高壓線纜的制作方法
【專利摘要】本發明涉及尤其用于在靜電涂覆設備內為涂覆劑靜電充電的高壓線纜(1)，所述高壓線纜包括居中布置的線纜芯(2)和電絕緣護套(4.1、4.2)，所述電絕緣護套像護套那樣包圍所述線纜芯(2)。根據本發明，所述線纜芯(2)具有中等電阻值。
【專利說明】
高壓線纜
技術領域
[0001]本發明涉及一種尤其用于在涂覆設備內為涂覆劑靜電充電的高壓線纜。
【背景技術】
[0002]圖1示出傳統高壓線纜I，所述傳統高壓線纜I包括線纜芯2、場平滑元件3、絕緣護套4以及由聚氨酯(PU)制成的外護套5，所述線纜芯2由銅絞線或銅線制成，所述場平滑元件3作為線纜芯2的護套并且由聚烯烴制成，所述聚烯烴已經被制成導電的，所述絕緣護套4作為場平滑元件3的護套并且由電絕緣的聚烯烴制成，所述外護套5除了附加的電絕緣，還確保高壓線纜I足夠耐磨損和耐化學品。
[0003]上文所描述的已知的高壓線纜I的缺點是電阻值非常低，這是由于線纜芯2由具有非常低的電阻率的銅制成。尤其是當高壓線纜在靜電涂覆設備內使用時，高壓線纜I的低電阻值可在放電期間導致嚴重的非期望的電流震蕩。
[0004]圖2示出如在EP0829883A2中所描述的那樣被適當改進的高壓線纜I。這種高壓線纜I部分地對應于上文所述的并在圖1中示出的高壓線纜1，因此為避免重復，可參考上文的描述，其中，同一附圖標記用于相應的特征。
[0005]這種高壓線纜I的一特殊特征是絕緣護套4由兩個同軸層4.1、4.2構成，所述兩個同軸層4.1、4.2在徑向方向上一個位于另一個上方。
[0006]這種已知的高壓線纜I的另一特殊特征是線纜芯2由電絕緣塑料材料(例如聚酯)制成并且因此不導電。電絕緣的線纜芯2以纖維的形式在此用作對導體層6的機械支撐，所述導體層6例如可由以碳微粒填充的聚乙烯(PE)制成。然而導體層6的電阻值遠高于圖1所示的由銅制成的導電線纜芯2的電阻值。這是有利的，因為圖2所示的高壓線纜I由此具有更高的電阻值，并且因此當用在靜電涂覆設備中時，使放電過程期間出現的非期望的電流震蕩衰減。
[0007]然而，圖2所示的高壓線纜I的缺點的是:當與礦脂或絕緣油(例如變壓器油)接觸時，會失去導電性。在用于高壓線纜的傳統連接中，用礦脂封裝實際上是標準技術。這種礦脂可從高壓線纜I的線纜端部滲透至高壓線纜I內，并且由于毛細作用，高壓線纜I可從線纜端部變得礦脂飽和。滲透的礦脂使導體層6因礦脂擴散至所述層中而變得電絕緣，因此使得高壓線纜I不可使用。
[0008]因此，本發明的目的是提供一種相應改進的高壓線纜，所述高壓線纜尤其適于在靜電涂覆設備中使用。
[0009]本發明的一個目的是:當根據本發明的高壓線纜在靜電涂覆設備中使用時，它使得在使用如圖1所示的已知的高壓線纜的情況下在充電與放電過程期間可出現的非期望的電流震蕩衰減。
[0010]而本發明的另一個目的是:根據本發明的高壓線纜還防止通過與礦脂或絕緣油(例如變壓器油)的接觸而影響或甚至完全失去導電性。
[0011 ]該目的通過如主權利要求中所要求保護的根據本發明的高壓線纜來實現。
【發明內容】
[0012]本發明從現有技術出發，在現有技術中，高壓線纜包括居中布置的由電絕緣護套包圍的線纜芯。本發明與介紹中所描述的傳統高壓線纜的不同在于，線纜芯具有中等電阻值。
[0013]與圖1所示的已知的高壓線纜不同，線纜芯因此不是高導電的，從而在充電與放電過程期間防止非期望的電流震蕩。
[0014]與圖2所示的傳統高壓線纜不同，根據本發明的高壓線纜不易受礦脂或絕緣油的影響并且因此幾乎不改變所述高壓線纜的電阻值。
[0015]在本發明中所使用的術語“中等電阻值”旨在:一方面指出與導電體(例如銅)的不同，另一方面指出與電絕緣體的不同，并且優選地具有下述意義:高壓線纜的基于長度的電阻值位于Ik Ω /m-lM Ω /m、2k Ω /m_500k Ω /m、5k Ω /m_200k Ω /m或1k Ω /m_50k Ω /m的范圍內。導電線纜芯的電阻值因此優選地位于適于在靜電涂覆設備中用于使涂覆劑靜電充電的范圍內。
