DE10016518A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines isolierten Kabels - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit den Verfahrensschritten Herstellung eines Kabels mit einem elektrischen Leiter, welches wenigstens einen Bestandteil aus einem vernetzungsfähigen Polymer enthält; Wickeln dieses Kabels zu einem Gebinde; Behandeln dieses Gebindes unter Verfahrensbedingungen, die eine Vernetzung des vernetzungsfähigen Polymers bewirken. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kabels, welches wenigstens einen Bestandteil aufweist, der durch ein vernetzungsfähiges Polymer gebildet ist, mit: einer Polymer-Aufbringeinrichtung, durch welches dieser polymere Bestandteil auf dieses Kabel aufgebracht, eingebracht oder anderweitig zugeführt wird; einer Wickeleinrichtung, mit der dieses mit dem vernetzungsfähigen Polymer versehene Kabel zu einem Gebinde gewickelt wird; eine Gebinde-Behandlungseinrichtung, in der diese Gebinde unter vorgegebenen Prozeßbedingungen behandelt werden, die, wenigstens teilweise, die Vernetzung dieses vernetzungsfähigen Polymer-Bestandteils bewirken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Herstellung eines isolierten Kabels. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin auch das durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung erzeugte Kabel.

Unter dem Begriff "Kabel" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein elektrischer oder optischer Leiter zu verstehen, der mit einer Isolierung oder einer sonstigen Beschichtung umhüllt ist. Dieser Leiter kann aus beliebigem Material bestehen, be­ vorzugt sind Materialien aus Kupfer und dergleichen. Weiterhin kann der Leiter aus einem einzelnen Draht bestehen, er kann aber auch aus vielen Drähten bestehen und insbesondere aus dün­ nen verlitzten Drähten. Weiterhin kann ein Kabel im Sinne der vorliegenden Erfindung auch aus mehreren, gegeneinander iso­ lierten Litzen bestehen, wobei die entsprechenden Einzelkabel dann in einer beliebigen Konfiguration zueinander angeordnet werden können, z. B. parallel in einer Ebene als Flachkabel, in einem runden Kabel, in einem Kabel, in dem der einzelne Leiter gegeneinander verdreht, verdrillt, vertwistet oder in ähnlicher Weise zueinander angeordnet sind, wobei bei all diesen Kabeln mit mehreren gegeneinander isolierten Leitern auch zusätzliche, einige oder alle Leiter umfassende Isolationsschichten und zu­ sätzliche, einzelne Gruppen von Leitern oder alle Leiter umfas­ sende Abschirmungsschichten aus einem Metallgeflecht oder der­ gleichen zum Einsatz kommen können.

Eine besonders bevorzugte Anwendung für die hier in Rede ste­ henden Kabel ist die Verwendung solcher Kabel im Automobilbau. Die Erfindung wird deshalb nachfolgend in bezug auf diese An­ wendung beschrieben. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß dies nur beispielhaft geschieht und nicht als Einschränkung der An­ wendbarkeit der Erfindung zu verstehen ist.

Im Automobilbereich werden eine Vielzahl von Kabeln verwendet, um einzelne Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen bzw. ihnen Informationssignale zuzuleiten. Insbesondere bei Ka­ beln, die im Motorraum verwendet werden, sind die Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit hoch. Auf der anderen Seite wer­ den heute hohe Anforderungen an die Umweltfreundlichkeit der Isoliermaterialien gestellt.

Besonders günstige Eigenschaften in dieser Hinsicht haben Poly­ mere, die nach dem eigentlichen Extrusionsvorgang einem Vernet­ zungsvorgang unterworfen werden. Das Vernetzen, der englische Fachausdruck ist Cross-Linking, führt insbesondere zu einer verbesserten Temperaturbeständigkeit des Materials.

Vernetzungsfähige Polymermaterialien sind im Stand der Technik bekannt und in zahlreichen Dokumenten beschrieben. Beispiele solcher Dokumente, die teilweise unmittelbar auch für die Kabelisolation geeignete Polymere beschreiben, sind:

US 5,679,192, US 5,384,879, US 6,005,055, US 4,413,066, US 4,297,310, US 4,351,876, US 4,397,981, US 4,446,283, US 4,456,704, EP 0 475 064, WO 91/09075, GB 2,028,831, EP 0 193 317, EP 0 207 627.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Vernetzung des Polymer­ materials herbeizuführen.

Eine der Möglichkeiten, die Vernetzung eines Polymers herzu­ stellen, ist die Behandlung mit ionisierenden Strahlen, wie es in der oben genannten US-Patentschrift 5,679,192 beschrieben ist.

Das zweite Verfahren ist das CV-Verfahren, wobei CV die Abkür­ zung von "continuous vulcanization" ist. Dieses Rohr-Dampf- Verfahren ist allerdings bislang auf Anwendungen im dünnen Ka­ belbereich begrenzt.

