Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten Adern und
Verfahren zur Herstellung eines solchen Kabels
Die Erfindung betrifft ein Femmeldekabel mit eindrähtigen kunststoffisolierten Adern sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kabels.
In der Fernmeldetechnik werden häufig Fernmeldekabel verwendet, deren Adern mit Kunststoff isoliert sind. Die kunststoffisolierten Adern werden im Extrusionsverfahren mit der Isolierung umgeben. Dabei kommen Schwachstellen, z. B. Poren in der Isolierung, vor.
Auch wenn die Zahl dieser Schwachstellen niedrig gehalten werden kann, beispielsweise durchschnittlich nur auf 1000 m Aderlänge eine Schwachstelle kommt, besteht bei der Vielzahl von Adern in Ferumeldekabeln die Gefahr, dass zwei Schwachstellen verschiedener Adern einander benachbart sind, feld. h. innerhalb eines verhältnismässig kurzen Kabelabschnittes liegen.
Dringt nun, etwa durch eine Beschädigung des Kabelmantels bei einem erdverlegten Kabel, Feuchtigkeit in das Kabel ein, die sich in den freien Räumen zwischen den Verseilelementen ausbreitet, so kann, falls in dem Bereich, über den sich die Feuchtigkeit ausgearbeitet hat, zwei Poren verschiedener Adern vorhanden sind, dies zu Isolationsfehlern führen, die durch die bekannten Fehiermessverfahren schwer zu lokalisieren sind, da sie sich über eine verhältnismässig grosse Länge mit undefiniertem Widerstand erstrecken können.
Um derartige Fehler zu verhindern und Beschädigungen, durch die Feuchtigkeit eindringen kann, leichter zu lokalisieren, ist es bekannt, das Innere solcher Kabel unter einen leichten Überdruck eines inerten Gases zu setzen. Bei kleinen Mantelbeschädigungen strömt das Gas aus und verhindert auf diese Weise das Eindringen von Feuchtigkeit, während andererseits der Druckabfall an der Vorratsflasche erkennen lässt, in welchem Abschnitt des Kabels sich der Fehler befindet. Bei Kabeln mit niedriger Paarzahl wird aber der Strömungswiderstand so gross, dass einerseits ein sicherer Schutz auf diese Weise nicht mehr gewährleistet ist, andererseits aber auch der Druckabfall am Kabelende so gering wird, dass die Fehlerstelle nicht mehr lokalisiert werden kann.
Es ist auch bekannt, in den Kabeln in Abständen von wenigen Metern Feuchtigkeitssperren vorzusehen, indem durch Löcher in der ersten auf die verseilten Adern aufgebrachten Umhüllung ein flüssiger, erhärtender Isolierstoff in das Kabel eingepresst wurde. Diese Art Feuchtigkeitssperren führt aber zu einer merklichen Erhöhung der Kapazität und beeinträchtigt ausserdem die Biegsamkeit des Kabels an diesen Stellen, so dass die so erzeugten Stopfstellen nur in verhältnismässig grossen Abständen angebracht werden können, damit sie im Verhältnis zur Gesamtlänge des Kabels eine möglichst geringe Länge einnehmen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fernmelde- kabel mit eindrähtigen kunststoffisolierten Adern anzugeben, bei dem das Auftreten derartiger Isolationsfehler ohne Beeinträchtigung der Kapazität oder der Biegsamkeit des Kabels verhindert ist. Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch, dass in Abständen oder über die ganze Länge des Kabels alle Hohlräume innerhalb des Kabelmantels mit geschäumtem Kunststoff ausgefüllt sind. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kabels aufzuzeigen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass unmittelbar vor dem Verseilen fortlaufend oder in regelmässigen Abständen ein ein Treibmittel enthaltender aus einem Zweistoffgemisch bestehender Kunststoffbiidner aufgebracht wird, welcher ohne besondere Wärmezufuhr reagiert und dessen Reaktionszeit so eingestellt ist, sdass die Schaumbildung erst nach dem Verseilen und dem Aufbringen mindestens der ersten Umhüllung eintritt. Als ein Treibmittel enthaltender Kunststoffbildner wird dabei zweckmässig ein Zweistoffgemisch aus einem Polyäther und einem Isocyanant, insbesondere einem niederviskosen Isocyanat verwendet werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass eindringende Feuchtigkeit an Schadenstellen überhaupt nicht, bzw.
nicht über die der Schadenstelle benachbarten Pfropfen hinaus in das Kabel eindringen kann, so dass nicht nur die Gefahr beseitigt ist, dass selbst zwischen zwei nahe benachbarten Poren verschiedener Adern leitende Brükken entstehen, sondern auch die Schadenstelle selbst auf einen viel kleineren Bereich lokalisiert wird und dadurch leichter repariert werden kann, beispielsweise dadurch, dass die verletzte Stelle des Kabelmantels durch Umwikkeln oder Überstreichen mit einer geeigneten Masse wasserdicht abgedeckt wird.