[0016]在本發明的一個優選示例性實施例中，線纜芯由非紡織物的扭帶組成，所述非紡織物的扭帶由多個單纖維組成并且所述單纖維自身導電或被制成導電的。在這種情況下，非紡織物的單個帶可被扭曲，然后可形成線纜芯。然而，根據本發明，也可使多個非紡織物帶被扭成多股的，然后形成線纜芯。
[0017]在本發明的一個變型例中，非紡織物帶的各個纖維或單纖維由導電塑料材料制成，例如由聚乙烯(PE)制成，如在EP 0829883 A2中所描述的那樣，所述聚乙烯以碳微粒填充。
[0018]在本發明的另一個變型例中，非紡織物帶的各個纖維由電絕緣塑料材料制成，所述電絕緣塑料材料通過表面涂層被制成導電的，所述表面涂層包括導電材料。
[0019]然而在本發明的另一個示例性實施例中，線纜芯包括膜，所述膜自身導電或者以導電層涂覆。
[0020]上述已經提到的是，在傳統高壓線纜的情況下，滲透的礦脂可導致失去導電性。本發明可以以兩種不同的方式抵抗該非期望的影響。
[0021]—種方式是:本發明可完全防止任何礦脂由于毛細作用而滲透至高壓線纜內。
[0022]而另一種方式是:本發明還可防止滲透的礦脂或絕緣油影響或甚至導致失去導電性，該效果通過根據本發明的高壓線纜的構造實現。
[0023]根據本發明，可以以兩種不同方式防止礦脂滲透至高壓線纜內。
[0024]在一種方法中，線纜芯可由粗纖維制成，使得線纜芯的各個纖維之間的間隙大到使得毛細力不足以將礦脂吸引至間隙內。因此這完全防止任何礦脂滲透至根據本發明的高壓線纜內。
[0025]然而在另一種方法中，還可通過消除線纜芯的纖維之間的間隙來防止礦脂滲透至高壓線纜內，使得線纜芯完全不能吸引任何礦脂。例如，線纜芯的非紡織物帶可被如此緊地扭曲，使得各個纖維之間的間隙幾乎完全被排除。然而還有將線纜芯的纖維之間的間隙填充的替代的選擇，以防止礦脂能夠滲透至間隙內。
[0026]還應提到的是，根據本發明的高壓線纜內的導電線纜芯可被如從現有技術已知的“場平滑元件”包圍。例如，如從EP0829863A2知曉的那樣，這種場平滑元件可由導電塑料材料制成。這里應該提到的是，場平滑元件還優選地具有中等電阻值，該術語的意義已經在上文中說明。然而，場平滑元件的電阻值優選地大于線纜芯的電阻值以便能夠實現場平滑，但優選地小于絕緣護套的電阻值。如從現有技術已知的，場平滑元件布置在線纜芯與絕緣護套之間。這里應該提到的是，場平滑元件優選地直接位于線纜芯上或位于線纜芯的導電涂層上而沒有任何中間層。
[0027]此外，與現有技術相一致地，根據本發明的高壓線纜優選地包括用于電屏蔽高壓線纜的屏蔽部，所述屏蔽部優選地具有低電阻值。例如，所述屏蔽部可由編織的銅線制成或由編織的銅線與塑料材料的組合制成。無論如何，屏蔽部的電阻值優選地小于線纜芯的電阻值和場平滑元件的電阻值。
[0028]這里應該提到的是，高壓線纜的擊穿強度除其它因素之外，與高壓線纜內的場分布有關。因此，導體層處的場強應盡可能地小。然而場強與屏蔽部的直徑dA相對于線纜芯的直徑dS的比率有關，其中，直徑比dA/dS應在1.5至5、2至4、或2至3.4的范圍內。
[0029]最后，與現有技術相一致地，根據本發明的高壓線纜還可包括電絕緣外護套，所述外護套可由塑料材料制成，例如，尤其是由聚氨酯(PU)制成。相比于絕緣護套，所述外護套優選地具有更大的機械耐磨性、具有較低的可燃性和/或更加耐酸。
[0030]還應提到的是，根據本發明的高壓線纜優選地具有足夠的介電強度，以用于在靜電涂覆設備內使用。因此，高壓線纜的介電強度優選為至少lkV、2kV、5kV、10kV、20kV、50kV、10kV 或甚至 150kV。