Eine weitere Möglichkeit, die hier im Vordergrund stehen soll, ist das Silanverfahren, wie es im US-Patent 6,005,055 beschrie­ ben ist. Bei derartigen Produkten erfolgt die Vernetzung vor­ zugsweise durch eine Wärmeanwendung. Diese Verfahrensweise steht, allerdings nicht ausschließlich, im Vordergrund der An­ wendbarkeit der vorliegenden Erfindung.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kabeln zur Verfügung zu stel­ len, welches zuverlässig und kostengünstig arbeitet und welches es gestattet, durch Temperaturänderung veränderliche polymere Isolationsstoffe zu verwenden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des An­ spruchs 1 gelöst.

Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird das Kabel in einem kontinuierlichen Prozeß mit einem polymeren Isoliermaterial ummantelt. Anschließend wird ein Kabelgebinde hergestellt.

Dieses Kabelgebinde entsteht, indem das Kabel mit einer geeig­ neten Wickeleinrichtung zu einem Gebinde gewickelt wird. Das Wickeln zu einem Gebinde kann mit unterschiedlichen Gebinde- Aufnahmeeinrichtungen erfolgen. Besonders bevorzugt ist das Wickeln auf eine Spule; aber auch das Wickeln in ein Wickelfaß. Vor dem Weiterverarbeitung kann, je nach Wickelverfahren und verwendeter Gebinde-Aufnahmeeinrichtung, die letztere vom Ge­ binde getrennt werden, so daß dann ein spulenloses Gebinde wei­ terverarbeitet wird.

Es ist weiterhin bevorzugt, ein Wickelverfahren zu verwenden, bei dem während des Wickelns selbst eine Wickel-Hilfseinrich­ tung, z. B. eine kegelstumpfförmige Stahlspule oder ein Stahl­ kern verwendet wird, und das Gebinde nach dem Wickeln von die­ ser Wickel-Hilfseinrichtung entfernt wird, und lediglich Stütz­ einrichtungen aufweist, wie z. B. einen dünnen Spulenkern oder dergleichen, der das Gebinde während der Weiterverarbeitung und ggf. auch beim Abziehen abstützt.

Im nachfolgenden Verfahrensschritt wird das Gebinde dann einer Wärmebehandlung unterworfen.

Unter dem Begriff Wärmebehandlung ist insbesondere eine Behand­ lung zu verstehen, bei der die Temperatur des Gebindes erhöht wird. Es ist im Sinne der Erfindung aber auch möglich, wenn dies in bezug auf das verwendete Polymermaterial oder die son­ stigen Verfahrensbedingungen von Vorteil ist, die Wärmebehand­ lung als wärmereduzierende Behandlung, d. h. als Kühlung durch­ zuführen. Im folgenden wird aber stets einheitlich von "Wärme­ behandlung" gesprochen, auch wenn eine Kühlbehandlung gemeint ist.

Die Wärmeübertragung kann durch direkten Kontakt eines zu wär­ menden Mediums mit dem Gebinde, durch konvektive Wärmeübertra­ gung oder durch Wärmeübertragung durch Strahlung erfolgen.

Besonders bevorzugt ist die Wärmeübertragung durch ein Wärme enthaltendes Medium, insbesondere ein flüssiges Medium wie Was­ ser und dergleichen, ein gasförmiges Medium, wie Dampf, der ge­ sättigt oder ungesättigt sein kann, oder aber auch Luft oder ein anderes Gas.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird der Begriff Wasser bzw. Wasserbad und dergleichen als Synonym für jedes Flüssig­ keitsbad verwendet. Ein Wasserbad kann somit auch mit einer an­ deren Flüssigkeit ausgefüllt werden als nur mit Wasser. Unter den Begriff von Wasser in diesem Sinne fällt auch Wasser, das mit Zusatzstoffen versehen ist, die die Vernetzung fördern, oder aber auch Zusatzstoffe, die den Trocknungsvorgang oder die nachfolgenden Bearbeitungsvorgänge vereinfachen und/oder be­ schleunigen.

Unter dem Begriff Dampf sollen alle im wesentlichen gasförmigen Fluide verstanden werden, also nicht nur Dampf selbst, sondern auch, soweit dies nicht ausdrücklich angesprochen ist, Luft und alle Arten von Gas-/Wasser-/Luftgemischen.

Der Begriff Medium soll als Oberbegriff für die Begriffe Wasser im Sinne der vorliegenden Erfindung und Dampf im Sinne der vor­ liegenden Erfindung verstanden werden. Ein Medium kann also so­ wohl eine beliebige Flüssigkeit als auch ein beliebiges Gas sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Wärme­ behandlung zu einem Zeitpunkt erfolgt, wenn aus dem Kabel be­ reits ein Gebinde gefertigt ist. Insbesondere wenn man, was be­ sonders bevorzugt ist, die Gebindeform für die Wärmebehandlung verwendet, die auch für die spätere Weiterverarbeitung oder -verwendung des Kabels vorgesehen ist, wird der durch die Wärmebehandlung erforderliche zusätzliche Aufwand auf ein Minimum reduziert.

