模38第一部分38a的两个相邻的凸起47处设有纵向突起46。
以上述设备为基准，根据本发明的生产上述类型传输能量和/或信号的多极电缆14的方法的第一个优选实施例包括下列步骤。
按照本发明方法的第一步骤，根据预选构型提供五个传输元件15。
按照本发明方法的第二步骤，这些传输元件15进给到所述挤压头部36，特别是，所述传输元件15进给到部分插入挤压头部36的阳模37的模腔41的导管40内。
随后，可挤压材料围绕传输元件15挤压，以在上述预定构型内形成保持传输元件15的电缆护层16，在阳模37第二部分37b的第一圆柱形部分42与第二斜截圆锥体部分43之间的相交处设置所述材料的入口。
更特别的是，要使被挤压的材料沿着阳模37第二部分37b的斜截圆锥体部分43与阴模38第二部分38b之间限定的挤压路径的第一通道流动，以便均匀地分配所述材料并且沿着第二斜截圆锥体部分43朝着引导传输元件15的导管40做同样的流动。
所述材料然后沿着在阳模37第一部分37a与阴模38第一部分38a之间限定的挤压路径的第二通道流动，也就是在多个导管40与阴模38第一部分38a之间限定的挤压路径的第二通道流动。
根据本发明的方法，所述五个传输元件15在上述挤压步骤期间在所述五个导管40内输送。
这样，所述传输元件15嵌入在根据预定构型的电缆护层16内形成的纵向腔室17内，从而形成本发明的多极电缆14。
图7和图8示出根据本发明用于生产传输能量和/或信号的多极电缆14的挤压设备的第二个优选实施例，例如象图1，2和9中的可敞开式多极电缆1。
在下面的描述和所述附图中，生产用于传输能量和/或信号的多极电缆的设备部件将用相同的附图标记表示并且不再进一步描述，这些部件在结构和功能上与先前参照图4和图5描述的相同。
根据本发明挤压设备的上述第二个优选实施例，阴模38第一部分38a包括设有用于形成可敞开式多极电缆1电缆护层5的减弱线7的预定深度纵向突起33的基本平滑的径向内壁132。
在上述附图中用附图标记136表示挤压头部。除了参照上述本发明设备第一个优选实施例描述的导管40外，阳模37第一部分37a还包括在导管40中间设置的断流元件48，以限定在断流元件48与每个导管40之间的多个第一间隔49和在阳模37第一部分37a与阴模38第一部分38a之间的第二基本环形间隔50。
断流元件48具有基本与多个导管40和阴模38第一部分38a相配合的形状。
包括电缆的五个基本管形的纵向部分30、通过相等数目的纵向连接部分31相互连接的电缆护层5预计通过间隔49和50挤压。
这样，有利地可能以基本连续的方式生产图1，2和9中所示的可敞开式多极电缆1。
在所示的优选实施例中，断流元件48与导管40的自由端齐平安装。
断流元件48在与挤压方向相反的方向纵向逐渐变细，以便于将挤压材料输送到上述多个第一间隔49内，并且安装在阳模37的第二部分37b上。特别是，断流元件48安装在从阳模37的壁34延伸的支承件35上。优选的是，支承件35与阳模37的斜截圆锥体部分43形成整体。
作为举例说明的示例，断流元件48的长度比从阳模37第二部分37b伸出的导管40部分的长度短，优选等于从阳模37第二部分37b伸出的导管40部分长度的大约30％-60％。
参照上述设备的第二个优选实施例，根据本发明用于生产传输能量和/或信号的多极电缆1的方法的第二个优选实施例包括下列步骤。
在初步步骤中，在传输元件4上挤压绝缘层3。
随后，进行上述参照本发明方法的第一个优选实施例的步骤，本发明方法的第二个优选实施例进一步包括通过在断流元件48与导管40之间形成的所述多个第一间隙49和通过在阳模37第一部分37a与阴模38第一部分38a之间形成的上述第二间隙50进行挤压的步骤。这样，可敞开式多极电缆1的电缆护层5以基本连续的方式形成。
另外，挤压步骤最好这样进行，以便于在每个连接部分31处形成设有纵向打开可敞开式电缆1的电缆护层5的纵向减弱线7的电缆护层5。
从上面描述和举例说明的内容中，通过本发明取得的所有优点，尤其是那些涉及以基本连续方式生产具有改进耐压强度的多极电缆的可能性将立即一目了然。为了在预先选择的连接点处连接，这种电缆不需要敞开。
权利要求
1.一种用于传输能量和/或信号的多极电缆(14)，该电缆包括-至少三个传输元件(15)；和-其中限定至少三个纵向腔室(17)的电缆护层(16)，所述纵向腔室(17)根据预定构型用于分别容纳所述至少三个传输元件(15)并且形成在电缆护层(16)的相应的基本凸起形状纵向部分(18)内。
2.根据权利要求1所述的电缆(14)，其特征在于，所述纵向腔室(17)以一预定角度彼此成角度地交错布置。
3.根据权利要求1所述的电缆(14)，其特征在于，电缆护层(16)的所述基本凸起形状纵向部分(18)通过具有预定弯曲半径的连接部分(28)相互连接。
4.根据权利要求1所述的电缆(14)，其特征在于，在所述电缆护层(16)内限定另外的纵向腔室，所述另外的纵向腔室布置在电缆(14)中心。
5.根据权利要求4所述的电缆(14)，其特征在于，所述另外的纵向腔室容纳电缆(14)的纵向加强元件。
6.根据权利要求4所述的电缆(14)，其特征在于，所述另外的纵向腔室容纳电缆(14)的中性元件。
7.根据权利要求1或4所述的电缆(14)，其特征在于，所述另外的纵向腔室(17)具有基本圆形横截面。
8.根据权利要求1所述的电缆(14)，其特征在于，所述电缆护层(16)设有在电缆护层(16)两个相邻的基本凸起形状纵向部分(18)处形成的传输元件(15)的至少两个识别元件(29)。
