DE1640127A1

DE1640127A1 - Biegsames Leitungsrohr,insbesondere fuer Kabelmaentel,und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1640127A1
Application number: DE1966G0045849
Authority: DE
Inventors: Ludwik Jachimowicz
Original assignee: General Cable Corp
Current assignee: General Cable Corp
Priority date: 1965-02-01
Filing date: 1966-01-28
Publication date: 1970-12-10
Also published as: GB1139961A; CH444928A; SE372839B; DE1640127B2; ES321799A1; SE330195B; US3272912A; FR1465904A

Description

München, 28. Jan. 1966

11826 Dr.M./Eh

G-7-P-1/302

General Cable Corporation in New York / V«3t.A«

Biegsames Leitungsrohr, insbesondere für Kabelmäntel, und Verfahren «u seiner Herstellung

Sie Erfindung betrifft ummantelte (armierte) elektrische Kabel, bei denen die Ummantelung (Armierung) aus einem Metallband τοη gleicher Länge wie die Iabelseele₉ dae um diese herum au einem Leitungsrohr gebogen ist, besteht und über das leitungsrohr ein Polyäthylön~Außeniaant<*l gespritst (straaggepsefit) ist· Bei solchen Kabeln können aioh die LMngek&nten des gcfe^ipMesi BßEöae geringfügig überlappen οάον im wasf&stXiöhe» amimmiü®m%ö£m oder auch unter Vreilaeiien «iaee feldts#s ZwirnhBrnzmms sswisy^mn den Kanten nahezu aneinanderstoiea» lie B^findimg !-©t^ttf't Insbesondere eine solche Konstruktion^ b#i d*.r iae ·■:.;■ ν::,..■^: ..·■■■■'- ittallband die Kabelet*3 6 loee u»«o&2.i®0t ©tes¹ #iafes& ®ir^ l3itS53g ^der »in ett ia 4«· KSUnshlMfmm& ®l«lt*elf^e J^·-^?« s®3. ffe^-tl eing·· werden

ie« loh?« unttr Α«κ liaflwf Mimw W*t®s%$w©tei^ittBg d··

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in ublioher Weise aufgespritzten umgebenden Polyäthylenmantele Während der Abkühlung au widerstehen. Die Erfindung liefert ein Produkt und ein Herstellungeverfahren» wobei die Umfangssohrumpfung und/oder daa Zusammenfallen des aus dem umgebogenen Band ge?? bildeten Rohre während der Zusammenziehung des aufgespritzten Polyäthylenmantele bei dessen Abkühlung verhindert wird» obgleich weder eine mechanische Verbindung zwischen den Bandkanten noch eine feste Unterstützung innerhalb des Bohre vorhanden sind.

Die Erfindung bezweckt ein verbessertes nicht zusammenfallendes Kabel und Leitungsrohr des beschriebenen Typs sowie ferner ein verbessertes Herstellungsverfahren für derartige nioht zusammenfallende Kabel oder Leitungsrohre. Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Die Erfindung wurde besonders für Telefonkabel entwickelt und wird mit besonderem Bezug darauf beschrieben, jedoch reicht ihre Bedeutung und ihr Anwendungsgebiet offensichtlich weiter und betrifft ganz allgemein Kabel und Leitungsrohre der beschriebenen Art und Verfahren zu ihrer Herstellung. Xn der weiteren Beschreibung sind armierte (Telefon) Kabel trom Typ "alpeth" und "stmlpsth" erwähnt· Bei den erstgenannten bildet ein umgebogenes unverlSte«* tee Aluminiumband die Toärrförmige Metallwand, die von einem Polyäthylenmantel umgeben ist, während das an zweiter Stelle genannte unter dem Polyäthylenmantel ein umgebogenes verlötetes Stahlblechband als Armierung besitzt. Weitere Einzelheiten über derartige Kabel finden sich in der Veröffentlichung "Bell System Cable Sheath Problems and Design·" arftn J?«W* Horn und R.B· Ramsey in

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BAD ORIGiNAL

can Institute of Electrical Engineering (AIEE) Proceedings,

1951, Band 70.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen zu Erläuterungszwecken bevorzugte Ausführungeformen der Erfindung« Hierin sind: *

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Haschine zur Herstellung von erfindungsgemäßer Kabelarmierung oder erfindungsgemäßem Leitungsrohr;

Fig. 2 ein stark vergrCßarter Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ein stark vergrößerter Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1;

Fig. 4 ein Schnitt ähnlich Fig. 3, jedoch von einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.5A ein Querschnitt durch ein Kabel, worin das umgebogene Metallband die Kabelseele lose mit einander überlappenden Kanten umschließt und der Polyäthylenmantel an Ort und Stelle so gezeigt 1st, wie er auf dem Kabel beim Austritt aus der Spritz- (Straxjpreß) Haschine vorliegt, d.h. bevor sich das

heiße Polyäthylen abgekühlt und zusammengezogen hat;

