DE1640282A1

DE1640282A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Strangpressens mehrschichtiger Kabelisolierungen

Info

Publication number: DE1640282A1
Application number: DE19681640282
Authority: DE
Inventors: Brown Carles Arthur
Original assignee: General Cable Corp
Current assignee: General Cable Corp
Priority date: 1967-02-13
Filing date: 1968-02-09
Publication date: 1969-12-11
Also published as: ES350436A1; US3502752A; FR1554308A; GB1214181A

Description

Oentral Cable Corporation
73o Third Avenue

8. Februar I960

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung dee Strangpressens Mehrschichtiger Kabelisolierungen

PIe Erfindung betrifft Verfahren und Torrlohtungen für da· Strangpressen von mehrechiohtige» Kunststoffmaterial um einen elektrischen Leiter.

Die einfachste Kabelkonstruktion besteht aua einen einseinen Leiter, auf den eine Wand aus Isoliermaterial extrudlert worden ist» wobei die Isolierung eine beträchtliche und gleiohfSrnige Dicke aufweist und konsentrlaeh auf dem Leiter angeordnet 1st. Bei bestimmten Anwendungen ist es erwfinsoht» ein Kabel su verwenden, das aus eines !«lter» einer darauf aufgebrachten» verhältnisnttftig dicken ersten Schicht aus Isoliermaterial und einer darüber extrudierten, etwa o,o25 bis ο,15 we starken dünnen Wand oder «weiten Schicht aus einen anderen* als Schutzumhüllung

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dienenden Material besteht. Ein derartig·! Kabel katin beispielsweise aus einen Leiter bestehen, der duroh eine erste Sehloht aus Polyäthylen isoliert ist und darüber eine Nylon~8chuteschicht aufweist« Bei verschiedenen mehrschichtigen Kabelkonstruktionen ist et vielfach erwünscht, daß eine Schicht verhältnismäßig großer Dicke mit einer verhältnismäßig dünnen anderen

Schicht unterlegt ist. Die bei derartigen mehrschichtigen

ne

Konstruktionen Torhande/ grundsätsliche Ähnlichkeit besteht darin, daft su ihrer Herstellung ein Mehrfaoh-Strangpreftvorgang erforderlich ist.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, nach denen ein Kabel mit einer Isolierschicht und einer Sohutesohicht hergestellt werden kann. Die meisten dleeer Verfahren arbeiten mit zwei getrennten Strangpreßvorgflngen, fflr die «wei Strangpreßköpfe erforderlich sind, von denen einer für das Strangpressen der Isolierschicht ) und der andere für das Strangpressen der Schutthülle verwendet wird. Verschiedene Varianten dieses Verfahrens sind ebenfalls bekannt; so etwa ein mit ewel Durchgängen arbeitendes Verfahren, das die Verwendung sweier getrennter Strangpreßeinrichtungen erfordert, ein Tandem-' verfahren, bei dem im selben Durchgang zwei Strangpreßeinrichtungen verwendet werden, und ein sogenanntes gleichseitiges Strangpreßverfahren, bei dem zwei Form-

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stüoke in einem eineigen Strangpreßkopf verwendet werden.

In dem USA-Patent No. 3.229.ol2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren besehrieben, mit denen eine geschichtete Wand, aus einer verhältnismäßig dicken ersten Schicht aus Kunststoff-Isoliermaterial und einer etwa o,o25 bis o,15 ram starken zweiten dünneren Schicht aus einem anderen Kunststoffmaterial durch eine einelge Strangpreßöffnung auf einen bewegten Leiter stranggepreßt werden kann. Dlesee gleichseitige Strangpressen stellte eine optimale BJη lung der stranggepreßt«η Schichten sicher, so daß sich eine lunkerfreie mehrschichtige Konstruktion ergab. Dieses Verfahren ist mit Erfolg zum gleichseitigen Strangpressen einer

leitenden Abschirmung und einer Polyäthylen-Isolierung ' bei Hochspannungskabeln verwendet worden. Dabei 1st es von Bedeutung, daß dieses Verfahren des gleichzeitigen Strangpressens bei den verschiedensten Kombinationen extrudierbarer Isolierstoffe anwendbar ist.

