专利名称：一种弹簧电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电缆，特别涉及一种弹簧电缆。
背景技术：
弹簧电缆，通常用于垂直、水平往返移动、旋转设备上，例如影视舞台、电教、体育馆等的移动设备或灯具电源及控制线。在频繁移动中，当设备靠近电源线时，需要将电缆存储起来，当设备远离电源时，要将电缆舒展开来。在这个过程中，电缆不仅受到牵引作用的拉力或推力，而且产生电缆的弯曲应力和沿电缆的轴线的扭转应力。普通的弹簧电缆在收缩过程中，会产生随意方向的卷绕，有时电缆会缠绕在一起，引起局部点弯曲半径过小等现象，由于电缆的弯曲应力和扭转应力频繁交叉出现，因而严重影响电缆的使用寿命。针对前述现象，研发出各种改进性弹簧电缆。中国专利文献CN201449781 U公开的一种《弹簧电缆》，其中最外层为氯丁橡胶护套，护套内设有绝缘线芯，绝缘线芯由乙丙橡胶绝缘层和无氧铜导体组成，绝缘线芯内设有电缆麻填料。该电缆采用的主要方法是通过改善护套、绝缘材料的柔软性能来提高电缆的弯曲性能，由此方法生产的弹簧电缆，电缆的柔软性能有了很大的改善，但往返中产生的推力和拉扯力也减少了，在使用的过程中，电缆容易形成扎堆，在靠移动设备处的电缆由于频繁作用，会出现局部点承载大部分的弯曲和扭转应力负载，局部点功能失效的现象，造成电缆出现开裂和损坏，影响电缆的使用寿命。中国专利文献CN2626014Y公开的《高位升降弹簧线》，提出了在绝缘线芯外缠绕有热固性聚烯烃材料构成加强层来提高抗弯曲的机械性能的方法，采用此工艺生产的电缆寿命周期长，能完成300万次的循环往复。电缆在受到同时拉伸或收缩、与电缆承载杆有相对摩擦及承受快速的弯曲、伸长和绕转等运动时，不会产生芯线开裂、外护套损坏等现象。 采用此方法，确能提高电缆的机械性能，但电缆的外径增大，生产费用增加，而提高的机械性能有限，如要求电缆的弯曲性能达到完成300万次的循环往复，对金属材料、有机化合物都很难胜任。为了弥补电缆的局部点受损现象和能自如地跟随动作部件移动或旋转，不发生纠缠或磕拌，中国专利文献CN 2234122Y公开了一种《螺旋弹簧电缆》，其在电缆的中心处放置一根预制的弹簧钢丝，将电缆制成弹簧状电缆，由弹簧钢丝承载电缆弯曲和扭转机械负载，并均勻分配机械作用力。采用此方法，破坏了电缆的对称型和稳定性，特别对于三相电力电缆，电缆的外径增大，生产费用也相应提高。并且弹簧钢丝在长期的工作期间，由于钢丝与绝缘材料的弹性模量差距很大，会产生钢丝与绝缘材料的相对蠕动，而损坏绝缘材料， 致使电缆失效。中国专利文献CN2708450Y公开的《螺旋弹簧电缆》，是对前述螺旋弹簧电缆的一种改进，其将弹簧钢丝附着在电缆外周螺旋内侧，保证了弹簧钢丝不会擦破或刺穿导体绝缘层，各芯线不致发生移位造成电缆变形。采用此工艺生产的弹簧钢丝附置在电缆的内侧， 虽然与绝缘体减少了接触，但对弹簧钢丝与电缆的连接体上，由于弹簧钢丝与电缆连接体的材料弹性模量不同，在长期的弯曲和伸展过程中，仍会容易产生钢丝与连接体的疲劳差异，致使连接部分产生相对位移造成断裂，从而导致弹簧钢丝和缆芯分离，丧失弹簧钢丝的功能。为了解决电缆在收缩和伸展过程中，产生的机械应力能均勻分布作用于电缆上， 而不是将机械应力作用在电缆的局部点，中国专利文献CN101807779公开了《一种电缆走线架》，对电缆走动距离均勻分布吊线装置，在每个电线装置中增加连接弹簧，其用意是利用弹簧的伸展能力来均勻分配机械应力，延长电缆的使用寿命，但是采用此方法，要附加很多弹簧装置，加工费用增加，机构复杂，并且此方法只能适合于水平上的往返移动，对于有坡度或垂直方向的移动都不适合。