Fig.5B ein ähnlicher Schnitt wie Fig. 5A, jedoch des Zustande, wie er nach Abkühlung und Zusammenziehung des in üblicher Weis· aufgebrachten (stranggepreßten) Polyäthylenmantels vorliegt;

flg. 6A ein ähnlicher Schnitt wie Fig. 5A_t wobei jedoch das umgebogene Hetallband an seiner Außenfläche erfindungsgemäß eine dünne Schicht eines Spezialmaterials besitzt;

Flg.6B ein Schnitt ähnlich Fig. 6A, jedoch des Zustande nach Abkühlung und Zusammenziehung des erfindungsgemäß aufgebrachten Polyäthylenmantels; 009850/0774

BAD OBfGJNAL

Pig, 7A ein Schnitt ähnlich Fig. 6A, wobei nur die Längekanten des umgebogenen Metallbandes mit einem geringfügigen Zwischenraum fast aneinanderstoßen, statt sich zu überlappen;

fig. 7B ein ähnlicher Schnitt wie fig. 7A, jedoch des Zustande nach Abkühlung und Zusammenziehung des erfindungsgemäß aufgebrachten Polyäthylenmantels und

Fig. 8 eine Sohemazeichnung zur Erläuterung der zugrundeliegen/teir Gesetzmäßigkeiten.

Das Volumen einer Polyäthylenmantelraasse (niedrige Dichte) dehnt sich beim Erwärmen von Baumtemperatur (26,7° G) bis zur Spritsoder Strangpreßtemperatur von 204_f4° C um 2696 aus (nach B.D.Biggs und K.P. Guenther, Bell Telephone laboratories» Eleventh Annual Vire and Gable Symposium, Asbury Park, Hew Jersey). Die Volumenverringerung zwischen 204,4° C und 26,7° C beträgt 21Jt, wenn man sie auf das heiße auegedehnte Volumen besieht. Die Auswirkungen dieser Schrumpfung müssen bei der Herstellung von Kabeln mit einem aufgespritzten Polyäthylenmantel berücksichtigt werden.

Beim Umspritzen einer starren tragenden Kabelseele, wie einem bleiummantelten Kabel oder einem Kabel mit einem Hantel aus verlötetem Stahlblechstreifen (üblicherweiee "stalpeth" genannt) mit Polyäthylen führt die Schrumpfung des geeprit&ten Kunststoffe bei seiner Abkühlung nur zu einer Verringerung der Mantelvandetärke. Eine Bewegung der Innenfläche des Hanteis konzentrisch auf die Kabelmitte hin während der Abkühlung wird durch die feste Abstützung durch den starren Bleimantel oder den "stalpeth" Stahlbleoh-

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mantel, auf dem die Kunststoff ummantelung aufliegt, verhindert· Erfindungsgemäß kann man die konzentrische Schrumpfung der Kunststoffummantelung bei der Abkühlung bei Kabeltypen verhindern, die mit einem umgebogenen Band ummantelt sind» und bei denen unter oder über dem umgebogenen Band kein starrer Träger vorhanden ist, um die Ummantelung gegen eine solche Schrumpfung abzustützen. Zu derartigen Kabeln gehören ⁿalpeth"-Ümmantelungen um eine lose Kabelseele oder eine solche von Untergröße,sowie leere Leitungen oder Rohre·

Wenn ein nicht abgestütztes Hohlrohr oder, ein umgebogenes unversiegeltes Aluminiumband» wie es in einem "alpeth^t1-Kabel die Metall· rohrwand bildet» mit einem Polyäthylenmantel umspritzt wird» wird die von Haus aus in allen drei Raumrichtungen erfolgende Schrumpfung nur in Richtung der Kabellänge unterbunden. Es bleibt also die Schrumpf Möglichkeit in Radial- und Umfangerichtung. Unter der Annahme einer freien Beweglichkeit wird die Hälfte der Schrumpfung als Radlalechrumpfung, d.h. Verringerung der Wandstärke, und die Hälfte als Umfangeschrumpfung, die zu einer Verringerung der Fläche des eingeschlossenen Querschnitts führt, erfolgen. Bei einer Volumenschrumpfung um 2156 muß jede dieser zwei Dimensionen linear um ungefähr 1096 schrumpfen. Die radiale Schrumpfung, d.h. die Wandstärkenverringerung, hat keine besondere Bedeutung für den vorliegenden Fell. Die Umfangeschrumpfuiig ^ loch ist von sehr großer Bedeutung, da al© su einer Verringerung d@s Manteldurchj&üseers führt. Wenn der Kunststoffmantel öüna irgoa£oine Abstützung gespritzt wird, füllt er bei dar Abkühlung su aia©r uaregelmäßigen unbrauchbaren Form zusammen.