FUr den Strangpreßvorgang ist es von entscheidender Bedeutung» daß die Dicke des um den Leiter herum stranggepreßten Materials suverlässlg überwacht und geregelt wird. Die herkömmlichen tiberwachungs« und

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Regelanlagen verwenden zu diesem Zweck Kapazitätsmonitoren oder Durchmesser-Regelungen, um an dem extrudierten Kabel entweder die Kapazität pro Längeneinheit oder den Außendurchmesser zu messen bzw. zu steuern. Diese Einrichtungen sind über Servomotoren an den Vorschub-Antrieb der Strangpreßvorrichtung angeschlossen, und zwar unter Verwendung eines Stellwideretandes oder Spannungstellers, der die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt» so daß die Kapazität pro Längeneinheit oder die Gesamtdicke des Kabels durch Verstellung der Geschwindigkeit, mit der der Leiter durch den Strangpreßkopf bewegt wird, Innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten werden.

Beim Strangpressen einer einzelnen Isolierschicht auf einen Leiter bieten die überwachung und Regelung der Dicke der Isolierschicht keine besonderen Schwierigkelten und kennen durch Verwendung entweder eines Kapazitätsmonitors oder einer Durchmesser-Regelanlage erzielt werden, je nachdem, welche der beiden Möglichkeiten im Einzelfall vorzuziehen ist. Beim Strangpressen mehrschichtiger Kabelisolierungen wird das Problem Jedoch erheblich komplexer. In diesem Fall ist der Gesamtdurchmesser eine Funktion der Dicken mehrerer Materialsehichten, von denen Jede während des Strangpreßvorganges ihre Dicke verändern kann. Bei der Her-

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•teilung eines Kabels« das sowohl eine Iallerechlcht als auch eine Hüllschlcht aufweist, 1st die Messung und Regelung des Außendurchmessers nicht ausreichend, um bestimmte Abmessungen jeder einseinen Schicht sicherrueteilen, sondern vermag nur die Gesamtdicke der Isolier- und der Hüllschicht anzuzeigen. Bs 1st denkbar» daß man bei mit zwei Durchgängen oder im Tandem arbeitenden Verfahren die Dicken sowohl der Isolierung als auch der Hülle durch Verwendung zweier Durchmesser-Regler wirksam überwacht und regelt, wobei die erst· Regelung den Durchmesser der Isolierung miftt und dl· «weite den Gesamtdurchmesser, nach-dem die Hülle über die Isolierung stranggepreftt worden 1st. Beim gleichzeitigen Strangpressen von Isolierung und Hülle ist Jedoch die beschriebene Verwendung sweier Durchmesser-Regler nioht möglieh.

Auch beim Messen und Regeln der Kapasitit sowohl der Isolierung als auch der Hülle mit H Life eines Kapasltltamonitors ergeben sich Schwierigkeiten. Bei einer derartigen Kabelkonttruktion setzt sieh di· Kapasit&t pro Längeneinheit aus den Kapasit&tsantellen des» beiden Schichten susammen, die sich sowohl in b#8ug auf di« Dicke al» auch in bezug auf di· Di«I«SEträsitite~ konstant· voneinander unterscheid·» ieSnn·»» Wm

besteht also darin, wise!t®& der ersten wnä

zweiten Schicht in einer solchen Waise eine Unterscheidung zu treffen, daß Xnderungen der Dicke Jeder Schicht gemessen und Qröße sowie Richtung dieser Veränderungen bestimmt werden. Dies kann nicht allein durch Verwendung eines Kapazitätsmonitors bewerkstelligt werden.

