DE1778325C3 - Extruder zum Ummanteln von elektrischen mit einer Isolierflüssigkeit imprägnierten Kabeln - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Extruder zum Ummanteln von mit Isolierflüssigkeit imprägnierten Kabelkernen, mit einem inneren Matri/enleil. der ₃ich von einer Extrusionsöffnung stromaufwärts erstreckt und eine Bohrung aufweist, durch weiche ein zu umflianlelndcr. mit Isolierflüssigkeit gefüllter Kabelkern liindurchgeführt wird, wobei in der Bohrung ein erstes Metallrohr angeordnet ist und in einem ersten Bereich von der Extrusionsöffnung stromaufwärt.) ein wärmeisolierendes Material zwischen dem inneren Matrizenleil und dem ersten Metallrohr vorgesehen ist, und wobei in einem dem ersten Bereich benachbarten weiteren Bereich ein zweites Metallrohr im Abstand um das erste Rohr herum angeordnet ist.

Das Ummanteln von elektrischen Kabeln mit einem extrudieren Schutzmantel, der aus Blei, Aluminium öder einem anderen Material, auch aus einem thermoplastischen Material hergestellt sein kann, enthält einige Schwierigkeiten, insbesondere im Fall von Kabeln, welche mit einer Isolierflüssigkeit imprägniert sind.

Diese Schwierigkeiten ergeben sich aus der Forderung, die Imprägnierungsflüssigkeit auf einer ausreichend niedrigen Temperatur zu halten und gleichzeitig eine Kühlwirkung durch diese Flüssigkeit auf den inneren Matrizenteil des Extruders zu verhindern, die die Gleichförmigkeit und die mechanischen Eigenschaften des Mantels unerwünscht beeinflussen kann. Außerdem ergeben sich Schwierigkeiten daraus, daß die Imprägnierungsflüssigkeit im Kabelkern mit niedriger Temperatur zugeführt und dann im Bereich der Extrusionsöffnung durch das heiße Ummantelungsmateria! stark erhitzt wird. Zufolge Konvektion steigt die erhitzte Imprägnierungsflüssigkeit nach oben, während db kühle Imprägnierungsflüssigkeit nach unten sinkt. Hierdurch ergeben sich stark unterschiedliche Temperaturen (bis zu etwa 450⁰C) der Imprägnierungsflüssigkeit im oberen und im unteren Bereich um den iCabelkern herum. Diese unterschiedlichen Temperaturen führen zu unterschiedlicher Wärmebeanspruchung der Bauteile, mit denen der Kabelkern und die imprägnierungsflüssigkeit zur Extrusionsöffnung geführt werden.

Es ist ein Extruder zum Ummanteln von elektrischen, nicht mit einer Isolierflüssigkeit imprägnierten Kabeln bekannt (US-PS 32 39 884), bei welchem in dem Raum des inneren Matrizenteils zwischen seiner Innenfläche und dem zu ummam.'lr.den Kabel ein Kühlwassermantel vorgesehen ist. dessen Innenfläche zusammen mit der Außenfläche des zu ummantelnden Kabels einen Durchgang bildet, in welchem Druckluft axial strömt. Eine solche Ausführung ist für das Ummanteln von mit Isolierflüssigkeit imprägnierten Kabelkernen nicht geeignet, weil in diesem Fall die Kühlluft mit der Imprägnierflüssigkeit in Berührung treten würde. Dadurch würde das Fließen der Isolierflüssigkeit gestört und es würde Luft in die Isolierflüssigkeit gelangen, was ur.erwünscht ist. Außerdem rfolgt bei der bekannten Ausführung eine Kühlung des inneren Matrizcnteiles. was ebenfalls unerwünscht ist.

Es ist auch ein Extruder der einleitend genannten An bekannt (GB-PS 9 61 29 3), bei welchem zwischen den beiden Meiallrohren ein Kühlmittel umlaufen gelassen wird, wobei der Einlaß und der Auslaß für das Kühlmittel an dem von der Extrusionsöffnung entfernt liegende Ende der Mc-tallrohrausfuhrung gebildet sind. Hiermit soll erreicht werden, daß trol/ der ungleichmäßigen Temperaturvcrleilunp in der Imprägnicrungs flüssigkeit die Mctallrohrausführung gleichmäßig er hit/t wird. Es isl jedoch gefunden worden, daß auch bei erzwungener Kühlmiiiehtrorpung nicht verhindert werden kann, daß die beiden Mctallrohre ungleich mäßig erhitzt werden, weil insbesondere in großem Abstand von dem Einlaß und dem Auslaß sich im Kühl miitcldurchgang Bereiche ruhenden Kühlmittels bilden, in denen sich die obengenannte ungleichmäßige Tem pcralurverteilung der Impragmcrungsflussigkeit ausbil del. Somit werden beide Melallrohre Biegcbeanspru chungen unterworfen, als deren Folge zumindest der flüssigkeitsdichte und vakuumdichte Abschluß /wischen der Bohrung des inneren Matri/enteiles und der Mciall rohrausführung vergleichsweise schnell zerstört wird, was wiederum dazu führt* daß die Forderung nicht erfüllt v/erden kann, die Imprägnierungsflüssigkeit auf einer ausreichend niedrigen Temperatur zu halten und gleichzeitig eine Kühlwirkung durch diese Flüssigkeil auf den inneren Matrizenteil des Extruders zu verhindern. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vor·