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Die Größe und Wirkung der Radialschrumpfung sei als Beispiel anhand eines "alpeth"-Kabels alt einem Durchmesser von 38,100 mm über das umgebogene überlappende Aluminiumband und einer Polyäthylenmantel-Wandstärke beim Spritzen von 2,032 mm betrachtet. Eine 10j6ige Schrumpfung der Wandstärke, d.h. Radialschrumpfung, verringert die Wandstärke also um 0,203 mm. Das kann bei der Wand« Stärkeneinstellung des Mantels beim Spritzen berücksichtigt werden. Die gleichen 10# Schrumpfung in Umfangsrichtung verringern den Hantelumfang an der Berührungsfläche mit dem Aluminium um 30,100 XTfX 10# s 11,430 mm. Die gespritzte Ummantelung erstarrt von der äußeren Oberfläche her, da das Kabel von der Spritzmaschine in Kühlwasser geleitet wird. Bei "alpeth"-Kabeln drückt die Außenhaut der gespritzten Ummantelung bei ihrer Verfestigung die noch geschmolzene innere Schicht derselben nach innen gegen das umgebogene Aluminiumband. Die überlappenden Kanten des Bandes gleiten relativ zueinander, bis das Aluminiumband fest gegen die

Kabelseele gepreßt ist. Bei diesem Abkühlungsvorgang kann die

die

äußere Überlappende Kante des Bandes in/Kunststoffummantelung gepreßt werden. Diese örtliche Schwächung (Verdünnung) der Kunetstoffummantelung 1st unerwünscht und kann durch Verwendung eines überbrüokungsbandes verhindert werden, wie in der USA-Patent» schrift Nr. 3 087 007 des Anmelders beschrieben.

Bei "alpethⁿ-Kabeln ist das Aluminiumband normalerweise ziemlich eng um die Kabelstele herumgewickelt, so daß die Bandkanten nur um ungefähr 0,76 bis 1,27 mm übereinander gleiten können. Damit ist die freie Bewegungsmögliohkeit des Aluminiumbandes unter dem

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Druck der schrumpfenden Kunststoff ummantelung erschöpft, und eine weitere ümfangssohrumpfung der Ummantelung erhöht den Druck der Ummantelung gegen die Kabelseele. Das seigt sehr gut die Innenfläche von Polyäthylenummantelungen, die Über gewellte Aluminiumbänder gespritzt sind. Die Innenfläche des Kunststoffs ist in die Wellen des Aluminiumbandes hineingedrückt worden und hat deren/ angenommen» Dieser Druck kommt von der Abkühlung und Schrumpfung der Außenhaut der Ummantelung her, die den Kunststoff gegen das nunmehr auf der Kabelseele aufliegende und von ihr fest abgestützte Aluminiumband drückt«

Wenn keine Sabeleeele vorhanden oder diese weich oder au klein 1st, um das Aluminiunband abzustützen, schrumpft die auf übliche Welse aufgebracht» Ummantelung veiter im Umfang. Infolgedessen fällt das nicht verlötete Aluminiumband an der Überlappung au- * sammen. Weiohes Unmantelungsmaterlal fließt in den zusammengefallenen Bereicht und man erhält ein deformiertes Kabel oder BOhT₁ in dem das gebogene Aluminiumband lose klappert. Auf diese Weise erhält man also kein brauchbares Produkt·

n Die Erfindung betrifft die Fälle, wo man eine Kunststoffummante

über ein umgebogenes» die Kabelseele abdeckendes Band, das an der ' Überlappung nicht befestigt ist und eine weiche oder kleine Seele oder einen leeren kreisförmigen Querschnitt umschließt, spritzen will. Die Erfindung 1st daher beispielsweise anwendbar bei der Herstellung eines Mantels über ener gewellten Kabelseele oder bei der' Herstellung von Gasrohrleitungen oder doppelt ummantelten Kabeln, bei riemen dae gewellte Metallband in der darunter liegen-

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den Ummantelung keine Eindrücke erzeugen soll, wie in "Minuteman^w-Kabeln. Bisher bestand die einzige Löaung für derartige Probleme darin, das Metallband so zu biegen, daß die Kanten des gebogenen gewellten Bandes aneinanderstoßen und das Band absichtlich zu versieben oder zu verdrehen, um sicherzustellen, daß die Wellungen nicht aufeinanderpassen, da nicht eine Kante über die andere gleiten kann. Dieser Aufbau einer gewellten Kabelseele ist beschrieben in "Bell laboratories Record", Oktober 1964, Seite 311-512.

Erfindungsgemäß wird das um die Kabelseele zu einem Rohr gebogene Metallband wenigstens an seiner äußeren Oberfläche mit einem dünnen Film einer besonderen Polyäthylenverbindung überzogen, die auf die Oberfläche des Metallbandoa innig aufgeschmolzen ist und fest daran haftet. Diese auch in der USA-Patentanmeldung Nr. 320 777 des Anmelders beschtiebene besondere Verbindung besteht aus Polyäthylen mit einem Gehalt an reaktionsfähigen Carboxylgruppen, die die Fähigkeit besitzen, eine sehr feste Haftung am Aluminiumband und auch an der aufgespritzten Polyäthylenummantelung zu entwickeln* Das mit dieser besonderen Verbindung überzogene Aluminiumband wird gelegentlich als Aluminiumband mit aufgeschmolzenem Polyäthylen ("fused polyethylene aluminum atrip") bezeichnet.