Man kann dann das Kabel in der Form, in der man es üblicherwei­ se an die Verbrauchsstelle zuliefert, wärmebehandeln und damit ein verbessertes Produkt erreichen, ohne den Aufwand z. B. für eine kontinuierliche Verarbeitung zu erhöhen.

Üblicherweise wird die Wärmebehandlungsvorrichtung stationär, z. B. unmittelbar nach dem Extrusionsprozeß angeordnet.

Es ist aber auch möglich, die Wärmebehandlungsvorrichtung mobil anzuordnen. So kann sie beispielsweise als Wärmekammer oder als mehrere Wärmekammern auf einer Transporteinrichtung, d. h. auf einem Lastkraftwagen, einem Eisenbahnwagen oder dergleichen an­ geordnet sein, so daß die Vernetzung auf dem ohnehin anfallen­ den Transportweg zwischen Hersteller und Verbrauchsstelle er­ folgt, so daß dafür kein zusätzlicher Zeitaufwand erforderlich ist.

Wenn die zur Vernetzung erforderliche Wärmebehandlung mit Was­ ser oder einer anderen Flüssigkeit bzw. mit Dampf oder ähnli­ chem erfolgt, muß das Gebinde nach der Wärmebehandlung getrock­ net werden.

Dies kann als Trockenvorgang in Luft erfolgen, es kann aber ein zusätzlicher Trocknungsvorgang erfolgen, bei dem dem Gebinde trockene Luft mit Umgebungstemperatur oder aber bevorzugt er­ höhter Temperatur zugeführt wird, mit der das Gebinde getrock­ net wird.

Bevorzugt wird der Trockenvorgang in einer Vakuumkammer durch­ geführt. Dabei wird das Gebinde in eine Kammer eingebracht, die anschließend evakuiert wird oder in sonstiger Weise mit einer Vakuumquelle verbunden wird. Durch das Vakuum sinkt der Dampfdruck, was zum Verdampfen der im Gebinde befindlichen Flüssig­ keit und damit zu einer sehr raschen Trocknung führt.

Die Art der Gebinde und die Art der Gebinde-Aufnahmeeinrichtung kann auf unterschiedliche Weise gestaltet werden.

Es ist möglich, herkömmliche Gebinde-Aufnahmeeinrichtungen, insbesondere herkömmliche Spulen und herkömmliche Faßwickelein­ richtungen und dergleichen zu verwenden. Voraussetzung dafür ist lediglich, daß diese Spulen für das jeweilige Wärmeübertra­ gungsverfahren geeignet sind.

Bei der Verwendung herkömmlicher Spulen bietet sich als Wärme­ übertragung besonders das Wasserbad an. Dabei werden die ein­ zelnen Gebinde zu einem Wasserbad transportiert, das in der La­ ge ist, ein oder mehrere Gebinde aufzunehmen, das Gebinde wird manuell oder bevorzugt vollautomatisch mit einer entsprechenden Handhabungsvorrichtung in das Flüssigkeitsbad eingebracht und nach der vorbestimmten Zeit wieder aus dem Wasserbad herausge­ nommen.

Statt dem Einbringen des Gebindes in ein Flüssigkeitsbad kann der Vorgang auch umgekehrt gestaltet werden, so daß das Flüs­ sigkeitsbad bzw. die dieses bildende Wanne oder die dieses bil­ denden Wannen zunächst ohne Flüssigkeit sind, daß das Gebinde dann eingebracht wird, und daß dann schließlich die Flüssigkeit zugeführt und, nach Abschluß dieses Verfahrensschritts, wieder aus dem Bad entfernt wird.

Für diese Art von Verfahren eignen sich insbesondere spulenlose Gebinde, aber auch Kabel, die auf Kunststofftrommeln gewickelt sind, und dergleichen.

Wird das Gebinde in ein Wasserbad eingelegt, besteht die Ge­ fahr, daß das wärmende Wasser nicht alle Gebindelagen in gleicher Weise erreicht. Dies ist dann problematisch, wenn die Tem­ peratur oder die Zeitdauer derart ist, daß es in diesen Berei­ chen nicht zu einer Vernetzung kommt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, Mittel vorzusehen, die bewirken, daß das wärmeübertragende Me­ dium das Gebinde durchströmt, wobei bevorzugt die Art der Durchströmung vorbestimmt ist.

Dabei schlägt die Erfindung mehrere bevorzugte Verfahrensweisen vor:

Gemäß der ersten Verfahrensweise sind Mittel, die eine Durch­ strömung des Mediums durch das Gebinde bewirken, mit dem Gebin­ de verbunden und insbesondere Teil der Gebinde-Aufnahmeeinrich­ tung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gebinde einen hohlen zylindrischen, konischen oder andersartig gestalteten Wickelkern auf, der gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.

