DE1640163C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung elektrischer Flachbandkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Flachbandkabel durch Einbetten parallel nebeneinanderliegender guter elektrischer Leiter zwischen zwei Isolierstoff-Folien aus ungesintertem Polytetrafluorethylen durch Zusammenführen in einem temperierten Walzenspalt unter Pressen bis zuni Verschweißen.

Aus der USA.-Patentschrift 3 082 292 ist es bekannt, Flachbandkabel in der Weise herzustellen, daß elektrische Leiter zwischen zwei Isolierstoff-Folien aus ungesinteriem Polytetrafluorethylen (.lurch Zusammenführen der genannten Elemente in einem temperierten Walzenspalt unter Pressen bis zum Verschweißen eingebettet werden. Obwohl bei diesem Verfahren die Leiter geradlinig und exakt zugeführt werden, ist es nicht möglich, eine genaue Positionierung der Leiter zu erreichen, und zwar deshalb, weil die Leiter beim Verpressen mit zwei oben und unten liegenden Isolierstoff-Folien Hohlräume erzeugen, deren Durchmesser erheblich größer ist als der I.eiterdurchmesser, wobei insbesondere seitlich der Leiter unerwünschte Hohlräume ausgebildet werden, innerhalb deren sich die Leiter bewegen können, so daß sie nicht exakt fixiert sind, was für viele Zwecke unbedingi erforderlich ist.

Insbesondere im Hinblick auf die Tatsache, daß auf vielen technischen Gebieten Flachbandkabel mit mehreren Leitern, die in einem exakten Abstand zueinander verlaufen müssen, mit möglichst geringem Volumen und Gewicht erforderlich sind, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, das aus der genannten USA.-Patentschrifi bekannte Verfahren weiter dahingehend zu verbessern, daß eine exakte Positionierung der Leiter in einem Flachbandkabel möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Gattung dadurch gelöst, daß in eine der zwei Isolierstoff-Folien vor der Einführung der Leiter und vor der Einführung in den Walzenspalt eine der Zahl der einzubettenden elektrischen Leiter entsprechende Anzahl von Rillen eingeprägt wird, wobei die Rillen Profile aufweisen, die dem Querschnitt der einzubettenden Leiter entsprechen.

Es hat sich in überraschender Weise herausgestellt, daß durch das vorstehend beschriebene Verfahren eine exakte Positionierung von Leitern in einem Flachbandkabel möglich ist, was insbesondere im Hinblick auf eine exakte Parallelität dieser Leiter, die in einem derartigen Kabel einzuhalten ist, von Bedeutung ist. Dieses Ergebnis war in Kenntnis des Standes der Technik, insbesondere der genannten USA.-Patentschrift nicht vorhersehbar, da man an sich angenommen hätte, daß eine Prägewalze zum Einprägen von Rillen in eine Isolierstoff-Folie der Verwendung eines Leiters äquivalent ist. Es wäre daher an sich zu erwarten gewesen, daß bei Verwendung einer Prägewalze die gleichen Ergebnisse erzielt werden wie bei Verwendung eines Leiters.

Nach der Herstellung der Flachbandkabel werden diese durch Erhitzen auf Temperaturen oberhalb 327° C (Sinterungstemperatur) ausgesintert. Vorzugsweise erfolgt das Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 330 und 430° C.

Aus der DT-PS 7 35 225 ist an sich ein Verfahren zur Umhüllung einzelner elektrischer Leiter durch gleichzeitige Längsbedeckung einer Mehrzahl elektrischer Leiter mit Bändern aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen bekannt, bei dem in die Bänder vor dem Einlaufen in die Kaliberwalzen durch eine Zieh- oder Walzvorrichtung Rillen eingeformt werden. Dieses Verfahren soll jedoch ein ganz anderes Problem, nämlich das Aufplatzen an den Längsnähten der Umhüllungen einzelner Leiter lösen, wobei durch das Einformen von Rillen, das allmählich oder nacheinander erfolgt, Zugspannungen in Querrichtung der Bänder vermieden werden sollen. Diese bekannte Methode zur Einprägung von Rillen ist darüber hinaus für Folien aus ungesintertem PoIytetrafluoräthylcn unbrauchbar, da Polytetrafluorethylen erheblich elastischer als Gummi oder gummiähnliche Kunststoffe ist und durch die bekannten Zieh- oder Walzvorrichtungcn in Polytetrafiuor-