9.一种用于生产传输能量和/或信号的多极电缆(1；14)的方法，该类型的电缆包括-多个传输元件(4；15)；和-其中限定多个纵向腔室(6；17)的电缆护层(5；16)，所述纵向腔室(6；17)根据预定构型用于分别容纳所述多个传输元件(4；15)；所述方法包括步骤-根据所述预定构型提供所述多个传输元件(4；15)；-将所述多个传输元件(4；15)进给至挤压头部(36；136)；和-围绕所述多个传输元件(4；15)挤压所述电缆护层(5；16)，将所述多个传输元件(4；15)保持在所述预定构型中；其中，在所述挤压步骤期间，所述传输元件(4；15)在共轴容纳在阴模(38)中的多个导管(40)内向前移动，所述导管(40)根据所述预定构型进行布置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述导管(40)彼此等距并且相互间隔预定距离。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述导管(40)彼此以一预定角度成角度地交错布置。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述阴模(38)包括第一部分(38a)，所述第一部分(38a)含有适于形成包含多个基本凸起形状的纵向部分(18)的电缆护层(16)的径向多凸起内壁(32)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，阴模(38)的所述第一部分(38a)的至少两个相邻凸起部分设有相应的纵向突起(46)，以便在电缆护层(16)两个相邻的基本凸起形状纵向部分(18)处形成设有相应纵向凹槽的电缆护层(16)。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述挤压步骤以这样的方式进行，即在所述电缆护层(16)内形成布置在电缆(14)中心的另外的纵向腔室。
15.根据权利要求14所述的方法，该方法包括提供并将纵向加强元件进给至所述挤压头部(36)的另外步骤，所述纵向加强元件用于容纳在所述另外的纵向腔室内。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述导管(40)之间设置断流元件(48)，以在所述断流元件(48)与每个所述导管(40)之间限定多个第一间隙(49)和在所述断流元件(48)与阴模(38)的所述第一部分(38a)之间限定第二间隙(50)。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述断流元件(48)具有基本与所述多个导管(40)和阴模(38)的所述第一部分(38a)相配合的形状。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述多个第一间隙(49)具有基本恒定的厚度。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述阴模(38)设有至少一个设置在两个相邻导管(40)之间的中间区域中并且用于形成电缆(1)的电缆护层(5)的相应减弱线(7)的纵向突起(33)。
20.一种用于生产传输能量和/或信号的多极电缆(1；14)的挤压设备，该电缆包括-多个传输元件(4；15)；和-其中限定多个纵向腔室(6；17)的电缆护层(5；16)，所述纵向腔室(6；17)根据预定构型用于分别容纳所述多个传输元件(4；15)；所述设备包括含有阳模(37)和阴模(38)的挤压头部(36；136)，所述阳模和阴模彼此之间共轴安装在基本平行于所述传输元件(4；15)的输送方向的同一纵轴周围，所述阳模(37)包括根据所述预定构型布置含有多个导管(40)的第一部分(37a)，而所述阴模(38)包括围绕所述多个导管(40)共轴安装的第一部分(38a)。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，阴模(38)的所述第一部分(38a)包括适于形成包含多个基本凸起形状纵向部分(18)的电缆护层(16)的径向多凸起内壁(32)。
22.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述阳模(37)进一步包括其中限定多个纵向模腔(41)的第二部分(37b)，所述纵向模腔(41)根据所述预定构型布置并且用于支承所述多个导管(40)。
23.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，阳模(37)的所述第一部分(37a)进一步包括设置在所述导管(40)之间的断流元件(48)，以便在所述断流元件(48)与每个所述导管(40)之间限定多个第一间隙(49)和在所述断流元件(48)与阴模(38)的所述第一部分(38a)之间限定第二间隙(50)。
24.根据权利要求23所述的设备，其特征在于，所述断流元件(48)具有基本与所述多个导管(40)和阴模(38)的所述第一部分(38a)配合的形状。
25.根据权利要求23所述的设备，其特征在于，所述断流元件(48)从阳模(37)的所述第二部分(37b)纵向延伸。
26.根据权利要求23所述的设备，其特征在于，所述多个第一间隙(49)具有基本恒定的厚度。
27.根据权利要求23所述的设备，其特征在于，所述阴模(38)设有至少一个布置在两个相邻导管(40)之间的中间区域并且用于形成电缆(1)的电缆护层(5)的相应纵向减弱线(7)的纵向突起(33)。
28.根据权利要求23所述的设备，其特征在于，在阳模(37)的所述第一部分(37a)和第二部分(37b)中的每一个中限定至少一个另外的中心模腔，所述另外的中心模腔用于容纳至少一个电缆(14)的纵向加强元件。
全文摘要
本发明公开了一种用于传输能量和/或信号的多极电缆(14)以及用于生产这种电缆的挤压方法和设备。根据本发明的多极电缆(14)包括至少三个传输元件(15)和其中限定至少三个纵向腔室(17)的电缆护层(16)，该纵向腔室(17)根据预定构型用于分别容纳所述至少三个传输元件(15)并且形成在电缆护层(16)相应的基本凸起形状纵向部分(18)内。本发明的多极电缆(14)使传输元件(15)通过至少一个设有至少三个穿孔元件(21)的连接器能连接到一个或多个用户点上。
文档编号H01B13/14GK1947205SQ200380110962
公开日2007年4月11日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者P·韦杰蒂, S·贝利, L·巴尔科尼, L·德莱, A·列拉, V·克里希 申请人:普雷斯曼电缆及系统能源有限公司