richtung besteht darin, daß das wärmeisolierende Material zwischen der MeiallrohrausfQhrung und der Bohrung des inneren Matrizenteiles sowohl die funktion der Wärmeisolierung als auch die Funktion des flüssigkeitsdichten und vakuumdichte^ Abschlusses ausüben muß. Hierzu ist es erforderlich, das Material in ausreichend starkem Maße zusammenzudrücken, weil sonst die Flüssigkeitsdichtheit und Vakuumdichtheit nicht erzielt werden können. Dadurch verschlechtert sich jedoch die wärmeisolierende Eigenschaft dieses in Materials.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Extruder der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß einerseits das zur Ummantelung verwendete Material während des Spritzvorjjanges möglichst wenig abgekühlt, andererseits der Kabelkern möglichst wenig aufgeheizt wird und daß dadurch die Herstellung von gleichförmigen Ummantelungen guter mechanischer Eigenschaften gewährleistet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 im einzelnen beschriebenen Extruder.

Die Tatsache, daß Jas Mittel, welches die Dic'-'tigkeit gewährleistet, von demjenigen für die Wärmeisolation des Rohres gegenüber dem inneren Matrizenteil zu trennen, ermöglicht es. die Dichtigkeit lediglich durch Zusammendrücken der ringförmigen Packung zu schaffen. Die Packung ist gegen die lmprägnierungsflüssigkeit resistent und bildet nicht das Material für die Wärmeisolation des Rohres gegenüber Jem inneren Matrizenteil. oas daher in bestem Zustand zur Erhaltung ihrer Isolationswirkung bleibt. Außerdem kann sich das erste b/w. innere Metallrohr unter unterschiedlichen Wärmebeansprurhungen bewegen, ohne daß der dichte Abschluß /wischen diesem Metallrohr und der Bohrung des inneren Matri/enteiles zerstört wird. Dies wird erreicht, weil zufolge der Anordnung von festem wärmeisolierendem Material /wischen den beiden Melallrohren das zweite b/w. das äußere Metallrohr praktisch gleichmäßiger Wärmebeanspruchung unter- *° worfcn ist und iemgemaß keine Verformungen erleidet. Somit wird dieses äußere Metallrohr dauernd und gleichmäßig gegen das am ersten b/w. inneren Metallrohr gebildete Widerlager und demgemäß gegen die Dichiungspackung gedrückt, so daß der dichte Abschluß durch die Packung gewährleistet bleibt.

Asbest ist ein gutes Wärnieisolatk nsmaterial. Die Packung, welche gegen die Imprägnierflüssigkeit und gegen Wärme resistent ist und welche wärmeisolierend sein muß. wird daher vorzugsweise durch eine So 1 ingförmige Lage aus Asbe^' gebildet, dir /wischen zwei Kupferringe /wischengelegt ist.

Kin Ausiub'ungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Anlage für die Vorbereitung von mit flüssigem Öl imprägnierten Kabelkernen.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt eines Teiles eines Lxlruders gemäß der Erfindung, der in dem Fall verwendet wird, in welchem die Ummantelung der Kerne mit einem Aiurn lium-Mantcl erfolgt.

In den Figuren deutet das Bezugszeichen 1 einen Tank an, in welchem die Kerne unter Vakuum getrocknet und dann mit flüssigem öl imprägniert werden, und 2 isl der Extruder zum Ummanteln der Kerne mit einem Aluminium-Mantel, .3 eine öl- und vakuumdichte Verbindung zwischen dem Imprägniertank 1 und dem Extruder 2 Das Bezugszeichen 4 deutet einen Kabelkern an, der von einer Trommel 5 abgegeben wird, die in dem Tank 1 enthalten ist und der mit einem Aluminium-Mantel urnböllt wird, ohne mit der Luft in Berührung zu kommen. Das Bezugszeichen 6 deutet ein Kühlrohr oder eine Kammer an, die mit der öffnung des Extruders 2 dicht verbunden ist, wobei zweckentsprechende Dichtungen zwischengeschaltet sind. Der ummantelte Kabelkern wird auf einer Trommel gesammelt und wird dann den anderen gewünschten Arbeitsvorgängen unterworfen.