实用新型内容本实用新型的目的是解决现有技术中存在的各种不足，提供一种弹性持久、安全性好、电缆能有方向性的自动卷绕和收缩、抗拉强度高的弹簧电缆。实现本实用新型目的的技术方案是一种弹簧电缆，包括缆芯和挤包在缆芯外表面的护套；所述护套的横截面为非圆形，且以弹簧电缆轴向平面为界，护套的两部分形状不对称、厚度不相同。作为优选，所述护套为软质热塑性材料。作为进一步的优选，所述护套为软质的PVC材料。具体来说，所述缆芯包括至少两根绝缘线芯和隔离带；绝缘线芯绞合成缆，隔离带紧包在绝缘线芯的外表面。所述绝缘线芯绞合成缆的节径比< 12倍。所述绝缘线芯包括导体和包覆于导体之外的绝缘层；所述导体为5类导体材料， 所述绝缘层为弹性体。所述缆芯还包括填充在绝缘线芯和隔离带之间的空隙处的弹性体填充条。所述护套的横截面为燕尾形或半圆形。所述护套的厚度大的一部分上设置有凹槽。采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的有益效果(1)本实用新型提出了一个新的理念，利用电缆外形的不对称性，护套两端厚度不一致，电缆弯曲时总是沿着应力最薄弱处伸张和收缩，因而形成护套的厚度大的一端总是处于弯曲的内侧，使得电缆在成圈或上盘时，自动形成厚度大的一端收缩在电缆的内侧的有方向性的自动卷绕和收缩， 能将电缆产生的弯曲应力和扭转应力均勻承载到电缆的整个长度上，减少弯曲应力的集中，避免电缆局部受损，大幅度提高了电缆的使用寿命。(2)当本实用新型的电缆弯曲到电缆外径10 15倍式，厚度大的部分处由于材料堆积，产生抑制电缆继续弯曲的反弹力，阻碍电缆过小弯曲，能够保证电缆有均勻的弯曲应力，并且不会产生电缆纠缠、打结现象。(3)本实用新型的护套采用的是PVC材料，具有耐油、阻燃，抗开裂的性能，加工容易，生产制造费用低。(4)本实用新型的绝缘层选用橡胶类的弹性体，护套选用的是热塑性材料，两者材料的抗张强度及弹性模量差异性很大，在电缆受到扭曲和弯曲时，轴向平面处的扭矩惯量值远大于其他方向，PVC材料的刚度大，扭矩和弯曲产生应力合力沿厚度大的一部分的顶端向后方向延伸，来抗衡扭矩的变化量，以致扭矩能均勻的扩展到后续电缆上，更加不易造成局部点受损现象。(5)本实用新型的护套的厚度大的一部分上设置的凹槽，起着辅助吸收电缆弯曲时产生的弯曲应力和扭转应力的效果，进一步提高了电缆的稳定性。(6)本实用新型的弹簧电缆不是利用材料的柔软性来提高电缆的抗弯曲性能，而是利用不同材料的特性和电缆结构外形差距，来均衡承载在电缆移动过程中产生的弯曲和扭转应力，发挥材料性能的特长，结构合理简单，生产制造容易，实用性强。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1为本实用新型的一种结构示意图。图2为本实用新型的另一种结构示意图。附图中标号为护套1 ；缆芯2、绝缘线芯21、导体211、绝缘层212、隔离带22、弹性填充条23。
具体实施方式
