DE1271800B

DE1271800B - Verfahren zum Herstellen eines aus verseilten Einzelleitern bestehenden Fernmeldekabels

Info

Publication number: DE1271800B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: Henry Davis; John Fisher
Original assignee: Reliance Cords & Cables Ltd
Current assignee: Reliance Cords & Cables Ltd
Priority date: 1963-02-04
Filing date: 1964-01-31
Publication date: 1968-07-04
Also published as: GB987508A; SE315318B; US3340112A; CH414788A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIb

Deutsche Kl.: 21c-7/01

Nummer: 1271800

Aktenzeichen: P 12 71 800.2-34 (R 37100)

Anmeldetag: 31. Januar 1964

Auslegetag: 4. Juli 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines aus verseilten, jeweils einzeln über ihre ganze Länge mit einer wasserundurchlässigen Isolierschicht überzogenen Leitern bestehenden Fernmeldekabels mit in vorbestimmten Längsabständen vorgesehenen Wassersperren aus wasserundurchlässigem Material.

Fernmeldekabel, deren Leiter mit einem wasserundurchlässigen Kunststoff, z. B. Polyäthylen, isoliert sind, sind Kabel mit Papierisolierung der Leiter vorzuziehen, da beim Eindringen von Wasser in den äußeren Mantel eines Kabels mit Kunststoffisolierung der Leiter Störungen auf jene Leiterkreise beschränkt sind, die in der Kunststoffisolierung ein winziges Nadelloch aufweisen. Obwohl diese Kreise in Betrieb bleiben können, läßt es die glatte Oberfläche der Kunststoffisolierung ohne weiteres zu, daß das Wasser frei und ungehindert durch die Zwischenräume zwischen den Leitern hindurchströmt, Das Vorhandensein von Wasser in den Zwischenräumen ist jedoch unerwünscht, weil dadurch die wechselseitige Kapazität zwischen benachbarten Leitern so verändert wird, daß die Signalübertragungscharakteristik des Kabels wesentlich beeinträchtigt wird. Außerdem ist es außerordentlich schwierig, das Wasser wieder aus dem Kabel zu entfernen, insbesondere, wenn das Kabel über größere Längen überflutet worden ist. Durch die Anordnung der Wassersperren wird daher angestrebt, einen eventuellen Wassereinbruch in ein Kabel mit kunststoffisolierten Einzelleitern nach Möglichkeit auf eine kurze Kabellänge zu lokalisieren.

In der deutschen Patentschrift 973 006 ist ein Verfahren zur Herstellung von Wassersperren an Fernmeldekabeln beschrieben, die aus verseilten, einzeln isolierten Leitern bestehen. Das Verfahren sieht vor, in bestimmten Längsabständen aus wasserundurchlässigem Material Wassersperren anzubringen. Dabei erfolgt jedoch das Einfügen der Wassersperren erst nach Fertigstellung des Kabels, das an den Stellen, an denen Wassersperren eingefügt werden sollen, nachträglich von Hand bis zu den einzelnen Leitern geöffnet und dann wieder abdichtend verschlossen werden muß. Mit dem beschriebenen Verfahren können aus Gründen der Wirtschaftlichkeit Wassersperren nur in größeren Abständen an den Kabeln angebracht werden.

Dagegen bezweckt die Erfindung vor allem ein solches Verfahren zum Anbringen von Wassersperren in Femmeldekabeln mit einzeln isolierten Leitern, das sich einfach und wirtschaftlich bereits während des Herstellungsprozesses des Kabels vorzugsweise maschinell durchführen läßt, so daß sich auch bei Verfahren zum Herstellen
eines aus verseilten Einzelleitern
bestehenden Fernmeldekabels

Anmelder:

Reliance (Cords & Cables) Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Grämkow, Patentanwalt,

7000 Stuttgart-Bad Cannstatt, Marktstr. 3

Als Erfinder benannt:
Henry Davis, London;
John Fisher, Epping, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 4. Februar 1963 (4555) --

sehr vielen in kurzen Abständen am Kabel vorgesehenen Wassersperren keine erhebliche Verteuerung der Herstellung ergibt.