Das Kühlrohr ist notwendig, um die Temperatur des extrudierten Mantels unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Extruder zu senken. Tatsächlich könnte die hohe Temperatur des Mantels die Kabelisolation in erheblicher Weise beschädigen.

Ein Kühlen unter Druck ist stets notwendig, wenn Ummantelungen aus einem thermoplastischen Material, auf vorher getrocknete und mit einem flüssigen öl imprägnierte Kabelkerne extrudiert werden.

Tatsächlich könnte in diesem Fall der Mantel aus thermoplastischem Material zerbrec*¹ »n, wenn der Öldruck in seinem Inneren nicht zweckentsprechend ausbalanciert würde.

Ein Kühlen unter Vakuum ist stattdessen unentbehrlich, wenn Ummantelungen auf Kerne extrudiert :.ind, die unter Vakuum in einem geeigneten Tank getrocknet und mit einem Schutzmantel umhüllt sind. Hier sind gleiche Bedingungen, wie sie in dem Tank vorhanden sind, herzustellen. Tatsächlich könnte in diesem Fall ein äußerer Druck ein Quetschen des Mantels auf dem Kabelkern hervorrufen.

Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel, bei welchem der Mantel aus Aluminium hergestellt ist. wird das Kühlen bei Atmosphärendruck ausgeführt. Der Aluminiummantel kann ohne Schwierigkeit dem an seiner Innenseite vorhandenen Öldruck widerstehen, ohne daß iigendein Ausgleich eines äußeren Überdrucks erforderlich wäre.

In F i g. 2 deutet das Bezugszeichen 7 den Körper des Extruders 2 an, mit dem das Kühlrohr 6 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 8 verbunden ist, die /wissen dem Körper des Extruders und dem Kühlrohr 6 zufolge der Wirkung eines Gewinderinges 9 zusammengedrückt ist. Die Extrusionsleilungen 11 werden zwischen dem Körper des Extruders u.id dem inneren Matrizenteil 10 erhalten. Der inne/e Matrizenteil 10 is' hohl, und durch ihn hindurch wird der /u ummantelnde Kabelkern geführt.

Innerhalb des Raumes des inneren Matrizenleils 10 befindet sich ein Metallrohr 12, das als wärmeisolierendes Rohr bezeichnet wird. Während des Ummantelungsvorganges wird di.s Rohr 12 mit dem Öl gefüllt, das aus dem Imprägniertank 1 kommt und das in Jen mit dem Aluminium-Mantel umhüllten Kern teilweise eindringt.

Der innere Matri/cnteil 10 nimmt beim Arbeilen eine Temperatur gleich oder höher als die Schmelztemperatur von Aluminium an. Daher hat das innerhalb des Rohres 12 befindliche Öl, das mit dem inneren Matri/enlcil 10 in Be" jhrung steht, die Neigung, heiß /u werden und gegen den oberen Teil des Rohres 12 /u fließen, während das aus dem Tank 1 kommende kalte öl gegen den unteren Teil dieses Rohres 12 fließt.

Um zu verhindern, daß die verschieden große Temperatur des Öles eine entsprechende Temperuturdifferenz zwischen der. oberen und den unteren Teilen des Aluminium-Mantels entstehen lassen würde und infolgedessseti zu Kriechbewegungen zwischen diesen

Teilen führt, was das Reißen des Mantels erzeugen kann, ist es notwendig, zwischen dem inneren Matrizenteil 10 und dem Rohr 12 eine Wärmeisolation zwischenzuschalten.

Eine Isolation (3, die auf geeignete Weise dadurch erhalten werden kann, daß um das Rohr 12 eine Lage von Asbestfaden gewickelt wird, ermöglicht es, eine vergleichsweise niedrige Temperatur des Rohres 12 und daher der des Öles aufrechtzuerhalten.

Infolgedessen führt das öl eine verminderte Aufwiirls-Konvektionsbewegung aus und hat in der gesamten Öffnung des Extruders eine gleichförmige Temperatur.

Die Kühlwirkung, die durch das öl auf das Aluminium ausgeübt wird, findet daher in gleichförmiger Weise an dem gesamten Abschnitt des extrudierten Mantels statt, und infolgedessen treten zwischen den oberen und den unteren Teilen keine Kriechbewegungen auf.

Das Rohr 12 ist in einem Zwischenteil mil einer kreisförmigen Leiste 14 versehen, und der innere Matrizenteil 10 ist mit einer entsprechenden Vergrößerung 15 versehen, welche eine Stufe 16 erzeugt.