(实施例1)见图1，本实施例的弹簧电缆，包括缆芯2和挤包在缆芯2外表面的护套1。护套1的横截面为燕尾形，以弹簧电缆轴向平面为界，下半部分厚度大于上半部分，护套1为软质的PVC材料。缆芯2包括四根绝缘线芯21、隔离带22和填充在绝缘线芯21和隔离带22之间的空隙处的弹性体填充条23。每根绝缘线芯21包括导体211和包覆于导体211之外的绝缘层212 ；导体为5类导体材料，绝缘层212为弹性体，可以选择天然橡胶、乙丙胶、氯丁胶等材料。四根绝缘线芯21绞合成缆，隔离带22紧包在绝缘线芯21的外表面。绝缘线芯21 绞合成缆的节径比< 12倍。PVC材料属于热塑性材料，有加热再定型倾向，在工厂生产的过程中，形成一定的弯曲状，但与使用场合下许可的弯曲要求和储线能力还是有差距，在施工现场可以将本实施例的弹簧电缆按弯曲要求卷绕在柱体上，进行加温，一般温度加热到70度左右，消除原来的弯曲应力，然后让电缆自然冷却，即可形成符合要求的新尺寸的弹簧电缆。(实施例2)见图2，本实施例的弹簧电缆与实施例1基本相同，不同之处在于护套1的横截面为半圆形，以弹簧电缆轴向平面为界，下半部分的端面为平面，在下半部分上还设置有凹槽，凹槽能辅助吸收电缆弯曲时产生的弯曲应力和扭转应力的效果。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种弹簧电缆，包括缆芯(2)和挤包在缆芯(2)外表面的护套(1)；其特征在于所述护套(1)的横截面为非圆形，且以弹簧电缆轴向平面为界，护套(1)的两部分形状不对称、厚度不相同。
2.根据权利要求1所述的一种弹簧电缆，其特征在于所述护套(1)为软质热塑性材料。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧电缆，其特征在于所述护套(1)为软质的PVC材料。
4.根据权利要求1至3之一所述的一种弹簧电缆，其特征在于所述缆芯(2)包括至少两根绝缘线芯(21)和隔离带(22)；绝缘线芯(21)绞合成缆，隔离带(22)紧包在绝缘线芯(21)的外表面。
5.根据权利要求4所述的一种弹簧电缆，其特征在于所述绝缘线芯(21)绞合成缆的节径比< 12倍。
6.根据权利要求5所述的一种弹簧电缆，其特征在于所述绝缘线芯(21)包括导体(211)和包覆于导体(211)之外的绝缘层(212)；所述导体为5类导体材料，所述绝缘层(212)为弹性体。
7.根据权利要求6所述的一种弹簧电缆，其特征在于所述缆芯(2)还包括填充在绝缘线芯(21)和隔离带(22)之间的空隙处的弹性体填充条(23)。
8.根据权利要7所述的一种弹簧电缆，其特征在于所述护套(1)的横截面为燕尾形或半圆形。
9.根据权利要8所述的一种弹簧电缆，其特征在于所述护套(1)的厚度大的一部分上设置有凹槽。
专利摘要本实用新型公开了一种弹簧电缆，包括缆芯和挤包在缆芯外表面的护套；所述护套的横截面为非圆形，且以弹簧电缆轴向平面为界，护套的两部分形状不对称、厚度不相同。本实用新型利用电缆外形的不对称性，护套两端厚度不一致，电缆弯曲时总是沿着应力最薄弱处伸张和收缩，因而形成护套的厚度大的一端总是处于弯曲的内侧，使得电缆在成圈或上盘时，自动形成厚度大的一端收缩在电缆的内侧的有方向性的自动卷绕和收缩，能将电缆产生的弯曲应力和扭转应力均匀承载到电缆的整个长度上，减少弯曲应力的集中，避免电缆局部受损，大幅度提高了电缆的使用寿命。
文档编号H01B7/02GK201984868SQ20112009901
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者周峰, 张洁, 陈建忠 申请人:江苏新远东电缆有限公司, 远东复合技术有限公司, 远东电缆有限公司