DE1036959B - Verfahren zur Herstellung des Kerns eines schwimmfaehigen Kabels - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Verfahren zur Herstellung
des Kerns eines sctiwimmfähigen Kabels

Anmelder:

British Insulated Callender's Cables
Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen (Westf.), Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 12. Januar und 19. Juli 1955

George Herbert Simmonds, Erith, Kent,
und Hector David Stewart, Bexleyheath, Kent

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht stidh auf ein Verfahren zur Herstellung von Kernen, für schwimmfähige Kabel, d. h. elektrische Kabal, welche große Ströme zu übermitteln vermögen und genügend biegsam sind, um ein häufiges Auf- und Abwickeln zu gestatten. Insbesondere betrifft sie zentrale bzw. in der Mitte liegende biegsame Zellemkerne für derartige auf Wasser schwimmfähige Kabel, um die ein aus einer Anzahl von Drähten gebildeter Leiter schraubenförmig gelegt werden kann, wobei der Leiter nachfolgend mit einer Schutzdedke versehen wird. Bei Schwimmkabeln dieser Art besteht der Mantel im allgemeinen aus einer isolierenden und wasserabstoßenden Decke oder Hülle, und derartige Kabel sind beispielsweise in der britischen Patentschrift 585 446 beschrieben; dort x5 aber, wo das Schwimmkabel oder ein Teilstück seiner Länge als eine Schwimmelektrode dienen soll, kann die Hülle auch: ein wasserdurchlässiger Mantel oder eine elektrisch stromleitende Deckschicht sein.

Bei Kabeln der vorbeschriebenen Gattung muß der ao Alittelkern, um die Schwimmfähigkeit zu sichern, eine mittlere Dichte haben, welche bedeutend geringer als

die des Wassers ist. Bislang war es üblich, dem Mittel- η

kern einen Verbundaufbau zu geben, welche aus

weichen biegsamen Bauteilen und relativ starren Bau- 25 die aneinanderliegenden Flächen dieser Teile durch teilen besteht, wobei die ersteren die Nachgiebigkeit Verschweißen miteinander verbunden werden, daß des Kerns schaffen, während die letzteren dazu dienen, jedoch andererseits der Zellenaufbau dieser Teile nicht ihm die erforderliche Festigkeit gegen radiales Zu- zerstört wird.

sammendrücken sowohl während der Herstellung des Als eine Folge einer derartigen Wärmebehandlung

Kabels als auch dann, wenn das Kabel in Betrieb ist, 30 wird der Verbundkörper oder Zusammenbau zu geben. Es ist bisher als notwendig oder zweckmäßig angesehen worden, die harten und weicheren
Bauteile des Kerns so zusammenzubringen, daß ein
langer nachgiebiger oder biegsamer Bauteil entsteht,
welcher in die Verkabelungs- oder Verseilungs- 35
maschine einzubringen ist, mittels welcher die Drähte
oder Adern des Leiters in Schraubenform rund um
den Kern gelegt werden.

Die Erfindung schafft ein Verfahren für die Herstellung eines Kerns für ein Schwimmkabel, welches 40 punkt des Polyäthylens, in anderen Fällen höher ist; die Notwendigkeit vermeidet, große Zahlen von die optimale Temperatur ist in jedem Falle unschwer härteren Bauteilen und weicheren Bauelementen zu- experimentell zu ermitteln,

sammenzubringen und zu verbinden, um sowohl Bieg- Faktoren, welche einen Einfluß auf die Temperatur

samkeit als auch radiale Festigkeit sicherzustellen. haben, sind die Art oder Natur des zur Anwendung

Das Verfahren zur Herstellung derartiger Kerne 45 kommenden Treibmittels; die Dauer der Zwischenzeit besteht darin, daß erfindungsgemäß mehrere Stangen. zwischen der Herstellung der aufgetriebenen PolyStreifen, Stäbe oder Drähte aus aufgetriebenem Poly- äthylenstangen od. dgl. und der Erwärmung des-Veräthylen als Verbundkörper in eine Hülle einge- bundkö<rpers, um dadurch eine weiterei Ausdehnung schlossen und auf eine Temperatur von solcher Höhe oder ein weiteres Auftreiben des Polyäthylens zu beefhitzt werden, daß einerseits die Zwischenräume so- 5o wirken, und die Größenabmessung und Gleichförmig

Stangen aus aufgetriebenem Polyäthylen in einen einzigen Zellenbauteil umgewandelt, dessen relative Dichte geringer als die relative Dichte der einzelnen Stangen, Streifen oder Stäbe ist.