Demgemäß besteht die Erfindung vor allem darin, daß bei dem Verfahren während der Verseilung der isolierten Leiter das wasserundurchlässige Material unmittelbar vor dem Verseilnippel od. dgl. mittels einer auf einen vorbestimmten Arbeitszyklus eingestellten Spritzdüse in den Raum zwischen den Leitern eingepreßt wird, wobei das Gesamtvolumen des eingepreßten Materials so berechnet ist, daß die wechselseitigen Kapazitäten zwischen den Leitern des ganzen Kabels nicht um mehr als 10% vergrößert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also die Herstellung von wirkungsvollen Wassersperren, insbesondere automatisch, schon während des Herstellungsprozesses des Kabels, und es ist daher nicht mehr erforderlich, ein Fernmeldekabel nachträglich zum Anbringen von Wassersperren in umständlicher Weise wieder zu öffnen. Das Einpressen des Materials mittels der Spritzdüse unter angemessen hohem Druck bewirkt im übrigen eine besonders innige, abdichtende Verbindung zwischen den Einzelleitern und dem eingepreßten wasserundurchlässigen Material, so daß eine sehr gute, haltbare Wassersperre erzielt wird. Auch kann die durch die Spritzdüse eingepreßte Materialmenge genau dosiert werden, wodurch sich die Übertragungscharakteristik des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kabels genau vorherbestimmen läßt.

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So kann ζ. B. auch die Gesamtmenge des wasser- eine Mischung eines Epoxyharzes und eines flüssigen undurchlässigen Materials so bemessen sein, daß die Polysulfids, sowie künstliche Thermoplaste, wie beiwechselseitigen Kapazitäten hierdurch um nicht mehr spielsweise Polyäthylen.

als 1 % vergrößert werden. Ein besonders vorteilhaftes wasserundurchlässiges

Die Dosierung kann so erfolgen, daß das Gesamt- 5 Material besteht aus mit einem inerten Fiberfüllstoff

volumen des wasserundurchlässigen Materials im Ka- gefüllten Glyzeridöl.

bei weniger als 4% des Gesamtvolumens des Kabels Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erbeträgt, läutert. Es zeigt

Es ist zu ersehen, daß die Wassersperren in solchen Fi g. 1 einen Seitenriß eines mittels des erfindungs-

Abständen im Kabel vorgesehen sein können, daß io gemäßen Verfahrens hergestellten Kabels, wobei

das Wasser nicht durch größere Strecken des Kabels Teile des Kabels abgestrippt sind, um dessen Aufbau

fließen kann. Die Anordnung kann dabei so erfolgen, klarzustellen,

daß selbst im Fall des vollkommenen Flutens einer Fig. 2 einen Querschnitt durch das Kabel nach

Kabelstrecke zwischen zwei benachbarten Wasser- Fig. 1 und

sperren die wechselseitigen Kapazitäten zwischen den 15 F i g. 3 die Erzeugung des Kabels nach dem erfin-

Leitern nur so wenig anwachsen, daß die durch das dungsgemäßen Verfahren.

Kabel übertragenen Signale nicht unzulässigerweise Ein elektrisches Mehrleiterkabel 10 nach F i g. 1

geschwächt werden. und 2 umfaßt eine Vielzahl von Leitern 11, von

Es ist auch zu ersehen, daß, da die Wassersperren denen jeder durch eine nicht dargestellte Hülle aus

die mögliche Kabelstrecke welche überflutet werden 20 einem künstlichen Thermoplast, wie beispielsweise

kann, begrenzen, die Anzahl der infolge eines Nadel- aus Polyäthylen, isoliert ist. Obwohl die Leiter 11

lochs in der Kunststoffisolierung ausfallenden Leiter- in der Zeichnung als Einzelleiter dargestellt sind,

kreise ganz bedeutend verringert wird. kann jeder Leiter 11 aus einem Paar oder auch aus

Das wasserundurchlässige Material kann in das einer Vielzahl von verseilten Leitern bestehen.