äthylen-Folien eingeprägte Rillen ihre Form nach Verlassen dieser Prägewcrkzeuge nicht beibehalten würden, so daß eine Ausrichtung der Leiter durch so vorgeprügte Rillen mit der erforderlichen liöehslgenauigkeit nicht möglich ist,

Eine Vorrichtung /ur Durchführung des eii'induntisgemäßen Verfahrens, besitzt ein Aggregat von drei übereinander und parallel zueinander ungeordneten rotierenden Walzen, die auf ihrem Umfang ringartige Vorsprünge tragen, mit der Maßgabe, daß ίο die Vorspriinge der mittleren Walze und der unteren Walze sich jeweils paarweise in einer gemeinsamen [ibene gegenüberstehen, daß die Vorsprünge der oberen Walze zu denjenigen der mittleren Walze auf Lücke stehen und daß zwischen den Außenkanten der Vorsprünge von jeweils zwei benachbarten Walzen ein lichter Abstand besteht, der jedoch kleiner als die Gesamldicke der zwischen diesen beiden Walzen hindurchzuführenden Polymcrisatbänder ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine Ausführungsform der zur Durchführung dieses Verfahrens dienenden Vorrichtung,

F i g. 2 in einem Ausschnitt die gegenseitige Anordnung von drei zur Ausführung des Verfahrens dienenden Walzen,

F i μ. 3 einen Schnitt durch die crfindunt'sgcmäß mit Rillen versehene erste Isolierstoff-Folie,

F i g. 4 einen Schnitt durch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Flachbandkabel.

Gemäß F i g. 1 wird von der Spule 1 die erste Isolierstoff-Foüc 4 dem Spalt des Pi ägewalzenpaares 2, 3 zugeführt. Beim Durchtritt durch diesen Spalt werden in die Folie 4 eine Anzahl /1 von parallelen Rillen eingeprägt. Jeder dieser Rillen wird von einer Gruppe von /1 Vorratsrollen 6 ein elektrischer Lei-40 tcr 5 in Form eines Drahtes, eines flachen Bandes, eines flachen Stranges oder mit einer anderen Form über eine Leitrollc 7 zugeführt. Die Form des Rillcnprofils muß natürlich jeweils dem Profil des einzubettenden Leiters entsprechen, d. h., daß zum Einbetten eines runden Leiters eine halbkreisförmige Rille und zum Einbetten eines flachen Leiters eine rechteckige Rille eingeprägt weiden muß. Durch die gegenseitige Anordnung der Vorratsrollen 6 sowie der Leitrolle 7 wird gewährleistet, daß jeder einzelne Leiter 5 exakt in die ihm zugeordnete Rille in der ersten Isolierstoff-Folie 4 eingeführt wird, und daß diese Einführung auf einer Linie kurz vor dem Walzenspalt 9 vollendet ist. Dieser Walzenspalt 9 wird von den Preßwalzen 3 und 10 gebildet. Ihm wird von der Vorratsrolle 12 die zweite ISoIiCrStOIf-In)Hc 11 über die Preßwalze 10 zugeführt. Infolgedessen laufen in dem Spalt 9 die mit vorgeprägten Rillen versehene erste Isolierstoff-Folie 4 mit in deren Rillen liegenden Leitern 5 und die zweite Isolierstoff-Folie 11 fⁿ derart zusammen, daß clic Leiter 5 zwischen i\cn beiden Isolierstoff-Folien liegen. Beim Zusammenführen im Spalt 9 werden die beiden Isolierstoff-Folien gegeneinander gepreßt und an ihren Uerührungs/onen zwischen ilen parallel zwischen ihnen liegenden Leitern 5 miteinander verweißt, so daß nunmehr tue LeiterS um ihren gesamten Umfang herum \on Isolierstoffmasse unmehen sind. Aus dem Spall 9 tritt das in dieser Weise erzeugte laminierte Flachbandkabel 13 aus und wird einem Heizofen zugeleitet, in dem das ungesintertc Polytetrilluorälhylen gesintert und ausgehärtet wird.