Venn die Polyäthylen-Ummantelungsmasse auf das von einem umgebogenen Band des "Aluminiums mit aufgeschmolzenem Xthylen" gebil« de te Bohr aufgespritzt wird, haftet die heiße Kunetetoffummantelung sofort und fest an dem dünnen PlIm der besonderen Polyftthy-

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lenverbindung en der Außenfläche des umgebogenen Bandes. Es wurde gefunden, daß diese Haftung die Bewegungsfreiheit des Materials der Ummantelung bei seiner Abkühlung einschränkt* Die Schrumpfung der sich abkühlenden ummantelung wird in allen Eichtungen außer einer unterbunden. Sie Ummantelung kann nur in Richtung der Wandstärke schrumpfen.

Hit Beäug auf die Zeichnungen zeigt Fig· 1 eine lose Kabelseele 10, die mit gleichförmiger Bewegung in der durch Pfeile 12 angegebenen Richtung vorgeschoben wird. Ein beschichtetes Metallband H wird mit der Kabelseele 10 vorgeschoben und durch Andrückwalssen 16 um die Kabelseele 10 herumgebogen. Diese Andrückwalze* 16 sind nur ein Beispiel für ^ölvorrichtungen zum. Biegen des Bandes 14 asu einem rohrförmigen Körper, bei dem die gegenüberliegenden Kanten 18 des Bandes aneinanderstoßen oder im wesentlichen aneinanderstoßen, wie in Fig· 5 gezeigt, oder einander längs eines Längssaumes 20 überlappen, wie in Fig. 4 gezeigt· Zur Vereinfachung der Darstellung ist nur ein Paar von Andrüekwalzen 16 gezeigt, jedoch können selbstverständlich v/eitere Andrückwalzen verwendet werden, wie es beim üblichen Eohrformen geschieht.

Das beschichtete Metallband 14 umfaßt ein quergewelltes Aluminiumband 22. Die Wellen sind in Flg. 2 klar gezeigt. Aa der die Außen-* fläche des Rohre naoh dem Umbiegen doe Bandes um did Knbelseele 10 bildenden Seit· dee Metalloides 22 befindet stell eine dünne Kunststoffbeschichtung 24* Vorzugsweise befinde* eleli sm der anderen Seite dee Bandes 22, die die Bcäi3?iiineii£lSlese bildet, eine

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ähnliche Beschichtung 26. Diese Innenbeschichtung ist für die Erfindung nicht wesentlich, liefert jedoch einen wichtigen Schut« des Metallbandes gegen Kcjrosion. Die Beachichtungen 24 und 26 v/erden auf das Metallband 22 aufgebracht, bevor es in die in Fig. 1 gezeigte Maschine eingeführt wird, und das beschichtete Band 14 kann auf einer (nicht gezeigten) Spule gelagert werden, aus der es für den in Fig. 1 gezeigten Produktlaneschritt (Formen) abgezogen wird·

Die Kunetstoffbeschichtungen 24 und 26 bestehen aus Polyolefin« kunststoff, der mit einem Material vereinigt ist, um eine haftende Hasse zu bilden, die eine feste Bindung an das Metallband 22 ausbildet und auf der ein aufgespritzter Kunststoff bei Berührung sofort haftet· Die Beschichtungen 24 und 26 sollen biegsame Schutzfilme mit hohem elektrischem Widerstand, großer Beständig·» keit gegen Chemikalien und Feuchtigkeit und außerordentlich guter Haftung am Aluminiumband 22 sein, um den Bearbeitungsschritten, wie Wellen des beschichteten Bandes 14, und einer Ablösung der Sohioht in korrodierenden Atmosphären oder Flüssigkeiten zu wider» stehen·

Polyäthylenfilme erfüllen im allgemeinen die Bedingungen von elektrischem Widerstand und Beständigkeit gegen Chemikalien und Feuchtigkeit. Polyäthylen haftet jedoch nicht mit der gewünschten Festigkeit an Metallen, da Polyäthylezfinert ist und nur eine mechanische, auf einer Haftung vom Reibungstyp beruhende Bindung entwickeln kann« Die besten Ergebnisse werden mit einem

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von Polyäthylen und Acrylgruppen, beispielsweise einem Pfropfmiachpolymer von Polyäthylen und einem Monomer mit reaktionsfähigen Carboxylgruppen, wie einer Acrylsäure oder einem Acrylester, erhalten, wie in der USA-Patentanmeldung Nr. 320 777 dea Anmelders oder in den USA-Patenten 2 987 501 und 3 027 346 beschrieben. Der Oarboxylbeatandteil des Mischpolymers hat die Eigenschaft; mit den Metallen chemische Bindungen auszubilden, um die gewünschte Bindung des films an das Metall zu ergeben»