Kabel während des Verseilens einer Leitergruppe des 25 Die Leiter 11 haben eine Papierisolierung 12, wel-

Kabels eingespritzt werden. Diese verseilte Gruppe ehe schraubenförmig um den Leiteraufbau 11 ge-

von Leitern kann dadurch gebildet werden, daß eine wickelt und von einer äußeren Ummantelung 13 aus

Vielzahl von Leitern oder verseilten Leiteraggregaten Polyäthylen oder einem anderen künstlichenThermo-

durch eine gemeinsame Matrize, z. B. einen Verseil- plast umgeben ist. Dieser äußere Mantel 13 wird im

nippel, läuft und das wasserundurchlässige Material 30 Vakuum so um den Leiteraufbau 11 gehalten, daß

in diese verseilte Gruppe unmittelbar vor dieser Ma- er denselben fest und dicht umgibt,

trize eingespritzt wird, so daß beim Durchlaufen der Während der Erzeugung wird das Kabel 10 mit

Leiter oder Leitergruppen der wasserundurchlässige Wassersperren 14 ausgestattet, welche in längen-

Werkstoff durch die Matrize in alle Zwischenräume mäßigen Abständen entlang des Kabels vorgesehen

eingedrückt wird. 35 sind. Das Gesamtvolumen dieser Wassersperren 14

Um die derart gebildete verseilte Gruppe von Lei- kann weniger als 4 % (und sogar weniger als 1 %) tern können weitere Leiter oder Leitergruppen mit- des Gesamtvolumens des Kabels betragen. So ertels einer weiteren Matrize, z. B. einem Verseilnippel, streckt sich eine solche Wassersperre 14 beispielsverseilt werden, wobei wiederum wasserundurchläs- weise über eine Strecke von 15 cm entlang des Käsiges Material in diese weiteren Leiter oder Leiter- 40 bels, und der Abstand zwischen zwei aufeinandergruppen unmittelbar vor der weiteren Matrize einge- folgenden Wassersperren 14 beträgt 18 bis 20 m.
preßt wird, und zwar derart, daß diese weiteren _ Jede Wassersperre 14 besteht aus einem wasser-Wassersperren aus wasserundurchlässigem Material undurchlässigen Werkstoff (z. B. aus einem Wachs mit den vorher angebrachten Wassersperren im mit Feingefügestruktur). Dieser wasserundurchlässige wesentlichen fluchten. 45 Werkstoff jeder Wassersperre 14 wird so in das

Die verseilte Leitergruppe kann von einer Papier- Kabel eingepreßt, daß er alle Leiter 11 in der Zone

hülle umgeben sein, in die das wasserundurchlässige der betreffenden Wassersperre vollkommen umgibt,

Material auf Grund seiner Beschaffenheit eindringt, die Luft aus dieser Zone ausstößt und alle Zwischen-

derart, daß die Papierhülle wasserdicht wird. Auch räume zwischen den Leitern in dieser Zone ausfüllt,

kann eine solche Hülle an sich schon aus Polyäthylen 50 Außerdem tränkt das vorzugsweise eine gewisse Zeit

bestehen. nach dem Einpressen z. B. infolge erhöhter Tempe-

Vorzugsweise hat das Kabel eine äußere Umman- ratur noch mindestens teilweise flüssige wassertelung aus einem Thermoplast, wie beispielsweise aus undurchlässige Material auch das Papier der später Polyäthylen. Diese äußere Ummantelung wird vor- auf die fertig verseilten Leiter aufgebrachten Kabelzugsweise im Vakuum so um die Leiter gehalten, 55 hülle 12 und macht dasselbe wasserundurchlässig,
daß sie dieselben fest und dicht umgibt. Vorzugsweise vergrößert dieses Einfügen der Was-