Die Erfindung geht von der Aufgabe ausi ein einfaches und technisch wirksames Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Steuerung der Durchmesser'und der Dicken der einzelnen Schichten einer mehrschichtigen stranggepreßten Kunststoffumhüllung eines elektrischen Leiters, beispielsweise mit einer widerstandsfähigen Kunststoff-Hüllschicht und einer darunterliegenden Schicht elektrisch isolierenden Materials versehenen Leiters, su schaffen, die ebenso wie die zugehörigen Meßinstrumente für hohe Strangpreßgeschwindigkeiten geeignet sind und eine kontinuierliche und augenblickliche Anzeige der Abmessungen der beiden Schichten liefern.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Steuerung der Aufbringung einer Inneren Kunststoffschicht und einer diese überdeckenden äußeren Kunststoffschicht auf einen elektrischen Leiter durch Strangpressen gelöst, das dadurch ge-

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kenne«lohnet tut, da· für dl« iuntre Schicht und dit äuftere Schicht Katarieilen mit verschiedenen Dlelektrltltttekonstunten verwendet werden, <?*! der Durehetsier und diö Kopmltät der kombinierten Schichten orfmAt t/erden, daß «In Anseiger neon KooiHtlniten entspreohcind den Vc*fänderungen der erfaßten HeAwcrUr bewegt wird, und <lcß der Sti «mgpreßvoi«gang In Abhlngigkelt von Abweichungen stfischen der Stellung dee Anzeiger* und einer vorgegebenen Kurve gesteuert wird,.

Ζην Purahführung dee Verfahrens bedient sieh die Erfindung finer Vorrichtung tür Aueeige von Veränderungen i)5.:?icc3 eln«r Schicht oder beider Schichten einer olektriechen Leiter atranggeprefiten doppel-

Kunet»toffumhüllungi erflndungegenäß ist; dieBO Vorrichtung gekennseiohnet durch einen auf die GiiBerat.kapü'titftfc beider Schichten ansprechenden Kapf'.siMitsraonlfcor, einen auf Veränderungen des Geeamtdurohwosaers äes umhüllten Leiters ansprechenden Durchnieeeer-Nonitor, ein τοη den Monitoren gesteuertes Ansftigeinßtrumont mit einem Anseiger_t der sich in Abhängigkeit von den durch die Monitoren erfaßten ■Veränderungen nach verschiedenen Koordinaten bewegt, unö eine sr.u dleaiun Amteigelnetrument gehörige Kurvendarstellung, die Linien für vorgewählte AuAendurchraesser

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aufweist_f »9 da£ bti konstanter McKe des» «inta Sobieht dor Dioke der sndeyets Schicht durch ent« Abweichungen d«r Position des Anscigers stngewerden*

Bei des erfindung»gemSßen Verfahren und dar «rfindwngagemlßen Verdichtung werden Schichten au« Materialien mit verschiedene!» DlelftlctrisltAtskonsfcarite vemendet. Wenn beide Schiebten die gewünschten Dicken aufweisen» haben Ihre für alch genoatsenen Kapaziilten pro LÄogenelnhelt «le auoh die Oeeatntkepas3 tut der kombinierten Schichten pro Längeneinheit bekennte Werte» eo d&ft auf Qrund der von den Monitoren gelieferten Daten autoaatleoh Kurven der bestehenden Zustände aufgeselohnet werden können, deren Abweichung von einer vorgegebenen Sollwertkurve lr$endtfelohe Veränderungen der Abmessungen der beiden Schichten anselgea. Da* kurvenaufseichneade. Instrument kann auoh dtits bemstft werden₉ um «stoiuitlseh dl« Dioken der Schichten und den Oeaantdurchmeeser des uahttllten Kabele su regeln. Bin besonderer Vorteil der Erfindung bestellt darin, daß sie auoh bein gleichseitigen Strangpressen verschiedener Schichten aus einem einsigen StrangpreÄ-kopf anwendbar 1st.

Weitere Merkaale und Vorteile der Erfindung ergeben aleh aus der folgenden Beschreibung von AtHführuiig8b«lspi«len

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in Verbindung »It der Zeichnung.