Die F i g. 2 zeigt das Zusammenwirken der WaI- :'.en 2 und 3 einerseits und der Walzen 3 und 10 andererseits. Zwischen den Walzen 2 und 3 erfolgt die Rillenbildung in der ersten Isolierstoff-Folie. Zu diesem Zweck stehen die Vorsprünge f4 der Walze 2 auf Lücke den Vorsprüngen 16 der Walze 3 gegenüber, so daß in der zwischen den beiden Walzen durchgeführten IsolierstolT-Folic von jedem Vorsprung 14 in Zusammenarbeit mit dem jeweils zugeordneten Paar von Vorsprüngen 16 eine Rille eingeprägt wird. Auf diese Weise wird der ersten Iso-HerstolT-Folie das in Fig. 3 wiedergegebene Profil 19 verliehen. Den Rillen 20 auf der einen Seite stehen Vorsprünge 21 auf der anderen Seite gegenüber. Die in dem Spalt des Walzenpaares 2, 3 auf diese Weise beidseitig profilierte erste Isolicrstofl-Folie4 wird auf ihrem weiteren Weg über die Walze3 durch Zusammenwirken der Vorsprünge 21 mit den Vorsprüngen 16 dieser Walze gerade geführt, während sie gleichzeitig ihre Rillen 20 den zulaufenden Leitern 5 darbietet. Die Walzen 3 und *0 sind derartig angeordnet, daß die Vorsprünge 16 der Walze 3 den entsprechenden Vorsprüngen 17 der Walze 10 genau gegenüberstehen, wobei jedoch noch ein kleiner Abstand vorhanden ist. Dadurch wird erreicht, daß die zwischen diesen beiden Walzen durchgeführten IsolierstofT-Folicn im Bereich der Vorsprünge der beiden Walzen stark gegeneinandergeprcßt und um den erwünschten Betrag zusammengepreßt werden. Ist beispielsweise jede der Isolierstoff-Folien 0,1mm dick und weisen die Walzen 3 und 10 zwischen ihren gegenüberstehenden Vorsprüngen einen Abstand von 0,075 mm auf, so werden die beiden Folien an diesen Stellen von einer ursprünglichen Gesamtdicke von 0,2 mm auf eine solche von 0,075 mm verdichtet und auf diese Weise miteinander verschweißt.

Aus rein zeichnerischen Gründen sind die rillenpräg'Snden Vorsprünge 14 in der Walze 2 rund dargestellt. Diese Vorsprünge kommen für ein Einbetten von zylindrischen Leitern in Frage. Demgegenüber sind die Vorsprünge 16 und 17 der Walzen 3 und 10 als rechteckige Profile gezeigt. Das unter Verwendung einer derartigen Vorrichtung hergestellte, mehrere Leiter enthaltende Flachbandkabel ist im Schnitt in F i g. 4 gezeigt. Selbstverständlich können auch die Vorsprünge 16 und 17 auf den Walzen 3 und 10 mit runden Profilen versehen sein. Grundsätzlich sind alle denkbaren Profilformen geeignet, die im Zusammenwirken auf den drei Walzen einerseits eine geeignete Rillenprägung und andererseits die Geradeführung der geprägten Isolierstoff-Folie auf den Walzen 3 und 10 gewährleisten.

Bei der bisher geschilderten Ausführungsform ist nur für die erste Isolierstoff-Folie eine Rillenprägung vorgesehen. Das Verfahren läßt sich jedoch auch in der Weise variieren, daß man auch die zweite Isolierstoff-Folie mit einet Rillenprägung gleichen oder anderen Querschnitts versieht, so daß jeder Leiter im Walzenspalt 9 gleichzeitig in eine Rille der ersten Isolierstoff-Folie sowie in eine Rille der zweiten IsosolierstolT-Folie einläuft. Zu diesem Zweck bedarf es nur einer einfachen Ergänzung der in F-¹Ig. schematisch dargestellten Vorrichtung, indem noch

in geeigneter Weise ein Prägespall bzw. Prägewalzenpaar für die zweite Isolierstoff-Folie 11 vorgesehen wird.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Flachbandkabel auch in ungesintertem Zustand gelagert und verwendel werden können, vorzugsweise werden sie jedoch, wie bereits erwähnt wurde, durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb 327° C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 330 und 430" C, gesintert, wobei das Erhitzen zwischen einigen Sekunden und 30 Minuten dauern kann.