In diesem Wickelkern werden Strömungsöffnungen vorgesehen, durch die das Medium strömen kann. Das Medium wird dann in den Wickelkern eingeleitet, durchströmt die Öffnungen sowie das Ge­ binde und tritt an der Außenseite des Gebindes aus.

Durch die Wahl der Gebindeparameter und der Anzahl, Form und Größe der Öffnungen kann das Strömungsverhalten sehr genau ge­ wählt werden. Wird z. B. eine konische Wickelspule als Gebinde- Aufnahmeeinrichtung verwendet, wird man in dem Bereich, in dem weniger Wickellagen vorhanden sind, weniger Öffnungen vorsehen als in anderen Bereichen.

Bei einer zweiten Ausführungsform wird ein zusätzliches Hilfs­ mittel verwendet, um eine optimale Durchströmung des Gebindes mit dem Medium sicherzustellen. Dies kann z. B. eine abgedich­ tete zylindrische oder konische Einrichtung sein, die in das Innere eines spulenlosen Gebindes aufgeschoben oder auf die das spulenlose Gebinde aufgesetzt wird. Auch hier sind dann in ent­ sprechender Weise wieder Öffnungen vorgesehen, durch die das Medium in das Gebinde strömen kann.

Bei einer dritten Ausführungsform des Verfahrens werden die beiden voranbeschriebenen Verfahrensmodi miteinander kombi­ niert, d. h. daß die Gebinde-Aufnahmeeinrichtung bereits so be­ schaffen ist, daß sie für das Durchströmen des Mediums beson­ ders geeignet ist. Zusätzlich werden noch Einrichtungen verwen­ det, um die Durchströmung zu verbessern.

Um eine optimale Durchströmung des Gebindes zu erreichen, ist es zu bevorzugen, einen entsprechenden Druckunterschied zwi­ schen Strömungszufluß und Strömungsabfluß einzustellen. Dies kann geschehen, indem innerhalb des Wickelkerns des Gebindes ein Überdruck des strömenden Mediums erzeugt wird und im Außen­ bereich des Gebindes Umgebungsdruck herrscht. Umgekehrt kann dies erreicht werden, indem im Außenbereich des Gebindes, d. h. wenn das Gebinde in eine Kammer eingebracht ist, Überdruck herrscht, und im Inneren des Gebindes, insbesondere im Wickel­ kern, Umgebungsdruck.

Der Druckunterschied kann aber auch erreicht werden, indem das Medium mit Umgebungsdruck oder Überdruck zugeführt wird, auf der anderen Strömungsseite aber Unterdruck herrscht. Dadurch ist es möglich, z. B. durch Unterdruck im Wickelkern das Medium von außen durch das Gebinde hindurchzusaugen.

Ist der Wickelkern mit einem oder mit zwei Flanschen versehen, kann die Durchströmung des Gebindes auch dadurch erreicht wer­ den, daß entsprechende Zuström- und/oder Abströmöffnungen in den Flanschen vorgesehen sind. Bei dieser Variante kann das strömende Medium z. B. durch Öffnungen in dem einen Flansch dem Gebinde zugeführt und durch Öffnungen im anderen Flansch vom Gebinde abgeführt werden. Auch hier ist die Einstellung mit Überdruck/Unterdruck, wie vorstehend beschrieben, möglich.

Gemäß einer weiteren Verfahrensvariante, die mit den vorstehend beschriebenen Varianten kombiniert werden kann, wird die Strö­ mungsbewegung durch eine Relativbewegung zwischen dem Gebinde und dem strömenden Medium erzielt.

Die Relativbewegung kann erzeugt werden, indem das Medium in einem an das Gebinde angepaßten Kanal oder mit einer Vielzahl von Kanälen so an dem Gebinde vorbeiströmt, daß eine optimale Durchdringung des Gebindes mit dem Medium erreicht wird.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das Gebinde selbst ge­ genüber dem Medium bewegt werden. Dies wird z. B. erreicht, in­ dem das Gebinde exzentrisch auf einer rotierenden Anordnung an­ geordnet wird. Rotiert die Anordnung, wird das Gebinde relativ zum Medium bewegt. Zusätzlich kann dabei auch noch vorgesehen sein, daß sich das Gebinde selbst dreht.

Neben der zuvor beschriebenen Methode, das Kabel mittels eines Mediums zu erwärmen, können auch alternativ oder zusätzlich zu diesen andere Methoden der Erwärmung angewendet werden.

