DE1017235B

DE1017235B - Method and device for preheating the conductor during the manufacture of plastic-insulated cores using a plastic press

Info

Publication number: DE1017235B
Application number: DEN13200A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Riedel
Original assignee: Norddeutsche Seekabelwerke GmbH
Current assignee: Norddeutsche Seekabelwerke GmbH
Priority date: 1957-01-19
Filing date: 1957-01-19
Publication date: 1957-10-10

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. Method and device for preheating the conductor at the means a plastic press made production of plastic-insulated wires When crimping electrical conductors with thermoplastic insulating materials, in particular in the manufacture of submarine cable cores, which often have relatively large insulation wall thicknesses occur, there is often the risk of 5 shrinkage bubbles forming in the plastic, when the electrical conductor enters the press at normal temperature. These Blowholes lead to a reduction in dielectric strength and to undesirable ones Changes to the other electrical and mechanical properties of the wire and must therefore be avoided under all circumstances, especially in submarine cable technology.

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. It is known to use the electric to overcome this problem Preheat conductor just before entering the plastic press. In the simplest In this case, such preheating is carried out with the aid of a gas flame. At higher Claims, in particular with regard to the controllability of the conductor temperature, are used one is a resistance heater, in which the heat by supplying electricity to two in some Distance behind one another in the conductor itself is generated. It is also Attempts have already been made to achieve the required temperature by means of special electrics To generate heating elements, which are arranged in the vicinity of the conductor. All of these Process has the disadvantage that it runs in the direction of travel of the electrical conductor require a relatively large amount of space, especially if the production speed is high should be worked. Furthermore, it is difficult to fix the ladder before arising to protect from oxide layers, which is particularly important during later operation of the cable high frequencies can increase the attenuation. In the case of immediate heating by supplying power there is an additional disadvantage that especially with relatively thick electrical conductors require high currents, which are large Contact surface with the power supply rollers and thus a large wrap angle demand. In this case, the conductor is additionally bent and stretched, what have a detrimental effect by reducing its electrical conductivity can.

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. According to the invention, the disadvantages of the known methods and graze Facilities avoided. It relates to an improved method for continuous constant temperature preheating of the conductor both by means of a plastic press made production of plastic-insulated ladders. The procedure is in accordance with of the invention characterized in that the bare conductor immediately before entry in the plastic press the yoke provided with an axial through-hole with alternating current operated controllable inductor passes through. The perforation of the yoke can be filled with a protective gas.

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. The new method has the advantage that it is necessary to carry out it required device in the running direction of the conductor takes up little space. Furthermore, it is easy to use in combination with a temperature measuring device Regulation of the energy supply to the choke coil and thus precise compliance with the intended conductor temperature feasible. In addition, the possibility of to surround the conductor with a protective gas when it is heated, oxidizing the Conductor surface.

Im übrigen werden die Vorteile und die weitere Ausbildung der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.In addition, the advantages and further development of the invention explained in more detail with reference to the drawing.

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. Fig. 1 shows the schematic representation of the entire device for carrying out the method according to the invention; Fig. 2 shows details of the Yoke through which the conductor is led.

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. In FIG. 1, the one from the supply drum happens in the direction of arrow 1 draining electrical conductor 2 a solid tube 3 made of iron before he enters the plastic press 4, in which he with a plastic insulation 5 is pressed. The iron pipe 3 forms the yoke of a choke coil, which consists of a U-shaped iron core 6 constructed from normal transformer sheets and from one Coil winding 7 consists. When the coil winding is excited with alternating current a magnetic field in the choke, that in the one made of unbleached, solid iron Yoke causes eddy currents and thus strong warming. The one emerging here Heat is transferred to the electrical conductor through radiation and convection transfer, thereby ensuring good utilization that the gap between the conductor and the surrounding iron pipe is reduced mechanical reasons indispensable minimum dimension z. B a few tenths of a millimeter, limited is. To prevent the conductor from cooling down unnecessarily after it has heated up, the device is attached immediately before the inlet into the plastic press 4.

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.In between there is also a temperature measuring device 8 (e.g. B. a thermocouple). With their help, the temperature of the conductor is monitored. It is expediently used to supply electrical energy to the choke coil either manually or automatically. NIan thus has the opportunity to to influence the heat in the yoke caused by the formation of eddy currents thus the temperature of the conductor to be heated is exactly at the specified value keep.