Ein geeignetes wasserundurchlässiges Material ist sersperren 14 in das Kabel die wechselseitigen Kapa-

natürliches oder künstliches Wachs (z. B. Wachs mit zitäten zwischen den Leitern 11 des ganzen Kabels

Kleingefügestruktur), das erwünschtenfalls mit orga- um nicht mehr als 1 °/o.

nischen oder anorganischen Plastifizierungsmitteln 60 Wenn nun Wasser in ein solches Kabel nach Fig. 1

gemischt sein kann. und 2 eindringt, wird sein Vordringen in der axialen

Das wasserundurchlässige Material kann jedoch Richtung des Kabels durch die beiden Wassersperren

auch ein Kunstharz sein (wie z. B. Polyurethan), das 14 begrenzt, die beiderseits des Punktes liegen, bei

an Ort und Stelle geschäumt wird. welchen das Wasser in das Kabel eingedrungen ist.

Andere für diesen Zweck geeignete wasserundurch- 65 Unter der Voraussetzung, daß in der Strecke zwi-

lässige Materialien sind Elastomere, wie beispiels- sehen diesen beiden Wassersperren keiner der Leiter

weise Polyisobuthylen, wasserabweisende Naturvase- 11 durch Nadellöcher beschädigt ist, muß man beim

line, Mischungen von Kunstharz, wie beispielsweise Überfluten einer solchen kurzen Kabelstrecke über-

Claims

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haupt keine Abwehrmaßnahmen ergreifen, da dies wasserundurchlässige Werkstoff durch die Düse 22

die Kapazitäten zwischen den Leitern 11 und die eingespritzt worden ist. Dies läßt sich natürlich ein-

Übertragungscharakteristik des Kabels keineswegs fach durch Einstellen des Arbeitszyklus der Kolben

wesentlich beeinflußt. 25, 25 a bewerkstelligen.

F i g. 3 stellt ein Verfahren dar, durch welches die 5 Nach dem Durchlaufen durch eine Druckmatrize

Wassersperren 14 in ein Kabel während dessen Her- 26 a laufen die Leiter 11, 11a durch die Mitte einer

stellung eingearbeitet werden können. Matrizenplatte 20 b, während weitere Leiter 11 &

Eine Vielzahl von mit Polyäthylen isolierten Lei- durch eine Reihe von winkelmäßig entlang der Peritern 11 wird durch eine nicht dargestellte Winde pherie der Platte 20 b versetzten Löchern durchlaudurch Löcher in und neben der Peripherie einer io fen. Nach der Platte 20 & gehen die Leiter 11, 11a, scheibenförmigen Matrizenplatte 20 durchgezogen. 11 b durch bzw. um eine Düse 22 b, durch eine Obwohl die Zeichnung nur zwei dieser Leiter 11 Schließmatrize 21 b, z. B. einen weiteren Verseilzeigt, kann die Matrizenplatte 20 natürlich mit einer nippel od. dgl, und durch eine Druckmatrize 26 b. großen Anzahl von winkelmäßig versetzten Löchern Auch hier ist die Zone, in welche das wasserundurchausgestattet sein, um eine entsprechende Anzahl von 15 lässige Material durch die Düse 22b eingespritzt wird, Leitern 11 aufzunehmen. Diese Leiter 11 müssen so angeordnet, daß sie mit den anderen Zonen des nicht notwendigerweise Einzelleiter sein, sondern Kabels axial fluchtet, d. h. axial an derselben Stelle können aus einer Vielzahl von verseilten Leiteraggre- liegt, an welcher der wasserundurchlässige Werkstoff gaten bestehen. bereits durch die Düsen 22, 22 a eingespritzt worden

Nach Durchtritt durch die Matrizenplatte 20 lau- 20 ist.

