DE1017235B - Verfahren und Einrichtung zur Vorheizung des Leiters bei der mittels einer Kunststoffpresse vorgenommenen Herstellung von kunststoffisolierten Adern - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zur Vorheizung des Leiters bei der mittels einer Kunststoffpresse vorgenommenen Herstellung von kunststoffisolierten Adern Beim Umpressen elektrischer Leiter mit thermo plastischen Isolierstoffen, insbesondere bei der Herstellung von Seekabeladern, bei denen häufig verhältnismäßig große Isolierstoffwandstärken vorkommen, besteht vielfach die Gefahr der Bildung von 5 Schrumpfblasen im Kunststoff, wenn der elektrischle Leiter mit normaler Temperatur in die Presse einläuft. Diese Lunker führen zur Verringerung der Durchschlagsfestigkeit sowie zu unerwünschten Änderungen der übrigen elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Ader und müssen daher namentlich in der Seekabeltechnik unter allen Umständen vermieden werden.
• Es ist bekannt, zur Behebung dieser Schwierigkeit den elektrischen Leiter unmittelbar vor dem Eintritt in die Kunststoffpresse vorzuheizen. Im einfachsten Fall wird eine derartige Vorwärmung mit Hilfe einer Gasflamme vorgenommen. Bei höheren Ansprüchen, namentlich hinsichtlich der Regelbarkeit der Leitertemperatur, benutzt man eine Widerstandsheizung, bei der die Wärme durch Stromzufuhr an zwei in einigem Abstand hintereinanderliegenden Stellen im Leiter selbst erzeugt wird. Es ist auch schon versucht worden, die erforderliche Temperatur durch besondere elektriscbe Heizelemente, die in der Nähe des Leiters angeordnet sind, zu erzeugen. All diesen Verfahren haftet der Nachteil an, daß sie in Laufrichtung des elektrischen Leiters verhältnismäßig viel Platz benötigen, besonders dann, wenn mit hoher Produktionsgeschwindigkeit gearbeitet werden soll. Weiterhin ist es schwierig, den Leiter vor dem Entstehen von Oxydschichten zu schützen, die beim späteren Betrieb des Kabels besonders bei hohen Frequenzen dämpfungserhöhend wirken können. Im Fall der unmittelbaren Erwärmung durch Stromzufuhr entsteht ein zusätzlicher Nachteil dadurch, daß besonders bei relativ dicken elektrischen Leitern hohe Ströme benötigt werden, die eine große Berührungsfläche mit den stromzuführenden Rollen und damit einen großen Umschlingungswinkel verlangen. Der Leiter wird in diesem Fall zusätzlich gebogen und gestreckt, was sich durch eine Verminderung seiner elektrischen Leitfähigkeit nachteilig auswirken kann.
• Nach der Erfindung weiden die Nachteile der bekannten Verfahren und Einrichtungen vermieden. Sie betrifft ein verbessertes Verfahren zur kontinuierlichen temperaturkonstanten Vorheizung des Leiters bei- der mittels einer Kunststoffpresse vorgenommenen Herstellung von kunststoffisolierten Leitern. Das Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der blanke Leiter unmittelbar vor Eintritt in die Kunststoffpresse das mit einer axialen Durchbohrung versehene Joch einer mit Wechselstrom betriebenen regelbaren Drosselspule durchläuft. Die Durchbohrung des Jochs kann dabei mit einem Schutzgas gefüllt sein.
• Das neue Verfahren weist den Vorteil auf, daß die zu seiner Durchführung erforderliche Einrichtung in der Laufrichtung des Leiters nur wenig Platz beansprucht. Weiterhin ist durch Kombination mit einer Temperaturmeßeinrichtung eine leichte Regelung der Energiezufuhr zur Drosselspule und damit eine genaue Einhaltung der vorgesehenen Leitertemperatur durchführbar. Darüber hinaus verhindert die Möglichkeit, den Leiter bei seiner Erwärmung mit einem Schutzgas zu umgeben, das Oxydieren der Leiteroberfläche.
• Im übrigen werden die Vorteile und die weitere Ausbildung der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung der gesamten Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung; Fig. 2 zeigt Einzelheiten des Jochs, durch welches der Leiter geführt wird.
• In Fig. 1 passiert der von der Vorratstrommel in Pfeilrichtung 1 ablaufende elektrische Leiter 2 eine aus Eisen bestehende massive Röhre 3, bevor er in die Kunststoffpresse 4 eintritt, in welcher er mit einer Kunststoffisolierung 5 umpreßt wird. Das eiserne Rohr 3 bildet das Joch einer Drosselspule, die aus einem aus normalen Transformatorenblechen aufgebauten U-förmigen Eisenkern 6 und aus einer Spulenwicklung 7 besteht. Bei Erregung der Spulenwicklung mit Wechselstrom entsteht in der Drossel ein Magnetfeld, das in dem aus ungeblechtem, massivem Eisen bestehenden Joch Wirbelströme und damit eine kräftige Erwärmung hervorruft. Die hier entstehende Wärme wird auf den durchlaufenden elektrischen Leiter durch Strahlung und Konvektion übertragen, wobei für eine gute Ausnutzung dadurch Sorge getragen wird, daß der Spalt zwischen dem Leiter und dem umgebenden Eisenrohr auf ein aus mechanischen Gründen unerläßlidles Niindestmaß z. B wenige zehntel Millimeter, beschränkt ist. Um eine unnötige Abkühlung des Leiters nach dem Auf heizen zu vermeiden, ist die Einrichtung unmittelbar vor dem Einlauf in die Kunststoffpresse 4 angebracht.
• Dazwischen befindet sich noch eine Temperaturmeßeinrichtung 8 (z. B. ein Thermoelement). Mit ihrer Hilfe wird die Temperatur des Leiters überwacht. Sie wird zweckmäßig dazu verwendet, um die Zufuhr der elektrischen Energie zur Drosselspule entweder von Hand od-er automatisch zu steuern. NIan hat damit die Möglichkeit, die durch Wirbelstrombildung entstehende Wärme im Joch zu beeinflussen und kann somit die Temperatur des zu erwärmenden Leiters genau auf dem vorgegebenen Wert halten.
• Fig. 2 zeigt Einzelheiten des Jochs der Drosselspule, in welchem die für die Erwärmung des Leiters auf größenordnungsmäßig 2000 C erforderliche Ävänn'' erzeugt wird. Es besteht aus einem hantelförmigen oder ähnlich ausgebildeten Eisenteil 3, das in Längsrichtung mit einer dem zu verarbeitenden elektrischir Leiter entsprechenden Bohrung 9 versehen ist. Zur Vermeidung unerwünschter Wärmeableitung wird es gegen den Eisenkern der Drossel mit einer hochwärmebeständigen, z. B. aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Zwischenlage 10 abgegrenzt. Vor allem der verjüngte Mittelteil des Rohres ist durch eine Isolierschicht 11 gegen unerwünschte Wärmeabstrahlung nach außen geschützt. Der zwischen dem durchlaufenden elektrischen Leiter und der Wandung der Bohrung verbleibende Zwischenraum kann über einen Anschlußnippel 12 mit einem Schutzgas, z. B. Argon oder Stickstoff, gefüllt werden. Hierdurch wird erreicht, daß währeIld der Erwärmung lceine Oxydschichten auf der Oberfläche des Leiters entstehen können. Um ein unnötiges Austreten des Schutzgases und damit einen hohen Verbrauch an den Stirnflächen der Anordnung zu vermeiden, sind diese mit hoch wärmebeständigen Kunststoffdicbtungen 13 und 14 versehen, die z. B. aus Polytetrafinoräthylen bestehen können. Diese Dichtungen verhindern gleichzeitig bis zu einem gewissen Grade das Mitlaufen von unerwünschten NIetallflittern auf dem elektrischen Leiter. Die Dichtung 13 kann in besonderen Fällen auch durch ein Zieheisen ersetzt werden, wenn nämlich der Leiter vor dem Einlaufen in die Kunststoffpresse noch einem leichten Egalisierungszug unterzogen werden soll. Die Dichtung 14 reicht bis in das Pressenmundstück der Kunststoffpresse 4 hinein, um ein Hinzutreten von Luftsauerstoff und damit eine nachträgliche O',-ydation zu verhindern. In der Dichtung 14 ist weiterhin in unmittelbarer Nähe der Leitoberfläche die bereits erwähnte Temperaturmeßeinrichtung 8 untergebracht. Die beschriebene Anordnung ist einfach gehalten, so daß sie bei einem Wechsel der Leiterabmessungen leicht ausgetauscht werden kann.
• PATENTANSPRCHE: 1. Verfahren zur kontinuierlichen temperaturkonstanten Vorheizung des Leiters bei der mittels einer Kunststoffpresse vorgenommenen Herstellung von kunststoffisolierten Adern, dadurch gekemzeichnet, daß der blanke Leiter (2) unmittelbar vor Eintritt in die Kunststoffpresse (4) das mit einer axialen Durchbohrung (9) versehene Joch (3) einer mit Wechselstrom betriebenen regelbaren Drosselspule durchläuft.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nacll Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Temperatur des vorgewärmten Leiters (2) bei Austritt aus dem Joch (3) der Drosselspule gemessen und dazu verwendet wird, um die Zufuhr der elektrischen Energie der Drosselspule und damit die Erwärmung des Leiters von Hand oder automatisch zu regeln.