Die Abnehmer derartiger Kabel fordern üblicherweise eine durch­ gehende elektrische Leitfähigkeit des Kabels. Dies bedeutet, daß im Kabel keine Brüche des elektrischen Leiters oder keine Stellen mit verminderter elektrischer Leitfähigkeit auftreten dürfen. Bei derartigen Kabelgebinden ist es möglich, den Anfang und das Ende des Kabels im Gebinde mit einer elektrischen Stromquelle zu verbinden, ohne Strom durch das Gebinde zu leiten. Dadurch wird eine gute Durchwärmung des Gebindes ermög­ licht. Vorzugsweise wird man dafür eine Steuereinrichtung vor­ sehen, welche die Spannung und insbesondere den Strom an die gewünschte Erwärmung anpaßt.

Dieses Verfahren kann auch mit den anderen Verfahren kombiniert werden, d. h. daß z. B. während dieser Widerstandserwärmung Luft durch das Gebinde geblasen wird, um einen Wärmestau der näher am Wickelkern befindlichen Wickellagen zu vermeiden.

Bei allen Ausführungsformen des hier beschriebenen Verfahrens kann man zweckmäßigerweise Steuer- und Kontrolleinrichtungen vorsehen, die die gleichmäßige Erwärmung des Wickelgutes im Ge­ binde feststellen. Dazu können an unterschiedlicher Stelle des Wickelgutes Sensoren angeordnet werden, die die dort jeweils herrschende Temperatur erfassen. Es ist weiterhin möglich, die Temperatur des zugeführten und des abgeführten Mediums zu er­ fassen, um aus dem Temperaturunterschied die Wärmeaufnahme der Spule zu ermitteln.

Insbesondere wenn eine Gebinde-Aufnahmeeinrichtung oder eine Stützeinrichtung für das Gebinde verwendet wird, kann es zweck­ mäßig sein, Temperatursensoren an der Gebinde-Aufnahmeeinrich­ tung oder der Stützeinrichtung anzuordnen. Dies kann in der Weise geschehen, daß die Temperatursensoren, z. B. Thermoele­ mente, temperaturempfindliche Widerstände oder dergleichen mit elektrischen Zuleitungen versehen sind, die zu einer Verbin­ dungsstelle der Spulen-Aufnahmeeinrichtung führen. Dadurch ist es möglich, die Spulen-Aufnahmeeinrichtung z. B. in der Wärme­ behandlungsvorrichtung automatisch mit einer Steuereinrichtung zu koppeln, die die Temperatur an ausgewählten Stellen der Spu­ len-Aufnahmevorrichtung mißt.

Die Spulen-Aufnahmevorrichtung kann auch Vorsprünge aufweisen, die in das Wickelgut hineinragen, z. B. bei einer üblichen Spu­ le einen mittleren Spulenflansch, an dem derartige Temperatur­ sensoren angeordnet sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Gebinde verwendet, welches auf einer Gebinde-Aufnahmeeinrich­ tung angeordnet ist. Diese Gebinde-Aufnahmeeinrichtung ist bei dieser Ausführungsform als teilbare Kunststoffspule ausgebil­ det, die einen zylindrischen, vorzugsweise aber einen konischen inneren Wickelkern aufweist.

Eine derartige Wickelspule ist z. B. in den europäischen Paten­ ten EP 0 672 016 B1 und EP 0 628 013 B1 sowie im US-Patent US 5,593,108 beschrieben. Ein vorteilhaftes Verfahren, um auf eine solche Wickelspule Kabel zu einem Gebinde zu wickeln, ist Gegenstand des Europäischen Patents EP 0 334 211 B1 sowie des US-Patents US 5,255,863. Die dort beschriebene Wickelspule hat insbesondere bei konischer Gestaltung den Vorteil, daß man das Kabel auf diese Wickelspule aufwickelt, die Wickelspule dann zum Verbraucher transportiert, das Kabel dort von der Wickel­ spule abzieht, z. B. zur Herstellung von Kabelbäumen in der Au­ tomobilindustrie, die Wickelspule zerlegt, was durch Abnehmen des Flansches am Ende des Wickelkerns mit dem kleineren Durch­ messer erfolgt, Wickelkerne und Flansche stapelt und so platz­ sparend und mit geringem Gewicht an den Kabelhersteller zurück­ sendet. Um eine solche Wickelspule in einem Verfahren verwenden zu können, bei welchem das Gebinde mit einem Medium durchströmt wird, wird durch die Erfindung vorgeschlagen, Abdichtungen vor­ zunehmen, durch die im Inneren des Wickelkerns ein abgeschlos­ sener Raum entsteht.

Diese Abdichtungen können in einer zusätzlichen Einrichtung vorgenommen werden, die Teil der Wärmebehandlungs-Einrichtung ist, oder sie kann auch Teil der Spule sein. So ist es insbe­ sondere möglich, die Verbindung zwischen dem abnehmbaren Flansch und dem Wickelkern so zu gestalten, daß die Verbindung nach der Montage des Flansches einen dichten Wickelraum schafft.

Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, daß in manchen Wickel­ vorrichtungen eine Bohrung im oberen Flansch als Zentrierhilfe verwendet wird.