fen die Leiter 11 durch eine Schließmatrize 21, z. B. Dieses »Fluchten« in der axialen Richtung des Ka-

einen Verseilnippel od. dgl. Unmittelbar vor dieser bels verhindert, daß möglicherweise in das Kabel

Schließmatrize 21 befindet sich eine Düse 22, die von eindringende Wasser mäanderartig axial durch das

der Matrizenplatte 20 ausgeht und radial innerhalb Kabel strömt,

der Leiter 11 vorgesehen ist. 25 Es ist zu ersehen, daß ein erfindungsgemäßes Ka-

Diese Düse 22 ist durch ein Rohr 23 mit einem bei mit jeder gewünschten Anzahl von verseilten Zylinder 24 verbunden, welcher das zum Bilden der Leitern hergestellt werden kann, indem man die ent-Wassersperren 14 dienende wasserundurchlässige sprechende Anzahl von Matrizenplatten, Schließ-Material enthält. Der Zylinder 24 enthält einen KoI- matrizen, wie z. B. Verseilnippel od. dgl., Druckben 25, welcher (z. B. hydraulisch oder durch Druck- 30 matrizen und Düsen benutzt,
luft oder durch eine umlaufende Schraube) so bewegt Nach dem Zusammenbau des Kabels auf die oben werden kann, daß er das wasserundurchlässige Ma- beschriebene Art und Weise läuft dasselbe durch terial aus dem Zylinder 24 und durch das Rohr 23 einen Ummantelungskopf 30, der eine Papierbanddrückt, so daß das Material aus der Düse 22 ausge- rolle 31 trägt. Das Papierband läuft von dieser Rolle stoßen wird. Das derart in das Kabel eingespritzte 35 31 über einen Arm 32 und wird spiralenförmig um wasserundurchlässige Material wird durch die die Leiter 11, lla, 11 & gewickelt, um einen Papier-Schließmatrize 21 in alle Zwischenräume zwischen mantel 12 zu bilden, der sich an den Stellen der Wasden Leitern 11 eingepreßt. sersperren mit dem dortigen wasserundurchlässigen

Dann werden die Leiter 11 von der Winde durch Material vollsaugt, das auf Grund seiner Beschaffeneine Druckmatrize 26 durchgezogen, welche den Lei- 40 heit bzw. erhöhter Temperatur noch mindestens teilteraufbau 11 weiter radial zusammendrückt und das weise flüssig ist. Der Papiermantel wird dadurch im etwa überschüssige wasserundurchlässige Material in Bereich der Wassersperren wasserundurchlässig,
der Längsrichtung des Kabels verteilt. Das Kabel kann dann durch eine nicht dargestellte

Im nächsten Verfahrensschritt laufen die Leiter 11 Strangpresse durchgeführt werden, in welcher der durch die Mitte einer zweiten Matrizenplatte 20 a, 45 äußere Mantel 13 aus Polyäthylen oder einem andedie an ihrer Peripherie eine Reihe von winkelmäßig ren Kunstharz aufgebracht wird,
versetzten Löchern hat, durch welche weitere Leiter In der Ausführungsform nach F i g. 3 sind die oder Leiteraggregatella durchgezogen werden. Die Matrizenplatten20, 20a, 20& stationär. Diese Plat-Leiter 11, 11a werden dann durch eine weitere ten können jedoch auch rotierbar angeordnet sein, in Schließmatrize 21 α, ζ. B. einen Verseilnippel od. dgl., 50 welchem Fall sich die Rohre 23, 23 a in axialer Richgezogen, die unmittelbar nach einer Düse 22 a ange- tung von den ihnen zugeordneten Düsen 22, 22 a erordnet ist, die in ihrem Aufbau der Düse 22 ähnlich strecken müssen.

und dementsprechend mit einem Rohr 23 α, einem Eine Anzahl von Kabeln kann durch das oben