[0031]還應提到的是，高壓線纜的電容值優選地允許在靜電涂覆設備內使用。高壓線纜的電容值因此優選地位于 lpF/m-1000pF/m、10pF/m-500pF/m、20pF/m-250pF/m、50pF/m-100pF/m或70pF/m-100pF/m的范圍內。
[0032]此外，應該提到的是，中等導電性的線纜芯可在沿著高壓線纜的接合部處以場平滑元件電包圍。這些接合部優選地不在高壓線纜的整個長度上延伸，而僅僅是離散點。
[0033]可例如通過金屬連接銷在線纜端部處與高壓線纜電接觸，所述金屬連接銷被軸向地推或旋擰至線纜芯的端面內以便與高壓線纜電接觸。也可使用其它連接技術、例如絕緣位移連接或夾持連接。
[0034]還應提到的是，本發明不僅包括上述作為單個部件的高壓線纜，還包括這種高壓線纜的用于在涂覆設備中、尤其是在用于噴涂機動車身部件以及用于涂覆配件行業與一般行業中的部件的噴涂設備中為涂覆劑靜電充電的創新應用。
[0035]最后，本發明還包括用于為涂覆劑靜電充電的裝置，所述裝置可例如用在噴涂設備中以便為待施加的涂覆劑(例如涂料、粉末涂料)靜電充電。
[0036]根據本發明的用于為涂覆劑充電的裝置首先具有高壓發電機，所述高壓發電機產生用于為涂覆劑充電所需的高壓。此外，根據本發明的用于為涂覆劑充電的裝置包括高壓電極，以便為待施加的涂覆劑靜電充電。這種高壓電極本身從現有技術已知，并且例如可呈旋轉霧化器的外部電極的形式。然而本發明還包括在旋轉霧化器內部直接充電的選擇。
[0037]在根據本發明的用于為涂覆劑充電的裝置中，至少沿部分連接長度通過如上所述的根據本發明的高壓線纜實現高壓發電機與高壓電極之間的電連接。
【附圖說明】
[0038]本發明的其它有利的展開在從屬權利要求中表征或參照優選的示例性實施例的描述結合附圖在下文中更詳細地加以描述，其中:
[0039]圖1是包括由銅制成的線纜芯的傳統高壓線纜的剖視圖；
[0040]圖2是包括具有導電涂層的電絕緣線纜芯的傳統高壓線纜的剖視圖，；
[0041 ]圖3是根據本發明的包括導電線纜芯的高壓線纜的剖視圖；
[0042]圖4是圖3的包括附加的屏蔽部的變型例；以及
[0043]圖5是根據本發明的用于為涂覆劑充電的裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0044]圖3示出根據本發明的高壓線纜I的優選的示例性實施例，其部分對應于上文描述的且在圖2中示出的高壓線纜I，因此為避免重復，可參考上文的描述，其中，同一附圖標記用于相應的特征。
[0045]根據本發明的該示例性實施例的一特殊特征是線纜芯2的設計與構造。所述線纜芯2包括非紡織物的扭帶，所述非紡織物的扭帶各包括多個單纖維(纖維)并且被制成導電的。因此，線纜芯2由作為支撐材料的塑料材料制成，所述塑料材料例如通過以碳微粒填充或涂覆被制成導電的。因此，線纜芯2具有在1kQ/m-100kQ/m范圍內的中等電阻值。
[0046]與圖2所示的傳統高壓線纜I相比，由非紡織物的扭帶形成線纜芯2有利地防止滲透的礦脂影響高壓線纜I的導電性。
[0047]與圖1所示傳統高壓線纜I相比，線纜芯2的中等電阻值防止在靜電涂覆設備內放電過程期間出現的過度的電流震蕩。
[0048]圖4示出圖3的一個變型例，因此為避免重復，可參考上文的描述，其中，同一附圖標記用于相應的特征。
[0049]該示例性實施例的特殊特征是屏蔽部7，所述屏蔽部7可由編織的銅線制成，附加地布置在外護套5與絕緣護套4的外層4.2之間。
[0050]最后，圖5以高度簡化的形式示出根據本發明的用于為涂覆劑充電的裝置，所述裝置包括高壓發電機8，所述高壓發電機8經由根據本發明的高壓線纜I連接至本身從現有技術中已知的靜電霧化器9。