Es ist nach der US-Patentschrift 2 518 454 zwar bereits ein Kabel bekannt, bei welchem zum Zwecke der Längswasserabdichtung ein geschäumter Kunststoff Verwendung findet. Dieses bekannte Kabel besitzt jedoch im Gegensatz zum Kabel nach der Erfindung Adern, welche aus mehreren verseilten Litzen bestehen.
Bei dem bekannten Kabel sind nur die Hohlräume zwischen den Litzen mit geschäumtem Kunststoff ausgefüllt, während die jeweils aus mehreren Litzen zusammengesetzten Adern des Kabels durch eine kompakte Masse, welche den Raum zwischen den Adern innerhalb des Kabelmantels vollkommen ausfüllt, gegeneinander isoliert sind. Es handelt sich bei dem bekannten Kabel also um ein ganz anderes als bei dem Kabel nach der Erfindung. Darüber hinaus wird die Aufschäumung des Kunststoffes bei dem bekannten Kabel durch starke Hitzeeinwirkung erreicht. Eine solche Hitzeeinwirkung würde die dünne Isolation der eindrähtigen Adern des Fernmeldekabels nach der Erfindung 'beschädigen oder zerstören und wird deshalb vermieden, indem ein Kunststoffbildner verwendet wird, welcher ohne besondere Wärmezufuhr reagiert.
Durch die Erfindung wird also ein Weg gewiesen, wie auch bei einem Femmeidekabel mit eindrähtigen kunststoffisolierten Adern ein geschäumter Kunststoff vorteilhaft zur Längswasserabdichtung verwendet werden kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird vorgeschlagen, dass mindestens eine der Komponenten des bei der Herstellung innerhalb des Kabelmantels aufgebrachten Schaumkunststoffes in Mikrokapseln eingeschlossen ist und durch Zerstörung der Mikrokapseln in einem weiteren Arbeitsgang die Komponenten zur Reaktion gebracht werden. Die Mikroverkapselung von Flüssigkeiten ist heute in verschiedenen Anwendungsbereichen - z. B. bei der Herstellung von kohlepapierfreien Durchschreibeformularen - bekannt.
Bei einer Variante des Verfahrens ist nun mindestens eine der Komponenten des bei der Herstellung des Kabels innerhalb des Kabelmantels aufgebrachten Schaumkunststoffes in Mikrokapseln eingeschlossen.
Erst durch Zerstörung der Mikrokapseln in einem weiteren Arbeitsgang werden die Komponenten zur Reaktion gebracht. Dabei erfolgt die Zerstörung der Mikrokapseln durch Druck- oder Temperatureinwirkung.
Dieses Verfahren hat den grossen Vorteil, dass der Reaktionszeitpunkt zur Bildung des Schaumkunststoffes willkürlich festgelegt werden kann, da die Reaktion ja in einem eigenen Arbeitsgang ausgelöst wird. Es ist also nicht mehr erforderlich, dass die Reaktionszeit des vor dem Verseilen fortlaufend aufgebrachten Kunststoffes oder Kunststoffbildners vorher so eingestellt wird, dass die Reaktion mit Sicherheit erst nach dem Verseilen und dem Aufbringen mindestens der ersten Umhüllung eintritt. Dadurch ist man viel freier in der Auswahl der zur Bildung des Schaumkunststoffes geeigneten Komponenten.
Das erfindungsgemässe Verfahren eröffnet aber dar über hinaus weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Längswasserdichtigkeit der Fernmeldekalbel. So wirkte es sich bei dem nach dem bisherigen Verfahren hergestellten Fernmeldekabel nachteilig aus, dass zwischen der ersten Seelenbelbänderung, unter welcher sich der Sperrschaum befindet, und den darüber aufgebrachten Schichten bis zum Aussenmantel nach wie vor Wasser seinen Weg längs des Kabels finden konnte. Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es nun möglich, dass zusätzlich zwischen beliebige Schichten des Kabelmanto's Schau.nkunststoff eingebracht wird.
Auf diese Weise kann z. B. eine längswasserdichte Schicht auch direkt unter dem Aussenmantel des Kabels aufgebracht werden. So können z. B. bei einem solchen Verfahren die beiden Komponenten, etwa des Poly urethanschaumes in Mikrokapseln eingeschlossen, im geeigneten Verhältnis vermischt und auf das Kabel aufgetbracht werden. Durch die folgende Schicht werden entweder durch Druck (z. B. bei Bebänderung) oder durch Temperatur (z. B. bei thermoplastischen Kabelmänteln) die Hüllen der Kapseln zerstört, und die beiden Komponenten des Schaumes werden frei und können reagieren. Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es aber durchaus nicht notwendig, dass sämtliche Komponenten des verwendeten Kunststoffes oder Kunststoffbildners in Mikrokapseln eingeschlossen vorliegen. Es genügt vielmehr, wenn z.