Die Temperatur, welche benötigt wird, um das Auftreiben und Miteinanderverbinden der Stangen oder Stäbe zu bewirken, ändert sich mit dem besonderen zur Anwendung kommenden Treib-Polyäthylen, wobei sie in einigen Fällen geringer als der Schmelz

wohl zwischen den genannten strangförmigen Teilen
als auch zwischen diesen und der sie einschließenden
Hülle unter bleibender Volumenvergrößerung der
strangförmigen Teile im wesentlichen ausgefüllt und

keit des Zellenbaus der aufgetriebenen Stangen oder Streifen. Es erscheint im allgemeinen besser, eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes. von Polyäthylen zu verwenden, da herausgefunden worden ist,

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daß man auf diese Weise Kerne mit geringerer Dichte erhalten kann. Ein besonders geeignetes Treibmittel ist p-p'-Oxy-bis-benzol-sulphonylhydrazid, welches zwischen 130 und 150° C treibt.

Die Stangen oder Streifen aus aufgetriebenem Polyäthylen können zusammengebracht werden, um so eine Gruppe von Stangen zu bilden, welche sich in Längsrichtung parallel zur Achse der Gruppe erstrecken, oder es kann auch eine Anzahl von Stangen oder Streifen schraubenförmig zusammengebracht oder schraubenförmig in einer oder mehreren Schichten u:n einen Kern aus aufgetriebenem Polyäthylen oder sonstigem Werkstoff herum aufgebaut werden. Ursprünglich sind die Stangen oder Streifen vorzugsweise, nicht aber notwendigerweise, von kreisförmigem Querschnitt. Sie werden vorteilhaft in bekannter Weise dadurch hergestellt, daß Polyäthylen, welchem ein Treibmittel zugesetzt worden ist, ausgepreßt wird, wobei die Stangen oder Streifen vorzugsweise in Längen ausgepreßt werden, welche der Länge des gewünschten Schwimmkabels entsprechen oder größer sind, wobei aber auch kürzere Längen zur Anwendung kommen können.

Die Hülle, in welcher der aus den Stangen aus aufgetriebenem Polyäthylen bestehende Verbundkörper erwärmt wird, bildet ein permanentes bzw. Dauerteilstück des fertigen Kabels. Sie kann eine oder mehrere schraubenförmige Überlappungen aus Band aufweisen oder aus diesen bestehen, oder sie kann auch durch den Leiter selbst gebildet werden, oder beides kann der Fall sein. Eine solche Hülle kann beispielsweise dadurch erhalten werden, daß auf die Gruppe von Stangen aus aufgetriebenem Polyäthylen eine Schicht aus zwei Bändern, welche aus PoIyterephthalsäureester- oder Polyamidfasern bestehen, und zwar jedes mit einem schmalen Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Windungen, aufgebracht wird. Diese Bänder bilden eine Bettungsschicht für den umgebenden Leiter und vermeiden oder verringern die Gefahr, daß die Leiter sich in das aufgetriebene Polyäthylen, wenn dieses vorübergehend aufgeweicht ist, einbetten oder in dieses eindringen. Das Erwärmen des aus den Stangen bestehenden Verbundkörpers kann vor oder nach dem Aufbringen der Leiteradern geschehen. Wenn das Kabel mit einer wasserdichten Hülle aus vulkanisiertem Gummi oder einem anderen Werkstoff, welcher eine Vulkanisation oder sonstige Wärmebehandlung notwendig macht, überzogen werden soll, so kann eine derartige Wärmebehandlung auch dazu dienen, das erforderliche Weichmachen und Zusammenschweißen der Stangen zuwege zu bringen. In jedem Falle kann eine derartige Vulkanisation oder sonstige Wärmebehandlung, falls erforderlich, z. B. durch geeignete Auswahl von Vulkanisationsbeschleunigern, bei einer Temperatur ausgeführt werden, welche derjenigen entspricht, die benötigt wird, das Zusammenschweißen der Stangen aus aufgetriebenem Polyäthylen ohne Verluste in bezug auf den Zellenaufbau zu bewirken.