[0051]所述靜電霧化器9將被靜電充電的涂覆劑(例如涂料)的射流10放出至電接地的機動車體部件11上。
[0052]高壓線纜I的中等電阻值有利地防止在放電過程期間出現的過度的電流震蕩。
[0053]另一方面，高壓線纜I的上述構造具有下述優點:滲透的礦脂不改變且不會甚至降低高壓線纜I的導電性。
[0054]本發明不限于上述優選的示例性實施例。事實上，同樣利用本發明的構思并因此由保護的范圍覆蓋的大量變體與變化是可能的。特別地，本發明還獨立于所參考的權利要求，要求對于從屬權利要求的主題的以及特征的保護。
[0055]附圖標記列表
[0056]I 高壓線纜
[0057]2線纜芯
[0058]3聚烯烴
[0059]4絕緣護套
[0060]4.1絕緣護套的層
[0061]4.2絕緣護套的層
[0062]5外護套
[0063]6導體層
[0064]7屏蔽部
[0065]8高壓發電機
[0066]9霧化器
[0067]10射流
[0068]11機動車體部件
【主權項】
1.一種高壓線纜(I)、尤其是用于在靜電涂覆設備中為涂覆劑靜電充電的高壓線纜(I)，所述高壓線纜(I)包括: a)居中布置的線纜芯(2)以及 b)電絕緣護套(4、4.1、4.2)，所述電絕緣護套(4、4.1、4.2)作為線纜芯(2)的護套， 其特征在于， c)線纜芯(2)具有中等電阻值。2.如權利要求1所述的高壓線纜(I)， 其特征在于， a)線纜芯(2)包括纖維，和/或 b)線纜芯(2)的纖維形成非紡織物，和/或 c)所述非紡織物的至少一個非紡織物帶被扭曲并且形成線纜芯(2)，和/或 d)所述非紡織物帶各由所述纖維的多個單纖維組成。3.如權利要求1所述的高壓線纜(I)， 其特征在于， a)線纜芯(2)包括膜，和/或 b)所述膜自身導電并且具有中等電阻值，或 c)所述膜自身電絕緣并且通過含碳浸漬被制成導電的并且具有中等電阻值。4.如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(I)，其特征在于， a)線纜芯(2)的至少一部分由導電塑料材料制成，和/或 b)線纜芯(2)的纖維由導電塑料材料制成，和/或 c)所述纖維、所述非紡織物帶和/或所述非紡織物以碳浸漬。5.如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(51)，其特征在于， a)線纜芯(2)由粗纖維制成，并且線纜芯(2)的各纖維之間的間隙大到使得毛細力不足以將礦脂吸引至所述間隙內，或 b)線纜芯(2)的纖維之間的間隙被完全填充，使得線纜芯(2)不能吸引任何礦脂。6.如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(I)，其特征在于， a)導電線纜芯(2)以場平滑元件(3)作為護套，和/或 b)場平滑元件(3)由塑料材料制成、尤其是由聚烯烴制成，和/或c)場平滑元件(3)具有中等電阻值，和/或 d)場平滑元件(3)的電阻值大于線纜芯(2)的電阻值，和/或 e)場平滑元件(3)的電阻值小于絕緣護套(4、4.1、4.2)的電阻值，和/或 f)場平滑元件布置在線纜芯(2)與絕緣護套(4、4.1、4.2)之間，和/或 g)場平滑元件(3)直接位于線纜芯(2)上而沒有任何中間層。7.如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(I)，其特征在于， a)高壓線纜(I)包括用于電屏蔽的屏蔽部(7)，和/或 b)屏蔽部(7)具有中等電阻值或低電阻值，和/或 c)屏蔽部(7)包圍絕緣護套(4、4.1、4.2)，和/或 d)屏蔽部(7)的電阻值小于線纜芯(2)的電阻值和/或場平滑元件(3)的電阻值，和/或 e)屏蔽部(7)具有直徑dA，線纜芯(2)具有直徑dS，其中，直徑比dA/dS大于1.5或2、和/或小于5、4或3.4，和/或 f)屏蔽部(7)由編織的銅線制成，或 g)屏蔽部(7)由具有中等電阻值的塑料材料制成，或 h)屏蔽部(7)由編織的銅線與塑料材料的具有中等電阻值的組合制成。