Das Mischpolymer ist von solcher Art, daß, wenn man es auf beide Seiten des Aluminiumbandee 22 in einer Dicke von 0,02$ bis 0,075 mm aufbringt, es einen direkten Angriff auf die Metall» oberfläche in korrodierender Umgebung, wie beim Verlegen von Telefonkabeln an verschiedenen Stellen erwartet werden muß, verhindert« Wenn die ?ilmschiohten 24 und 26 an irgendeinem Punkt verletzt werden, mag das Metall dem korrodierenden Angriff an der Verletzungsstelle ausgesetzt sein, jedoch ist die Geschwindigkeit der Zerstörung des Hetallbandes 22 sehr viel ge» ringer als für ein unbeschichtetes Metallband, da der Angriff der Korrosion, der die Fläche des zerstörten Metalls vergrößert, in Richtung der länge des Bandes zwischen den Schutzschichten und 26 verlaufen muß. Um jeden möglichen Korrosionsweg so zu begrenzen, müssen die Beschichtungen 24 und 26 am Metallband ohne Ablösung unter der Einwirkung korrodierender Bedingungen und der mechanischen Kräfte der Korroaionsprodukte haften·

Im Handel sind geeignete Materialien für die Beschiohtungen 24 und 26 erhältlich von. der Dovr Chemical Company in Midland, Mich·, USA unter der Bojseiclmung "Copolymer Resin QX 3623" und Copolymer ResinQX-4262.6«. Q098 50/07 7A

Folgendes Beispiel sei zur Erläuterung gegeben« Ein Aluminiumband von 0,203 mm Stärke wurde beiderseits mit 0,051 mm der erfindungsgemäßen besonderen Polyäthylenverbindung beschichtet. Bas beschichtete Band wurde quergewellt, wobei die Siefe der Wellungen 1,27 πόα betrug und 9 bis 10 Wellungen pro 2,5 cm erzeugt wurden. Die Wellungen sind für die Erfindung nicht wesentlich, machen jedoch das ummantelte Kabel oder die ummantelte Bohrleitung biegsam. Die Dicke des Metallbandes und der Sandbescftichtungen ist in Fig. 2 bis 4 und 6A bis 7B übertrieben, was notwendig ist, um den Aufbau klar zu zeigen.

Jfach den Andrückwalzen 16 läuft die Kabelseele mit der vom umgebogenen Band 14 gebildeten rohrförmigen Umhüllung durch eine Spritzummantelungsmaschine 30, wo ein Extruder 32 Kunststoff 34, vorzugsweise Polyäthylen, durch Umspritzen auf die Außenfläche des umgebogenen Bandes 14 unter Bildung einer Ummantelung 36 aufbringt. Diese äußere Ummantelung 36 wird vorzugsweise aus schwarzem Polyäthylen der gewöhnlich für den Außenmantel elektrischer Kabel benutzten Art hergestellt. Bei seiner Spritstemperatur haitet der Kunststoff 34 bei der Berührung sofort auf dem die AuBenschicht 24 bildenden Material und liefert einen Sohichtaufbau mit dem beschichteten Aluminiumband 14. Die Außenummantelung 36 besitzt vorzugsweise eine radiale Dicke zwischen 1,524 mm und 2,032 mm.

Das umgebogene Band 14 ist bei seinem Eintritt in den Extruder 32 nicht klebrig, wird jedoch durch die Hitze der Ummantelung akti-

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BAD ORfGfNAL

viert, wenn es mit der Ummantelungsmasss in Berührung kommt. Nachdem einmal eine genügend feste Haftung zwischen der Ummante» lung 36 und dem umgebogenen Band 14 entwickelt iat, kann die Ummantelung 36 nur noch in einer einzigen Richtung schrumpfen, nämlich in Richtung der Wandstärke« Das Haftmaterial soll derart sein, daß die Haftung bei der Abkühlung fester wird, da die zusammenziehenden Kräfte in der Ummantelung bei der Abkühlung der Ummantelung ebenfalls von einigen Zehntel kg/cm im heißen Zustand bis auf ungefähr 126 kg/cm bei Raumtemperatur ansteigen«

Haftung der äußeren Ummantelung 36 am umgebogenen Band hängt von dex¹ Temperatur ab, bei der die Kunststoffmasse 34 über das umgebogene Band 14 gespritzt wird» Es ist zweckmäßig, die temperatur des Kunststoff materials 34 im Bereich von 204,4 bis 232,2⁰C zu halten, wenn es sich um Polyäthylen mit hohem Molekulargewicht und Spritzgeschwindigkeiten von 15,24 m/Min,, und darüber handelt« ist mit normalen Herstellungsverfahren zu vereinbaren«

Pig, 3 zeigt das beschichtete Metallband 14 um eine lose Kabel«

die
seele 10 herumg:>formt, wobei/Kabelseele nicht groß genug ist, das umgebogene Band 14 gegen in Umfangsrichtung wirkend® Zusammenziehung und Zusammenfallen in Irgendeiner Weis® abzustützen,, Um ein Durchhängen der mit dem Band umgebenen Seele mi verhindern, kann eine Stützrolle 46 auf &©r laufatrecke awisistea der 3?orm« atatl/m oder den Andrückwalze» 16 und d©r Sprits« im& !fesantelungo Station 30 verwendet worden.,