Bei Wickeleinrichtungen, bei denen dies nicht der Fall ist, bei denen z. B. die Zentrierung am Außenumfang des Flansches er­ folgt, kann der Flansch vollflächig ausgeführt werden, und weist dann eine umlaufende Dichtung, z. B. in Form eines O-Rings auf, mit der er gegenüber dem Wickelkern abgedichtet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik erhebliche Vorteile.

Der Kabelfertigungsprozeß ist üblicherweise ein kontinuierlich ablaufender Vorgang. Die Vernetzung polymerer Materialien er­ fordert die Anwendung einer bestimmten Temperatur über einen bestimmten, im Verhältnis zur Kabelfertigung langen Zeitraum.

Nach dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann die Ka­ belfertigung wie bisher stattfinden. Dies bedeutet z. B., daß aus einem Kupfer-Material eine Vielzahl feiner Drähte gezogen wird, die nachfolgend in einer Verlitzmaschine zu einer Litze verlitzt werden, daß dieser Verlitzmaschine dann eine Extrusi­ onsmaschine nachgeschaltet ist, in der die Litze mit einer po­ lymeren Isolierschicht versehen wird. Anschließend wird das Ka­ bel in herkömmlicher Weise aufgewickelt, so daß dieser Teil des Kabelfertigungsprozesses nicht geändert werden muß.

Die für die Vernetzung des Polymermaterials erforderliche Wär­ mebehandlung findet vielmehr in einem diesem nachgeschalteten Verfahrensgang statt. Da die Vernetzung unmittelbar im Gebinde erfolgen kann, ist es nicht erforderlich, Vorrichtungen vorzu­ sehen, mit denen das Kabel wieder abgewickelt und wieder aufge­ wickelt werden muß. Da weiterhin das Gebinde in der Form der Wärmebehandlung zugeführt wird, in der es später auch dem Ver­ braucher zugeführt wird, sind keine über die Wärmebehandlung selbst hinausgehenden zusätzlichen Verfahrensschritte erforder­ lich, um das verlitzte Kabel in eine für den Verbraucher geeig­ nete Form zu bringen.

Das Verfahren kann deshalb besonders ökonomisch eingesetzt wer­ den und erlaubt es insbesondere, nicht umweltverträgliche Iso­ liermaterialien kostengünstig zu ersetzen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vor­ liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung von Ausführungsbeispielen.

Darin zeigt die einzige Figur einen Querschnitt durch eine Ge­ binde-Aufnahmeeinrichtung, die bevorzugt für das erfindungsge­ mäße Verfahren eingesetzt werden kann.

Die in der Figur schematisch dargestellte Wickelspule ent­ spricht im wesentlichen der Wickelspule, die im europäischen Patent EP 0 672 016 B1 beschrieben ist. Die Beschreibung der Wickelspule dort wird durch diesen Verweis mit zum Offenba­ rungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht.

Die Wickelspule ist rotationssymmetrisch zu einer Rotationsach­ se 20 gestaltet.

Sie weist einen Wickelkern 5 auf, der konisch gestaltet ist und der einstückig mit einem (in der Darstellung gemäß der Figur) oberen Flansch 3 verbunden ist.

Am unteren Ende des Wickelkerns 5 mit dem kleineren Ende ist ein Flansch 7 vorgesehen, der, wie das vorgenannte Patent be­ schreibt, lösbar mit dem Wickelkern verbunden ist.

Es ist eine umlaufende, nach unten weisende Kante 8 an dem Flansch 7 angeformt, mit der der Flansch in einer Wickelein­ richtung aufgenommen wird bzw. beim Transport auf einer Palette oder auf einer darunter befindlichen Spule aufsteht.

Auf diesen Wickelkern ist, schematisch dargestellt, ein Kabel 6 gewickelt, wie es in der bereits erwähnten Patentanmeldung EP 0 334 211 B1 beschrieben ist. Ein solches Gebinde wird als doppelkonisches Gebinde bezeichnet.

Im Wickelkern selbst ist, schematisch angedeutet, eine Vielzahl von Öffnungen 22 vorgesehen.

Auf den Wickelkern ist ein Dichtaufsatz 1 aufgesetzt, der ein oberes plattenförmiges Teil und einen sich daran anschließenden konischen Ansatz 1a aufweist.

Um den konischen Ansatz umlaufend ist eine Gummidichtung, vor­ zugsweise eine O-Ring-Dichtung 2 angeordnet.

Der Dichtaufsatz 1 kann durch eine (nicht dargestellte) Klemm- oder Verbindungseinrichtung mit dem Wickelkern verbunden wer­ den. Es ist aber ebenfalls möglich, den Dichtaufsatz 1 aus ei­ nem Material mit höherem Gewicht zu fertigen, so daß er infolge seines Eigengewichtes und der durch den Dichtring erzeugten Reibung 2 fest im Wickelkern haftet.