Eine Packung 17 ist zwischen die Abstufung 16 und die Leiste 14 zwischengeschaltet und wird zusammengedrückt, um irgendwelche Ölzirkulation in dem hohlen Raum zwischen dem Rohr 12 und dem inneren Matrizenteil 10 zu verhindern, was eine Abkühlung des inneren Matrizenteiles 10 erzeugen könnte.

Die Packung 17, die durch eine ringförmige Asbesllage gebildet ist, welche zwischen zwei Kupferringe zwischengelegl ist, wird zwischen der Leiste 14 und der Abstufung 16 zufolge der Einwirkung zweckentsprechender Druckmittel oder Druckteile zusammengedrückt, die durch ein zweites Rohr 18, das auf dem Röhr 12 unter Zwischenschaltung einer Lege 19 aus wärmeisolicrendem Material, vorzugsweise Asbestgewebe, verschiebbar angeordnet ist, und durch Federn 20 gebildet sind, welche auf eine Leiste 21 einwirken, mit welcher das Rohr 18 versehen ist, um es in axialer Richtung gegen die Leiste 14 des Rohres 12 zu drücken.

Die Federn 20 werden rings um das Rohr 18 unter der Einwirkung eines Gewinderinges 22 in ihrer Lage gehalten, der in den inneren Matrizenteil 10 eingeschraubt werden kann.

Der hintere Teil des inneren Matfizehteiles 10 hat eine weitere Vergrößerung 23, um die Federn 20 und den Gewindering 22 aufzunehmen.

Durch Betätigung des Ringes 22, nämlich durch mehr oder weniger Einschrauben in den inneren Matrizenleil 10, ist es möglich, die Druckkraft der Federn 20 und damit den axialen Druck auf das Rohr 18 und infnlapHnccpn rlac 7ιιερΓηΓηΑηΗπ"ΐΓ»Ι/ρη Apr Ρα^Ι/ιιηί» i7 vn

verändern; auf diese Weise ist es daher möglich, jeden Öldurchgang zwischen dem Rohr 12 und dem innerer. Matrizenteil 10 zu eliminieren.

Der Extruder kann auch zum Ummanteln von Kabelkernen verwendet werden, die im Vakuum in einem geeignetem Tank getrocknet sind und etwa unter den gleichen Bedingungen des Trocknens und des Evakuitrens wie in dem Tank ummantelt werden. Jn diesem FbII ist es notwendig, die Vakuumdichtigkeit in der Innenseite des inneren Malrizcnteiles zu gewährleisten.

Der Extruder eigent sich zur Herstellung von Kabelmänteln sowohl aus Metall als auch aus thermoplastischem Material.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Extruder zum Ummanteln von mit Isolierflüssigkeit imprägnierten Kabelkernen, mit einem inneren Matrizenteil, der sich von einer Extrusionsöffnung stromaufwärts erstreckt und eine Bohrung aufweist, durch welche ein zu ummantelnder, mit Isolierflüssigkeit gefüllter Kabelkern hindurchgeführt wird, wobei in der bohrung ein erstes m Metallrohr angeordnet ist und in einem ersten Bereich von der Extrusionsöffnung stromaufwärts ein wärmeisolierendes Material zwischen dem inneren Matrizenteil und dem ersten Metallrohr vorgesehen ist, und wobei in einem dem ersten Bereich benachbarten weiteren Bereich ein zweites Metallrohr im Absland um das erste Rohr herum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwand des ersten Metallrohres (12) ein Widerlager (14) gebildet ist, welches sich im EingriT mit einer Stufe (16) befindet, die an der Innenwand des inneren Matrizenteils (10) an dem Ende des ersten Bereichs gebildet ist. zwischen dem Widerlager und der Stufe ein wärmeisolierender Packungsring (17) angeordnet ist, das zweite Metallrohr (18) in Längsrichiung verschiebbar und das Widerlager gegen die Stufe federnd drückend sowie in Anlage an dem intieren Matrizerteil angeordnet ist und daß zwischen den beiden Mctallrohren und dem Widerlager ein festes "wärmeisolierendes Material (19) angeordnet ist.

2. Extruder nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rohr (18) in einem vergrößerten Te¹I (15) des Räumt j des inneren Matrizenteiles (10) verschiebbar angeordnet ist. daß Federn (20) in einer Erweiterung (23) des inneren Matrizenteilcs angeordnet sind und auf ein nahe dem hinteren Ende des weiteren Rohres angeordnetes Widerlager (21) einwirken und daß die Federn durch einen Gewindering gehaltert sind, der in der Er Weiterung des inneren Matrizentciles einstellbar jingeschraubt ist.

3. Extruder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Packung (17) durch eine Asbestlage gebildet ist. die zwischen zwei Kupferringe zwischengeschaltet ist.