Ausführungsformen für die Herstellung von Schwimmkabeln gemäß der Erfindung sollen nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung erläutert werden, und! zwar zeigt

Fig. 1 eine Herstellungsstufe bei der Herstellung des Kerns, während

Fig. 2 einen Querschnitt des fertiggestellten Kabels veranschaulicht.

Die erste Herstellungsstufe des Herstellungsverfahrens ist das Herstellen einer Anzahl von Stangen oder Streifen aus aufgetriebenem Polyäthylen von einer Länge, welche gleich der Länge des herzustellenden Kabels oder größer als dieses ist. Diese Stangen werden durch Vermischen oder sonstiges Zusammenbringen bzw. Verbinden (compounding) von PoIyäthylen mit 0,058 bis 2%, vorzugsweise 1%, von p-p'-Oxy-bis-benzol-sulphonylhydrazid und durch Auspressen des Gemisches bei etwa 150° C unter genau eingehaltenen Temperaturbedingungen hergestellt, um dadurch die Dichte des Polyäthylens auf etwa 0,36

ίο abzusenken.

Achtzehn Längen der Stange, welche je einen Durchmesser von 0,35 Zoll (8 mm) haben, werden schraubenförmig um eine mittlere Stange aus ähnlichem AVerkstoff, mit ähnlicher Abmessung und von

ähnlicher Gestalt aufgebracht, um dadurch Innen- und Außen schichten aus jeweils sechs und zwölf Stangen zu bilden. Über dem Zusammenbau bzw. Verbundkörper werden zwei Bänder aus Polyterephthalsäureesterfasern, von denen jedes eineDickenabmessung

oder Schichtstärke von 0,008 Zoll (0,2 mm) und eine

Breite von 1,5 Zoll (40 mm) hat, schraubenförmig mit einem Spalt von 0,1 Zoll (2,5 mm) aufgebracht, wobei

das äußere Band das innere übergreift oder überlappt.

An diese Herstellungsstufe kann sich eine von zwei Alternativbehandlungsweisen anschließen. Entsprechend der ersteren wird der so gebildete Verbundkörper auf 125° C erwärmt und auf dieser Temperatur für 2 Stunden gehalten, um dadurch die Stangen in einen einzigen zylindrischen Bauteil oder Körper

mit einer Dichte von etwa 0,33 umzuwandeln. Der so gebildete Kern wird dann mit einem Leiter und mit einer isolierenden wasserdichten oder -abstoßenden Hülle oder einem Mantel versehen.