B. eine der zur Verwendung kommenden Komponenten in Mikrokapseln eingeschlossen zusammen mit den anderen Komponenten, die nicht verkapselt sind, auf das Kabel aufgebracht wird. Ebenso ist es möglich, nur das Ausgangsmonomer oder nur den Schaumbildner in Mikrokapseln eingeschlossen, die anderen Komponenten hingegen unverkapselt auf das Kabel aufzutragen. In allen diesen Fällen wird die Reaktion zur Bildung des Schaumkunststoffes erst durch einen weiteren Arbeitsgang ausgelöst, in dem die Kapseln zerstört werden.
Hierdurch wird das erfindungsgemässe Verfahren mit all seinen Vorteilen auch in solchen Fällen anwendbar, wo aus wirtschaftlichen, technischen oder chemischen Gründen nicht alle der zur Verwendung kommenden Komponenten in mikroverkapselter Form eingesetzt werden können.
Anhand der Zeichnung wird das Verfahren beispielsweise erläutert. Die mit Kunststoffisolation versehenen Adern 1 werden an der Verseilstelle 2 in üblicher Weise zusammengeführt und verseilt. Unmittelbar vor der Verseilstelle ;befindet sich eine Düse 3, der die beiden Komponenten des Zweistoffgemisches durch die Leitungen 4 und 5 fortlaufend in der erforderlichen Menge zugeführt werden. Sollen nur Pfropfen erzeugt werden, so kann ein Taktgeber bewirken, dass in regelmässigen, kurzen Abständen eine kleine Menge des Zweistoffgemisches in den Verseilpunkt des Kabels injiziert wird. Unmittelbar hinter dem Verseilpunkt wird das Kabel in üblicher Weise mit einer Bebänderung 6 aus nicht elastischen Kunststoffolien, z. B. Polyesterfolie, versehen.
Die Reaktionszeit des Zweistoffgemisches ist so eingestellt, dass die Schaumbildung erst nach dem Aufbringen der Kunststoffbebänderung einsetzt. Da die Schaumbildung mit einer starken Volumenvergrösserung verbunden ist, entsteht auf diese Weise ein Druck, durch den der Schaum in alle Zwieckelräume zwischen den verseilten Adern gepresst wird, so dass der ganze Kabelquerschnitt durch den Schaum ausgefüllt wird.
Zweckemässig wird ein Gemisch verwendet, das einen Schaum mit geschlossenen Poren liefert. Die auf diese Weise gebildete Schaumstaffüllung bzw. die Schaumstoffpfropfen schliessen das Kabel in Längsrichtung wasserdicht ab, so dass zwischen Poren in der Kunststoffisolation der Adern, keine leitenden Brücken entstehen können. Auch wenn nur Pfropfen gebildet werden, können sich Beschädigungen des Kabelmantels nur in dem verhältnismässig kurzen Abschnitt zwischen zwei Pfropfen auswirken und sind deshalb nach den üblichen Fehlermessmethoden leicht zu lokalisieren. Eine merkliche Erhöhung der Kabelkapazität tritt nicht auf, da der Schaumstoff zum grössten Teil aus der Luft oder Gas und nur zu einem kleinen Teil aus einem Kunststoff besteht, dessen Dielektrizitätskonstante von der Dielektri zitätskonstanten der Luft abweicht.
Auch die Biegsamkeit des Kabels wird durch diese Schaumstoffüllung nicht beeinträchtigt, wobei besonders günstige Werte der Dielektrizitätskonstanten und der Biegsamkeit erzielt werden, wenn die Schaumstoffüllung nur in Form von Pfropfen in kurzen Abständen vorgesehen ist.
PATENTANSPRUCH 1
Fernmeldekabel mit eindrähtigen kunststoffisolierten Adern, dadurch gekennzeichnet, dass in Abständen oder über die ganze Länge des Kabels alle Hohlräume innerhalb des Kabelmantels mit geschäumtem Kunststoff ausgefüllt sind.
PATENTANSPRUCH II
Verfahren zur Herstellung des Fernmeldekabels nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor dem Verseilen fortlaufend oder in regelmässigen Abständen ein ein Treibmittel enthaltender aus einem Zweistoffgemisch bestehender Kunststoffbildner aufgebracht wird, welcher ohne besondere Wärmezufuhr reagiert und dessen Reaktionszeit so eingestellt ist, dass die Schaumbildung erst nach dem Verseilen und dem Aufbringen mindestens der ersten Umhüllung eintritt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der ein Treibmittel enthaltende Kunststoffbildner ein Zweistoffgemisch aus einem Poly äther und einem Isocyanat ist.
2. Verfahren nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Komponenten der zur Erzeugung des Schaumkunststoffes dienenden Flüssigkeiten in Mirkokapseln eingeschlossen ist und durch Zerstörung der Mikrokapseln in einem weiteren Arbeitsgang die Komponenten zur Reaktion gebracht werden.
3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstörung der Mikrokapseln durch Druckeinwirkung erfolgt.
4. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstörung der Mikrokapseln durch Temperatureinwirkung erfolgt.
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