Pi.gn, 1 und 2 sind Schnitt» durch herkömmliche elektrische Leiter mit stranggepreßten Umhüllungen.

Fig. 3 1st ein Schnitt durch einen Strangpreßkopf

zur gleichzeitigen Aufbringung einer elektrischen Isolierung und einer Deckschichtj in dieser Figur sind feme? Bchcwatiach Steuereinrichtungen mir Durchfuhrung dea erfindungsgsmäßen Verfahrene angedeutet.

Flg. 4 ist eine schctnatlache Ansicht einer Vorrichtung sur erfindungsgeraäßsn Regelung de» Durchmessers und der Dicke einer mehrschichtigen Kunststoff» umhüllung·

Die Kapazität pro Längeneinheit eines einschichtig Isolierten Leiters gemHB Fig. t in einem umgebenden leitenden Medium ist durch die folgende Gleichung gegeben :

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BAD

/.Ο

E₀ ■ absolute Dielektrizitätskonstante des Yikuums K « relatiYe Dielektrizitätskonstante der Isolierung d₀ * Außendurchmeaser des isolierten Leiters d_c * Leiterdurchmesser

Im Pail eines mit Ewei Schichten aus dielektrische« Material isolierten Leiters gemflß Flg. 2 setet sich die Kapazität pro Längeneinheit aus den Kapazitätsanteilen der einzelnen Schichten zusammen, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Kapazitätsbeiträge der in Fig. 2 dargestellten einzelnen Schichten lassen sich durch die folgenden Gleichungen ausdrücken:

2 E_rt K₁ 2 E_ K₉ ο 1 r - ο 2

d. 2 dT

darin bedeuten:

· Dielektrizitätskonstanten der inneren bzw. äußeren dielektrischen Schicht

* AuAendurchaesser der inneren Isolierschicht

* Außendurchmeseer der äußeren Isollersohicht (Oesaatdurchaiesser)

Die Oesaatkapazität pro Längeneinheit des isolierten Leiters 1st gegeben durch

⁰I ^C2

^wo C_- ♦ C_n

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Da K. und K_? Konstanten sind und der Leiterdureia&esser d ebenfalls ins wesentlichen konstant ist, bestehen die

folgenden funktioneilen Zusammenhänge ·.

. f(C_lf C₂)

«somit C₀ = f(d₄,

oder

Durch Einsetzen der Durchmeßserwerte für gegebene KabeIkonetruktionen in die K&pasitätsgleietmngen, Berechnen der Gesaistkapaeität C_Q und graphische Darstellung der Ergebniese kann »an den Auftendurchmeseer dj der inneren Isolierschicht graphisch als Punktion der QesaatkapasitSt pro L&ngeneinheit C_Q und dee Geeamt Kabeldurohneseers A₂ ausdrücken. Ein Beispiel für «Ine derartige graphische Darstellung ist in Fig. 4 bei 21 dargestellt.

nan andere konstante Werte für den Dwrehaeeser A^ so können andere Linien für Jeden der angen&amentn konstanten Werte für ά« erhalten werden, etwa die durch die Bezugszeichen 22 und 23 bezeichneten Linien. Es

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ist klar, daß Je nach der Anzahl von Werten für d^, die .^ auf den graphischen Darstellungen aufgetragen werden, jede beliebige Anzahl derartiger Linien erhalten werden kann.

Für Jeden angenommenen konstanten Wert von d* können auch andere Werte auf der in Fig. 1 dargestellten graphischen Darstellung aufgetragen werden, beispielsweise die Gesarat-Umhüllungsdicke, d. h. die Dicke (dg-d^ Da d₂ eine der Variablen ist, die als*Ordinate der graphischen Darstellung aufgetragen sind, liefern diese Umhüllungsdicken-Auftragungen eine Gruppe von Linien 31, 32, 33 und 34, von denen jede ein· andere Konstante für die umhüllungsdicke und für d« wiedergibt. Die Art und Weise, in welcher diese Linien 22 bis 23 und 31ULe 3* der graphischen Darstellung verwendet werden, wird weiter unten nach einer Beschreibung der Durchmesser- und Dickenregelung der stranggepreBten Schichten noch im einseinen beschrieben werden.