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Pig« 4 zeigt einen abgewandelten Aufbau, wobei das beschichtete Metallband 14 um die Kabelseele 10 herum mit einem Überlappungssaum statt des Stoßsaums 20 der Fig. 3 geformt ist. Alle anderen Teile in Fig· 4» die denen in Fig. 3 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 5A und 5S zeigen, was eintritt, wenn man eine Polyäthylenummantelung auf übliche Weise auf das eine lose Kabelseele umhüllende überlappend umgebogene Aluminiumband spritzt. Sie Fig. 6A und 6B zeigen zum unmittelbaren Vergleich _f was ein» tritt, wenn man entsprechend der Erfindung eine Polyäthylenum» mantelung auf das eine lose Kabelseele umhüllende überlappend umgebogene Metallband spritzt» Der Kabelaufbau und die Verfahrens bedingungen <fer Untersuchungen, auf denen diese Zeichnungen be« ruhen , waren in beiden Fällen gleich, außer daß in den Fig. 5A und 5B das Aluminiumband unbeschichtet, in den Fig. 6A und 6B dagegen mit der besonderen haftenden Polyäthylenverbindung, wie oben beschrieben, beschichtet war.

In Fig. 5A ist die Kabelseele 61 gezeigt, wie sie lose von den vom umgebogenen Aluminiumband 62 gebildeten annähernd zylindrischen Bohr umgeben ist. Die Bandkanten überlappten einander, wie gezeigt. Die zylindrische Folyäthylenummantelung 63 ist In dem Zustand gezeigt, wie sie heiß aus der Spritzmaschine kommt. Beim Abkühlen zieht eich die Polyäthylenummantelung 63 in Umfangsrichtung zusammen, was bewirkt, daß die überlappenden Kanten des Aluminiumbandeβ «meinander vorbei gleiten und damit die vom umge-

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bogenen Band umschlossene Querschnittefläche verringern und die ursprünglich im wesentlichen zylindrische Form verzerren. Dabei drückte sich die Außenkante des Bandes in die Polyäthylenummantelung ein und verringerte ihre Wandstärke unmittelbar oberhalb der Bandkante im Vergleich mit anderen Stellen des Umfange. Dieses Ergebnis ist in Pig. 5B gezeigt.

Pig, 6A zeigt die Kabelseele 61·» die lose eingeschlossen ist in dem; vom umgebogenen Aluminiumband 62* gebildeten annähernd zylindrischen Rohr, wobei sich die Bandkanten, wie gezeigt, überlappen* Die aufgespritzte Polyäthylenummantelung 6?', noch heiß vom Extruder, war zylindrisch· Die Hitze der Ummantelung aktivierte die Spozialpolyäthylenbesehichtung auf der äußeren Oberfläche des Bandes 62*, was zu einer sofortigen Haftung der ümmantelungsmasse am beschichteten Band rings um dessen Umfang führte. Beim Abkühlen zog sich die Polyäthylenummantelung 63' zusammen, jedoch konnte djas Band 62* in Umfangerichtung nicht frei unter der Ummantelung 63* gleiten, und die Schrumpfung der Ummantelung war auf radiale Schrumpfung beschränkt, die nur zu einer Verringerung der Ummantelungswandstärke führte. Bin Gleiten der überlappenden Kanten des umgebogenen Bandes relativ zueinander trat nicht ein, und man erhielt als Endergebnis den in Flg. 6B gezeigten Kabelaufbau·

Der in Fig. 7A gezeigte Kabelaufbau ist ähnlich dem in Fig. 6A, außer daß sich die umgebogenen Bandkanten nicht überlappen sondern zwisohen ihnen ein geringer Zwischenraum bleibt. Fig. 7A zeigt den Aufbau mit der noch heißen Polyäthylenumraantelung in zylindri-

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scher Form, wie sie auf das umgebogene Aluminiumband 62", das an seiner äußeren Oberfläche erfindungsgemäß eine Beschichtung mit der Spezialhaftmasse besitzt, aufgespritzt ist. Eine sofortig Haftung der heißen Ummantelung 63" am umgebogenen Band 62ⁿ verhindert eine Bewegung der Ummantelung relativ zur Bandoberfläche. Bei der Abkühlung kann sich die Masse der Ummantelung 63" nur in einer radialen Richtung zusammenziehen, abgesehen von einer sehr schmalen Fläche des Umfangs über dem Spalt zwischen den Kanten des umgebogenen Bandes* Die Schrumpfung führt also zu einer Wandstär- ·

/verringerung der Ummantelung 63", außer am schmalen Spalt zwischen den Kanten des umgebogenen Bandes, wo die Masse geringfügig eintritt und sieh nach innen in den Spalt herabwölbt, wie in Fig« 7B gezeigt.