Bei Anwendungsfällen, in denen im Wickelkern Unterdruck erzeugt wird, braucht kein zusätzliches Gewicht im Dichtaufsatz ange­ ordnet zu sein, hier genügt das übliche Eigengewicht z. B. ei­ ner Kunststoffscheibe für die Erstabdichtung, die dann durch den Unterdruck weiter verstärkt wird.

Im unteren Bereich der Wickelspule ist eine Dichtplatte 12 dar­ gestellt, die ebenfalls eine umlaufende Gummidichtung, z. B. eine O-Ring-Dichtung aufweist. Diese Dichtung ist so bemessen, daß sie mit den umlaufenden Ringen 8 des Flansches in dichten­ den Kontakt kommt, wenn die Wickelspule auf die Dichtplatte 12 aufgesetzt wird.

Die Dichtplatte 12 weist weiterhin einen konischen Ansatz 14 auf, der dafür vorgesehen ist, in den konischen Ansatz 9 des abnehmbaren Flansches 7 eingeschoben zu werden.

In der Dichtplatte 12 sind Zu- bzw. Abflüsse 16, die eine Strö­ mungsverbindung bewirken.

Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels ist wie folgt:

Die Wickelspule wird zum Kabelhersteller geliefert, wobei eine Vielzahl von Wickelkernen 5 ineinander gestapelt sind und eben­ falls auch eine Vielzahl von Flanschplatten 7, die der Zahl der gestapelten Wickelkerne entspricht, gestapelt sind.

Der Flansch 7 wird, wie im vorgenannten Patent beschrieben, auf den Wickelkern aufgesetzt und vorzugsweise mit diesem fest ver­ riegelt.

Anschließend wird der Wickelkern mit dem Flansch in eine Wic­ kelvorrichtung eingebracht und ein Kabel mit einem vernetzungs­ fähigen Polymer auf die Wickelspule aufgewickelt. Das Kabel ist auf der rechten Seite der Darstellung in der Figur mit 6 sche­ matisch angedeutet.

Anschließend wird die Wickelspule aus der Wickeleinrichtung entnommen und manuell oder automatisch der Dichteinsatz 1 auf­ gesetzt und das Gebinde, bestehend aus Wickelkern und Flansch 7, auf die Dichtplatte 12 aufgesetzt. Dadurch entsteht eine ab­ gedichtete Verbindung des Innenraums des Wickelkerns, der durch die Strömungsverbindung 16 mit einer Druck- und/oder Vakuum­ quelle verbunden wird.

Zur Wärmebehandlung kann nun ein Medium in den Wickelkern ein­ geleitet werden, entweder warme Luft, Dampf oder Wasser. Dieses Medium wird durch die Öffnungen in das Gebinde gedrückt und kann nach außen entweichen.

Umgekehrt ist es möglich, das Gebinde insgesamt in ein Wasser­ bad zu stellen, wobei dann dort die Dichtplatten 12 vorzugswei­ se bereits fest oder verschieblich angeordnet sind.

Die Strömungsverbindungen 16 werden dann mit einer Unter­ druckquelle verbunden, und es wird Wasser, Dampf oder warme Luft durch das Gebinde und die Öffnungen eingesaugt und durch die Öffnungen 16 abgeführt.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens, die besonders geringe Investitionskosten erfordert, werden insgesamt zwei Becken vor­ gesehen, die z. B. jeweils eine Größe von 3 × 3 m aufweisen können.

Die Becken sind höher als die Spulenhöhe.

In einem ersten Betriebszustand ist zunächst das erste Becken mit Wasser von ca. 90 bis 95°C gefüllt, während das zweite Becken ohne Wasser ist.

Im ersten Becken wird vorzugsweise das Wasser über die Zuführ­ öffnungen 16 der Dichtplatte 12 in den Wickelkern geführt, um eine gesteuerte Durchströmung des Gebindes zu erreichen. Wie bereits ausgeführt, ist auch die umgekehrte Variante möglich, das heißt, daß Wasser in das Gebinde eingesaugt wird.

Im zweiten Becken ist zunächst kein Wasser vorgesehen. Hier wird Heißluft durch die Spule gesaugt bzw. durch die Spule ge­ blasen, um das Gebinde zu trocknen.

In einem nächsten Betriebszustand werden die Funktionen von Becken 1 und Becken 2 getauscht. Die im Becken 2 getrockneten Spulen werden dem Becken entnommen und neue, unbehandelte Spu­ len eingelegt. Anschließend wird das Wasser von Becken 1 in das Becken 2 geleitet und die Spulen im Becken 1 mit Warmluft ge­ trocknet.

Dieser Vorgang wird entsprechend wiederholt.

Der Vorteil dieses Verfahrens ist, daß die Spulen nur einmal in das Becken eingebracht werden müssen. Dieses Einbringen kann manuell, mit einem Kran, oder bevorzugt mit einer Handhabungs­ einrichtung, einem Förderband und dergleichen erfolgen.