Beispiel

Fünf Leiter, die sich auf fünf einzelnen Spulen befinden und einen Durchmesser von 0,175 mm besitzen, werden der Lcitrolle 7 zugeführt. Nach dieser Leitrollc legt sich jeder Leiter in eine Rille der über die Walze 3 zugeführten ersten Isolierstoff-Folie 4. Diese besteht aus ungesintertem Polytctrafluoräthylcn und besitzt eine Dicke von ungefähr 0,2 mm. Heim Durchgang zwischen den profilierten Prägewalzen 2 und 3 werden Rillen eingeprägt, welche ungefähr 0,125 mm tief und ebenso breit sind.

Nachdem die Rillen der ersten Isolierstoff-Folie 4 die Leiter 5 aufgenommen haben, läuft die Folie im Spalt 9 zwischen den RoUcnpaarcn 3 und 10 mit der zweiten lsolierstoff-Folicll zusammen. Beide Bänder werden dort, wo sie zwischen den Vorsprüngen 16 in der Walze 3 und den entsprechenden Vorsprüngen 17 der Walze 10 durchlaufen, stark zusammengepreßt und miteinander verschweißt. Aus dem Walzenspalt 9 tritt dann ein laminiertes Flachbandkabel aus, das den Querschnitt von F i g. 4 aufweist.

Das beanspruchte Herstellungsverfahren betrifft nicht Kabel für niederfrequente Energieverteilung, ζ. Β. Hausinstallation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Flachbandkabel durch Einbetten parallel nebencinaiulerliegender guter elektrischer Leiter /wischen zwei Isoliersloll'-Folien aus ungesinteriem Polytetrafluorethylen (.lurch Zusammenführen in einem temperierten Walzenspalt unter Pressen bis zum Verschweißen, dad ure Ii ge ken η- ίο zeichnet, daß in eine tier zwei Isolierstoff-Folien vor der ninfülmmg der Leiter und vor der Einführung in den Walzenspalt eine der Zahl der einzubettenden elektrischen Leiter entsprechende Anzahl von Rillen eingeprägt wird, wobei die Rillen Profile aufweisen, die dem Querschnitt der einzubettenden Leiter entsprechen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch ein Aggregat von drei übereinander und parallel zueinander angeordneten rotierenden Walzen (2, 3, 10), die auf ihrem Umfang ringartige Vorsprünge tragen, mit der Maßgabe, daß die Vorsprünge der mittleren Walze (3) und der unteren Walze (10) sich jeweils paarweise in einer gemeinsamen Ebene gegenüberstehen, daß die Vorsprünge der oberen Walze (2) zu denjenigen der mittleren Walze (3) auf Lücke stehen und daß zwischen den Außenkanten der Vorsprünge von jeweils zwei benachbarten Walzen ein lichter Abstand besteht, der jedoch kleiner als die Gesamtdicke der zwischen diesen beiden Walzen hindurclmiführcnden Polymerisatbänder ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mehrere Vorratsrollen (6) für elektrisehe Leiter (5) und eine Leitwalze (7), die derart versetzt angeordnet ist, daß die Leiter (5) bereits auf einer Linie vor dem zwischen den beiden Walzen (3) und (10) gebildeten Spalt (9) auf die rillcngcprügte Isolierstoff-Folie (4) auflaufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zwei Vorratsrollen (1 und 12) für die Isolierstoff-Folien (4 bzw. 11).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch bis zu drei Umleitrollen (23, 24), von denen jede einer der Prägewalzen (2, 3, 10) zugeordnet ist und ein jeweils über eine der Umlcitrollcn und ein über die zugehörige der Präge- bzw. Preßwalzc umlaufendes endloses Band aus Polytetrafluorethylen.