Zur Verhinderung einer Umfangsschrumpfung der thermoplastischen Ummantelung bei ihrer Abkühlung muß die Innenfläche der Ummante= lung trotz der Schrumpfung der Masse des darüberliegenden Ummantelungsmaterials eine gleichbleibende Umfangslänge behalten. Bei üblichen "alppth"- Kabeln haftet die Polyäthylenummantelung nicht am Aluminium, und die Abkühlung der aufgespritzten Ummantelung führt zu einem teilweisen Zusammendrücken des Aluminiumrohrs, bis dieses von der Kabelseele gestützt wird. Dagegen haftet nach der Erfindung die Polyäthylenummantelung bereits beim Aufspritzen fest an dem besonderen Spezialpolyäthylen-Haftüberzug auf dem Metallband, und ein Zusammenfallen des Metallrohres tritt nicht ein.

• η Π Γ / ο ■;- 7 L
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2ur Erläuterung der vorliegenden Gesetzmäßigkelten wird auf die Soiiemazeleimung Fig_a 8 Bezug genommen. Es sei ein Segment ■* der thermoplastischen Ummantelung und des Metallbandes betrachtete W@nn aan die Ummantelung 1 an den Punkten A und B am Metallband 2 haften läßt» wird das Metallband 2 bei der Schrumpfung der Um»

diese mantelungsmasse der zusammendrückenden Kraft B unterworfen;/tritt als Folge der Schrumpfung der Ummantelung auf und hängt von den Spritzbedingungen ab. In den meisten fällen kann sie eine Höhe von einigen 35 kg/cm (500 psi) erreichen«. Das Metallband 2 kann als ein unter Druck stehender prismatisßter Eirp©r auge·» sehen werden» wenn die Punkte A und B nah© geiMg Tbdi Für die in einem gnter Druck stehenden pri@mai3le@Si@a IcSr-gsr auftretende-i Spannungen wi3?d im Haaö.iM©]ä StS¹HGtural Design" der Reynolds Metal ₃öompaay₃ Esai'BOkj, 1951 die folgende Sterne! angegebsa--,

pal (entsp??eehends

des

der Endtoafestigung (in inoli b?.Wa ea)

6200 - ^

O₁OOO" - '^uGi.':/;""

I -« 6200 - o;gg = 6200 - 7750 L (psi)

Wenn die Ummantelung eine Wandstärke von 0,080" (2,032 mm) hat_t wie sie für Telefonkabel typisch ist, beträgt die auf 1^W (25»40 axialer Kabellänge wirkende Kraft

500 X (1,000 χ 0,080) = 40 lbs (18,144 kg)

Die auf das Aluminiumband an den Punkten A und B wirkende Druckspannung beträgt

• 40 = 5000 psi (352 kg/cm²) 1,000 χ 0,008

Wenn die Ummantelung am tragenden Band nahezu kontinuierlich haftet, nähert sich die Entfernung L zwischen den Punkten A und B dem Wert Null, und das Aluminiumband wird nicht misaiamenfallen, da

I ^ 6200 - 0 7 5000 psi

Werm jedoch die Haftung punktweise erfolgt und dies Entfernung 1 drtii Wert 6200 - 5000 « 7750 L oder I> » 0,155" (3,937 mm) er= m ?<}Jeht, wird das Band susammenfallen und die Ummantslimg in Um-ΐίύψβrichtung schrumpfen.

Die fcatoäohliühen Vorgang? bei der Verhinderung ά£ί Umfange»

des· UiifEosiieluiig sind koiaplisit)rttir_o iaiiiiäih8fe ist die

da uich liis Umfflanfco-liiii^ in

ia'V ^;:j-3 uiiiii" rag Jwi^ah^R iUir it ,XjtilHi^ s.-aid

vom Mischpolymerttberzug auf dem Band, der ebenfalls ein (modifiziertes) Polyäthylen ist, sich abkühlt und eine Festigkeitsetei= gerung im gleichen Temperaturbereich wie das Ummantelungematerial erfährt. Mit Zunehmen der Spannung in der sich abkühlenden Ummantelung steigt dann allmählich die Haftung am Metall an und damit die Fähigkeit, die Spannungen auf das Metall zu übertragen. Bei der Endabkühlung werden Spannungen in der Ummantelung auf das Aluminiumband ttbeirbragen, das sie ohne Zusammenfallen oder Knit« tern aufnimmt» Untersuchungen bei verschiedenen Spritzbedingungen haben gezeigt, daß die untere Grenze für die Dicke von Aluminiumband, das ohne Zusammenfallen verwendet werden kann» 0,102 mm beträgte. "Aluminiumband mit 0,203 mm Dicke bietet einen Sicher= heitsfaktor, selbst wenn die Haftung zwischen der Ummantelung und dem Band nicht vollkommen kontinuierlich ist.

Das zur Herstellung der rohrförmigen Umhüllung für die Kabelseele umgebogene Metallband ist in einigen des? Erläuterungen als Aluminiumband angegeben worden, kann jedoch ®l?®ag© aus Kupfer oder einem anderen Material bestellen*

Die Beschreibung, Zeichnungen und Erläuterungen betreffen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, jedoch können im Rahmen der Erfindung Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden und einige Merkmale in verschiedenen Kombinationen verwendet werden.