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. Fig. 2 shows details of the yoke of the choke coil in which the Ävänn 'required to heat the conductor to the order of 2000 C is produced. It consists of a dumbbell-shaped or similarly designed iron part 3, the longitudinal direction with a corresponding to the electrical conductor to be processed Hole 9 is provided. To avoid unwanted heat dissipation, it is against the iron core of the throttle with a highly heat-resistant, z. B. made of polytetrafluoroethylene existing intermediate layer 10 delimited. Especially the tapered middle part of the pipe is by an insulating layer 11 against unwanted heat radiation to the outside protected. The one between the continuous electrical conductor and the wall of the The space remaining in the bore can be filled with a protective gas via a connection nipple 12. z. B. argon or nitrogen filled. It is thereby achieved that if Ild When heated, oxide layers can form on the surface of the conductor. To avoid unnecessary leakage of the protective gas and thus a high consumption of the To avoid front surfaces of the arrangement, these are with highly heat-resistant plastic seals 13 and 14 provided, the z. B. can consist of polytetrafluoroethylene. These seals at the same time prevent unwanted ones from running along to a certain extent N metal flakes on the electrical conductor. The seal 13 can in particular Cases can also be replaced by a drawing iron, namely when the conductor is in front of the Entry into the plastic press still subjected to a slight equalizing pull shall be. The seal 14 extends into the press mouthpiece of the plastic press 4 in order to allow atmospheric oxygen to enter and thus a subsequent O ', - ydation to prevent. In the seal 14 is still in the immediate vicinity of the guide surface the already mentioned temperature measuring device 8 housed. The described Arrangement is kept simple, so that when changing the conductor dimensions can be easily exchanged.

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. PATENT CLAIMS: 1. Process for continuous temperature constants Preheating of the conductor during manufacture using a plastic press of plastic-insulated cores, characterized in that the bare conductor (2) just before Entry into the plastic press (4) with an axial through-hole (9) provided yoke (3) of an alternating current operated adjustable choke coil passes through.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized. that the temperature of the preheated conductor (2) as it exits the yoke (3) of the choke coil and is used to supply electrical energy to the reactor and thus to regulate the heating of the conductor manually or automatically.

3. The method according to claim 1, characterized in that the through hole (9) of the yoke (3) to avoid oxide formation on the surface of the heated Conductor is filled with a suitable protective gas (argon or nitrogen).

4. Device for performing the method according to the claims 1 to 3, characterized in that the choke coil is a U-shaped from normal Has an iron core (6) built on the transformer, which has a coil winding (7) is stranded, and that the yoke bridging the iron core (3) consists of a massive with an axial through-hole (9) against heat conduction and heat radiation insulated iron pipe.

5. Device according to claim 4, characterized in that the yoke (3) the choke coil against the iron core (6) by means of a suitable high-heat resistant Intermediate layer (10), for example made of polytetrafluoroethylene, to prevent Heat dissipation is insulated.

6. Device according to claim 4, characterized in that the tapered Middle part of the yoke (3) consisting of an iron pipe with an insulating layer (11) is surrounded to avoid heat radiation.

7. Device according to claim 4, characterized in that on the End of the yoke (3), at which the I, pus (2) to be warmed up enters, a Ansehluí3llippel (12) arranged for introducing the protective gas into the through hole (9) of the yoke is.

8. Device according to claim 4, characterized in that on the End of the yoke at which the heated conductor (2) emerges, a temperature measuring device (8) e.g. B. a thermocouple is arranged. which is the supply of electrical energy to the choke coil controls.

9. Device according to claim 4, characterized in that the end faces the yoke (3) with suitable, highly heat-resistant plastic seals (13 and 14), for example made of polytetrafluoroethylene.

10. Device according to claims 4 and 9, thereby gekeniizeicbnet, that the plastic seal (14) located at the end of the yoke with the press mouthpiece the plastic press (4) is connected airtight.

11. Device according to claims 4 and 9, characterized in that that the plastic seal (13) located at the entrance of the yoke through a pincer is replaced.

Documents considered: British Patent No. 518 008; U.S. Patent No. 2,308,638.