Entsprechend der zweiten Behandlungsweise werden über die Einbettungsschicht, welche durch Bänder aus Polyterephthalsäureesterfasern gebildet wird, 120 Kupferadern oder Litzendrähte von 0,040 Zoll (1,01 mm) Durchmesser so aufgebracht oder aufgeseilt, daß zwei Schichten entstehen, von denen die eine mit Linksdrall, die andere mit Rechtsdrall aufgebracht wird'. Über dem aufgebrachten Leiter werden vier Bänder aus nicht vulkanisiertem Gummigemisch, welches bei einer Temperatur von 125° C aushärtet, in Überlappungsform aufgebracht, um dadurch einen isolierenden und wasserdichten Mantel mit einer Wandstärke von 0,15 Zoll (3,8 mm) zu bilden. Nach dem Erwärmen des Kabels auf die Härtetemperatur in 2 Stunden und nachdem es auf dieser Temperatur 2 Stunden gehalten worden ist, um dadurch die VuI-kanisation zu vervollständigen bzw. durchzuführen, hat es sich herausgestellt, daß, und zwar ohne daß ein nennenswerter Zusammenbruch oder eine nennenswerte Zerstörung des geschlossenen Zellenaufbaus des aufgetriebenen Polyäthylens eingetreten war, die Stangen so aufgetrieben waren, daß sie die Zwischenräume zwischen den Stangen und die zwischen den äußeren Stangen und der Hülle aus Polyterephthalsäureesterfasern, welche sie umschloß, ausgefüllt hatten und so miteinander verbunden waren, daß sie einen einzigen Mehrzellenkörper bildeten, der eine relative Dichte von 0,33 aufwies.

Es ist im allgemeinen vorteilhafter, diie zweite Herstellungsart zu verwenden, da dann, wenn die erste Herstellungsweise zur Anwendung kommt, der wasserdichte Mantel aufgebracht werden muß, ohne daß wiederum die Temperatur des Kerns gesteigert werden darf, da eine derartige zweite Wärmebehandlung den Zellenaufbau verändern oder zerstören würde.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt den Kern des Kabels, bevor die Polyäthylenstangen in der Endstufe auf-

getrieben worden sind. Die Stangen 1 sind von einer Hülle 2 umgeben, welche aus zwei Terylenbändern l>esteht.

Fig. 2 ist ein Querschnitt des vollständigen oder fertiggestellten Kabels, welches gemäß einer der vorbeschriebenen Herstellungsweisen hergestellt worden ist.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind die Stangen 1 gemäß Fig. 1 so weit aufgetrieben, daß sie einen einzigen zylindrischen Bauteil oder Körper 3 bilden. Über der Hülle 2 sind zwei Schichten 4 und 5 aus Kupferdrähten, -litzen oder -ädern vorgesehen, während sich oberhalb der Schichten ein Mantel 6 aus Gummi befindet.

Viele andere Treibmittel sind verfügbar oder brauchbar, welche bei Temperaturen treiben, welche zwischen derjenigen, bei welcher das Polyäthylen zuerst beginnt, genügend, weich zu werden, um in Zellenform aufgetrieben werden zu können, und derjenigen liegt, bei welcher die Zellenform zerstört würde. Es ist besonders zweckmäßig, ein Treibmittel zur Anwendung zu bringen, welches innerhalb des Temperaturbereichs von 100 bis 160° C treibt.

Claims (4)

Patentansprüche: 2·>

1. Verfahren zur Herstellung des Kerns eines schwimmfähigen Kabels, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stangen, Streifen, Stäbe oder Drähte aus aufgetriebenem Polyäthylen als Verbundkörper in eine Hülle eingeschlossen und auf eine Temperatur von solcher Höhe erhitzt werden, daß einerseits die Zwischenräume sowohl zwischen den genannten strangförniigen Teilen als auch zwischen diesen und der sie einschließenden Hülle unter bleibender Volumenvergrößerung der strangförmigen Teile im wesentlichen ausgefüllt und die aneinanderliegenden Flächen dieser Teile durch Verschweißen miteinander verbunden werden, daß jedoch andererseits der Zellenaufbau dieser Teile nicht zerstört wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strangförmigen Teile durch Auspressen von Polyäthylen gebildet werden, in welches das Treibmittel eingebracht worden ist.

3. Verfahren zum Herstellen eines Schwimmkabels unter Verwendung eines gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 und 2 hergestellten Kabelkerns, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundkörper innerhalb eines Leiters mit ringförmigem Querschnitt eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hülle Leiteradern aufgebracht werden und der so gebildete Leiter mit einer Schicht aus vulkanisierbarem Gummi oder Gummigemisch umgeben wird, welcher bzw. welches bei der Temperatur vulkanisiert, die auch für die Herstellung des Kerns erforderlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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