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BAD ORIGINAL

Claims

-10- Patentansprüche

1.) Biegsames Leitungsrohr, insbesondere zur Armierung oder Ummantelung elektrischer Kabel, gekennzeichnet durch einen rohrförmigen Körper, der aus einem gegebenenfalls quergewellten Band (22) unbestimmter Länge durch Umbiegen so hergestellt ist, daf die Bandlängskanten relativ zueinander beweglich sind, und durch eine im Verhältnis dickere Kunststoff ummantelung (34,36), die den rohrförmigen Bandkörper umschließt und am Band derart fest haftet, daß eine Relativbewegung zwischen ihr und dem rohrförmigen Bandkörper und zwischen den Bandkanten beim Schrumpfen der aufgebrachten Ummantelung verhindert wird·

2«) Biegsames Leitungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige metallische Bandkörper aus Metall besteht und die Kunststoffummantelung (56) mit ihm Über eine auf der Außenfläche des Bandkörperβ festhaftende dünne Kunststoffschicht (24), an der sie ihrerseits fest haftet, verbunden ist.

3») Biegsames Leitungsrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Rohrs im wesentlichen kreisförmig ist und die Längskanten des Bandes im wesentlichen aneinanderstoßen.

4.) Biegsames Leitungsrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Rohrs im wesentlichen kreisförmig ist und die längskanten des Bandes einander überlappen.

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5·) Biegsames Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 41 dadurch gekennzeichnet, daß der Bandkörper aus einem Aluminiumband von mindestens 0,102 mm Dicke besteht.

6.) Biegsames Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die festheftende dünne Kunststoffschicht (24) aus einem Mischpolymer, insbesondere einem Pfropfmischpolymer von Äthylen und einem wenigstens eine reaktionsfähige Carboxylgruppe enthaltenden Monomer, insbesondere einer Acrylsäure oder einem Acrylsäureester, besteht·

7·) Biegsames Leitungsrohr nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumband ungefähr 0,203 mm dick,mit einer ungefähr 0,051 mm dicken haftenden Kunststoffschicht (24) überzogen und auf je 25/4 mm seiner Länge mit 5 bis 10 über seine ganze Breite reichenden, ungefähr 1,27 mm tiefen Wellungen versehen ist.

8.) Biegsames Leitungsrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Band ein0,127 bis 0,254 " mm dickes Aluminiumband und die dünne darauf festhaftende Kunststoffschicht (24) 0,0254 bis 0,0762 mm diok ist.

9·) Ummanteltes elektrisches Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß •ein« Armierung oder Ummantelung aus einem biegsamen Leitungsrohr gem&B einem der Ansprüche 1 bis 8 besteht.

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10·) Verfahren zur Herstellung eines biegsamen Leitungsrohrs bestimmter Querschnittsgestalt und Größe oder eines damit ummantelten elektrischen Kabels nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durch Umspritzen eines vorgeformten metallischen rohrförmigen Körpers mit einer heißen Kunststoffummantelungsmasse mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten, dadurch gekennzeichnet) daß ein Metallband (22), gegebenenfalls zusammen mit einer elektrischen pabelseele (10), in Längsrichtung bewegt und gleichzeitig zu einem rohrförmigen Bandkörper (14) der gewünschten Querschnittegestalt und Größe, der gegebenenfalls die elektrische Kabelseele umschließt, so gebogen wird, daß die Bandlängskanten (18) relativ zueinander beweglich bleiben, und anschließend die heiße Ummantelungsmasse (54) derart auf den rohrförmigen Bandkörper aufgebracht wird, daß sie vom Zeitpunkt der Berührung an über dessen Umfang hin fest auf ihm haftet, so daß eine Umfangsschrumpfung und ein Zusammendrücken des Bandkörpers verhindert wird.

11.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf die später die Außenfläche des rohrförmigen Körpers bildende Seite des Bandes (22) eine festhaftende dünne Schicht (24) aus einem reaktionsfähige Carboxylgruppen enthaltenden Polyäthylen aufgebracht und als Ummantelungsmasse Polyäthylen verwendet wird.

12.) Verfahren nach Anspruch 10 oder 11» dadurch gekennzeichnet, daß ein gegebenenfalls nach Aufbringen der dünnen festhaftenden Schicht (24) über seine ganze Breite mit Querwellen versehenes Band (22) verwendet wird.

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150 Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (H) mit im wesentlichen aneinanderstoßenden Längekanten (18) des Bandes (22) hergestellt wird.

14.) Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn-» zeichnet, daß der rohrförmige Körper (H^ mit einander überlappenden Längskanten (18) des Bandes (22) hergestellt wird«

15.) Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Ummantelungsmasse (34,36) bei einer solchen Temperatur vorgenommen wird, daß die festhaftende dünne Schicht (24) aktiviert und dadurch die aufgebrachte Kunststoff ummantelungsmasse (36) sofort festhaftend gebunden wird.

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