   3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbohrung (9) des Jochs (3) zur Vermeidung von Oxydbildung auf der Oberfläche des erwärmten Leiters mit einem geeigneten Schutzgas (Argon oder Stickstoff) gefüllt ist.

   4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule einen U-förmigen aus normalen Transformatorenhlechen aufgebauten Eisenkern (6) besitzt, der mit einer Spulenwicklung (7) verseilen ist, und daß das den Eisenkern üherbrückende Joch (3) aus einem massiven mit einer axialen Durchbohrung (9) versehenen, gegen Wärmeahleitung und Wärmeabstrahlung isolierten Eisenrohr besteht.

   5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (3) der Drosselspule gegen den Eisenkern (6) durch eine geeignete hochwärmeheständige Zwischenlage (10), beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen, zur Verhinderung von Wärmeableitung isoliert ist.

   6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Mittelteil des aus einem Eisenrohr bestehenden Jochs (3) mit einer Isolierschicht (11) zur Vermeidung von Wärmeabstrahlung umgeben ist.

   7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ende des Jochs (3), an dem der zu errvärmende I,eiter (2) eintritt, ein Ansehluí3llippel (12) zur Einleitung des Schutzgases in die Durchbohrung (9) des Jochs angeordnet ist.

   8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ende des Jochs, an dem der erwärmte Leiter (2) austritt, eine Temperaturmeßvorrichtung (8), z. B. ein Thermoelement, angeordnet ist. die die Zufuhr der elektrischen Energie zur Drosselspule steuert.

   9. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Jochs (3) mit geeigneten hochwärmebeständigen Kunststoffdichtungen (13 und 14), beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen, versehen sind.

   10. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekeniizeicbnet, daß die am Ende des Jochs befindliche Kunststoffdichtung (14) mit dem Preßmundstück der Kunststoffpresse (4) luftdicht verbunden ist.

   11. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die am Eingang des Jochs befindliche Kunststoffdichtung (13) durch ein Zickeisen ersetzt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 518 008; USA.-Patentschrift Nr. 2 308 638.