8.如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(I)，其特征在于， a)電絕緣外護套(5)作為線纜芯(2)、場平滑元件(3)、絕緣護套(4、4.1、4.2)和/或屏蔽部(7)的護套，和/或 b)外護套(5)由塑料材料制成，尤其是由聚氨酯制成，和/或 幻與絕緣護套(4、4.1、4.2)相比，外護套(5) -具有更大的耐磨性， -具有更低的可燃性和/或 -更耐酸。9.如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(I)，其特征在于， a)導體元件和/或場平滑元件(3)的基于長度的中等電阻值為 -至少 Ik Q/m、2kQ/m、5kQ/m、10kQ /m和 / 或 _至多 IM Ω /m、500k Ω /m、200k Ω /m、10k Ω /m、50k Ω /m或20k Ω /111，和/或13)高壓線纜(1)具有至少11^、21^、51^、101^、201^、501^、1001^或1501^的介電強度，和/或 c)高壓線纜(I)的基于長度的電阻值為 -至少 Ik Q/m、2kQ/m、5kQ/m、10kQ /m和 / 或 _至多 IM Ω /m、500k Ω /m、200k Ω /m、100k Ω /m、50k Ω /m或20k Ω /111，和/或 d)高壓線纜(I)的基于長度的電容值為 -至少 lpF/m、10pF/m、20pF/m、50pF/m、70pF/n^P/i^ -至多 1000pF/m、500pF/m、250pF/m、100pF/m。10.如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(I)，其特征在于， a)絕緣護套(4、4.1、4.2)由塑料材料制成，尤其是由聚烯烴制成，和/或 b)絕緣護套(4、4.1、4.2)包括多個同軸的層(4.1、4.2)，和/或 c)絕緣護套(4、4.1、4.2)的所述層(4.1、4.2)具有不同的電阻值。11.如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(I)，其特征在于， a)線纜芯(2)在接合部處電連接至場平滑元件(3)，和/或 b)所述接合部不在高壓線纜(I)的整個長度上延伸，和/或 c)所述接合部是離散點。12.如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(I)，其特征在于，在高壓線纜(I)的至少一個端部處，金屬連接銷被軸向地推或旋擰至線纜芯(2)的端面內以便與高壓線纜(I)電接觸。13.—種如前述權利要求中任一項所述的高壓線纜(I)的用于在靜電涂覆設備內、尤其在用于噴涂機動車體部件的噴涂設備內為涂覆劑靜電充電的應用。14.一種用于尤其在涂覆設備中為涂覆劑靜電充電的裝置，所述裝置包括 a)用于產生高電壓的高壓發電機(8)， b)尤其是在霧化器(9)上或在霧化器(9)內，用于為待施加的涂覆劑靜電充電的高壓電極，以及 c)用于將高壓發電機(8)電連接至高壓電極的高壓線纜(I)， 其特征在于， d)高壓線纜(I)如權利要求1至11中任一項所述地實施。
【文檔編號】H01B7/00GK105940464SQ201580006182
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年1月9日
【發明人】S·波佩, H·坎普
【申請人】杜爾系統有限責任公司