Beim Wechsel vom Wärmevorgang zum Trockenvorgang ist ein Umset­ zen der Gebinde nicht erforderlich.

Da die Verweilzeiten in beiden Becken gleich lang sind, ist ei­ ne zuverlässige Trocknung und eine zuverlässige Wärmebehandlung der Spulen gewährleistet.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit folgenden Ver­ fahrensschritten:

• - Herstellung eines Kabels mit einem elektrischen Leiter, welches wenigstens einen Bestandteil aus einem vernet­ zungsfähigen Polymer enthält;
• - Wickeln dieses Kabels zu einem Gebinde;
• - Behandeln dieses Gebindes unter Verfahrensbedingungen, die eine Vernetzung des vernetzungsfähigen Polymers be­ wirken.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebinde auf einer Gebinde-Aufnahmeeinrichtung ange­ ordnet ist, und während der Vernetzungs-Behandlung auf dieser Gebinde-Aufnahmeeinrichtung verbleibt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gebinde mit einer Wickel-Hilfseinrichtung herge­ stellt wird, welche vor der Vernetzungsbehandlung vom Ge­ binde entfernt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebinde mit einer Gebinde-Stützeinrichtung und unter Verwendung einer Wickel-Hilfseinrichtung hergestellt wird, wobei die Gebinde-Stützeinrichtung nach dem Entfernen der Wickel-Hilfseinrichtung im Gebinde verbleibt.

5. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebinde zur Vernetzungsbe­ handlung in wenigstens eine Kammer eingebracht wird, in welcher diese für die Vernetzung erforderlichen Prozeßbe­ dingungen dargestellt sind.

6. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verfahrensbedingungen erzielt werden, indem das Gebinde mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Medium durchströmt wird.

7. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzungsbehandlung aus wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten besteht, wobei diese Verfahrensschritte Unterschiede be­ züglich der Verfahrensbedingungen und/oder der Art des das Gebinde durchströmenden Mediums aufweisen.

8. Vorrichtung zur Herstellung eines Kabels, welches wenig­ stens einen Bestandteil aufweist, der durch ein vernet­ zungsfähiges Polymer gebildet ist, mit:

• - einer Polymer-Aufbringeinrichtung, durch welches dieser polymere Bestandteil auf dieses Kabel aufgebracht, ein­ gebracht oder anderweitig zugeführt wird;
• - einer Wickeleinrichtung, mit dem dieses mit dem vernet­ zungsfähigen Polymer versehene Kabel zu einem Gebinde gewickelt wird;
• - einer Gebinde-Behandlungseinrichtung, in der dieses Ge­ binde unter vorgegebenen Prozeßbedingungen behandelt wird, die, wenigstens teilweise, die Vernetzung dieses vernetzungsfähigen Polymer-Bestandteils bewirken.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Behandlungseinrichtung wenigstens eine Kammer um­ faßt, in welcher diese Prozeßbedingungen dargestellt sind.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kammer allseits geschlossen, bevorzugt zur Außenum­ gebung hin abgedichtet ist.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kammer dieser Behandlungseinrichtung teil­ weise geöffnet ist, insbesondere teilweise als nach oben offene Kammer ausgebildet ist.

12. Gebinde-Aufnahmeeinrichtung, insbesondere für die Durch­ führung des Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprü­ che 1 bis 8, insbesondere unter Verwendung der Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei diese Gebinde-Aufnahmeeinrichtung wenigstens eine Einrichtung aufweist, durch welche ein gasförmiges oder flüssiges Me­ dium durch dieses Gebinde leitbar ist.

13. Gebinde-Aufnahmeeinrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gebinde-Aufnahmeeinrichtung als Wic­ kelspule, bevorzugt als teilbare Wickelspule ausgebildet ist, welche wenigstens eine Wandung aufweist, die benach­ bart zu dem aufgewickelten Kabel angeordnet ist, und daß diese Einrichtung als eine oder mehrere Öffnungen in die­ ser Wandung ausgebildet ist, durch die dieses Medium in das Gebinde strömt.

14. Gebinde-Aufnahmeeinrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gebinde-Aufnahmeeinrichtung zumindest in dem Zeitpunkt, in dem das Gebinde einer Be­ handlung in der Behandlungseinrichtung unterworfen wird, wenigstens eine abgedichtete Kammer aufweist, die in Strö­ mungsverbindung mit einer Über- oder Unterdruckquelle für ein flüssiges oder gasförmiges Medium steht.

15. Kabelgebinde mit einem Kabel, welches einen elektrischen Leiter und wenigstens einen Bestandteil aus einem vernetz­ ten Polymer enthält, der vorzugsweise als Isolierschicht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Kabelgebinde nach min­ destens einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder unter Verwen­ dung der Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10 und/oder unter Verwendung einer Gebinde- Aufnahmeeinrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14 hergestellt ist.