Zylinder 24 α und einem Kolben 25 ausgestattet ist. beschriebene Verfahren hergestellt und dann mitein-

Die Leiter 11 gehen durch die Mitte der Düse 22 a, 55 ander so verseilt werden, daß ihre Wassersperren während die Leiter 11a außerhalb der Düse 22 a vor- axial aufeinander ausgerichtet sind; diese Konstrukbeilaufen. Weiterer wasserundurchlässiger Werkstoff tion erhält dann einen äußeren Mantel, und wasserwird durch die Düse 22 a in den von den Leitern 11a undurchlässiges Material wird in die Zwischenräume gebildeten Ringraum eingespritzt. Das Durchlaufen zwischen den Kabeln so eingespritzt, daß es axial an des ganzen Aufbaus der Leiter 11, 11a durch die 60 derselben Stelle liegt, wie die übrigen Wassersperren. Schließmatrize 21a bewirkt, daß der wasserundurchlässige Werkstoff alle Zwischenräume in diesem Patentansprüche:
Ringraum ausfüllt.

Die Anordnung der Wassersperren entlang des 1. Verfahren zum Herstellen eines aus verseil-Kabels ist derart, daß die Ringzone, in welche der 65 ten, jeweils einzeln über ihre ganze Länge mit wasserundurchlässige Werkstoff durch die Düse 22 a einer wasserundurchlässigen Isolierschicht übereingespritzt wurde, axial an derselben Stelle liegt, zogenen Leitern bestehenden Fernmeldekabels wie die mittlere Zone des Kabels, in welche der mit in vorbestimmten Längsabständen vorgesehe-

nen Wassersperen aus wasserundurchlässigem Material, dadurch gekennzeichnet, daß während der Verseilung der isolierten Leiter (11) das wasserundurchlässige Material (14) unmittelbar vor einem Verseilnippel (21) od. dgl. mittels einer auf einen vorbestimmten Arbeitszyklus eingestellten Spritzdüse (22) in den Raum zwischen den Leitern eingepreßt wird, wobei das Gesamtvolumen des eingepreßten Materials so berechnet ist, daß die wechselseitigen Kapazitäten zwischen den Leitern (11) des ganzen Kabels nicht um mehr als 10% vergrößert werden.

2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge des wasserundurchlässigen Materials (14J so bemessen ist, daß die wechselseitigen Kapazitäten hierdurch um nicht mehr als 1% vergrößert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtvolumen des wasserundurchlässigen Materials (14) im Kabel zo (10) weniger als 4% des Gesamtvolumens des Kabels (10) beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf bzw. um die verseilte Gruppe von Leitern (11) weitere Leiter oder Leitergrappen (lla) mittels eines weiteren Verseilnippels (21a) od. dgl. verseilt werden, wobei wiederum wasserundurchlässiges Material (14) in diese weiteren Leiter oder Leitergrappen (Ha) unmittelbar vor dem weiteren Verseilnippel (21a) od. dgl. eingepreßt wird, und zwar derart, daß diese weiteren Wassersperren aus wasserundurchlässigem Material mit den vorher angebrachten Wassersperren im wesentlichen fluchten, d. h. aufeinander ausgerichtet sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verseilte Leitergrappe von einer Papierhülle (12) umgeben ist, in die das wasserundurchlässige Material auf Grand seiner Beschaffenheit eindringt, derart, daß die Papierhülle wasserdicht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel eine äußere Ummantelung (13) aus einem Thermoplast aufweist.

7. Verfahren nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Ummantelung (13) durch ein Vakuum so gehalten wird, daß sie den Leiteraufbau (11) fest und dicht umgibt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserundurchlässiges Material (14) ein mit einem inerten fiberartigen Füllstoff gefülltes Wachs oder Glyzeridöl verwendet wird.

9. Verfahren nach Ansprach 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserundurchlässiges Material (14) ein an Ort und Stelle geschäumtes Kunstharz verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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