Fig. 3 seigt eine Vorrichtung sur Aufbringung stranggepreßten Isoliermaterlals und einer stranggepreAten Hüllschicht auf einen elektrischen Leiter.

In Fig. 3 ist ein Strangpreßkopf Uo für kontinuierliches Strangpressen einer gsschlchteten Wand aus Kunststoff-

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Verbindungen In voneinander tmterechltftion&n, untereinander verbundenen Schichten auf einen bewegten Leiter oder Kern bulieblgor Lüngo dargestellt. In der* AuaetoÄ-k&mmex» H einer herktimiflliuhon Strangpre&nüsehina 1st «iAno Sp.lt se 42 gelagert, die eine Längsbohmmg 43 fiU* den Durchlauf des Ker-na oda.? Leitern 44 aufweint * in Fig» 3 bewegt aiah der Laiter von rechts nach links. Xn der Auuatoßkammor Ή .lot mit Abstand vor der SpitBe Ί2 öin StrangpreÄkopf ^5 gelage^b, dessen Bohrung 46 den endgültigen Gesamtdurchmesser der st?anggepreftten Urahüllung bestimmt.

zum Oberslehen des elektrioch leitenden Kerne 44 dienernde Xunotstoff-Isolierraate*»ial wird über eine Öffnung; 48 eingeführt, wobei dae Kimstetoffiaaterial in Irgendeiner geeigneten Welse, etwa alt Hilfe einer (nloht dargestellten) Fördereehneeke in die Auaetoßkauner 4l gedrückt wird. Beim Durchgang des Kunst-Btoff-IeoliermafccrialK durch die vevhältnisroÄßig engen Durchgänge zwlechen der Spitze 42 und der Bohrung 46 des Strangpreßkopfe 45 wird daa Kunststoffmaterial verflüssigt und bildet eine zusammenhängende Wand um den Kern 44 herum» wie in der Figur darge~ •teilt ist,

Derjenige Kunststoff, des* für die Herstellung einer «tonnen Haut *uf der Äußeren Oberflfiohe d».t·

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Kunatßtoff-Iiiollertohiahb beatinmit lsi; und auch leitend »ein kann» wird a»ri schon dlo Oberflächen des Kunatstoffiaollerm*ter.i.ilö und ü%v irluhterfuraiigon V/anüoberfiäühe dea Sfcrangpreßkopfs 45 eingeführt, und awar auf de;» geaantoii Umfang d>ar Wondobsrfmuh^ vox^augaweiie in Nachbarschaft dar Mm'aiivungB'itellö des Iaollerjijaüä^lalB In d«n Kopf. Wenn hier von dar Einführung eines Bweiwrtn Ki'mütßtof^a-ifcsrlala Rv;:l3chen diese Pläohen dlo! Hedj ist, d» h, al-.3o swliichan dam Haupt* körper des iiuf us/si a:Lch briV-'gandin K^rri Hh Oi.cangaui)i'öfl,jenden Kuns$sfcoiY.?;>....v).alij unci d«r V/undoberfläohe dao Kopfe«, E.O 3oll da^u-ritar verstanden .vm'den» daÄ eine verhältnismäßig lileina, abnamaerjöne Menge des awaiten Runsfcafcoffmaterials kontinui-jrllch awiöohen diüBO Flächen In Form i'inar Schichb extrudiert Wird, die sich über den gesamten Umfang der Wandflache der Form erstreckt» Dieses svre.Ue KunatstoffmaberM hit die gewünachte Dicks, um eine Hülle über eier ersten, isolierenden Schicht zu bilden.

Wie dargestellt, ist in der äußeren Obarflache des Kopfes 45 zwischen seiner Vorderkante und der Wand der Aussioßkammer 41 ein Umfangakanal H9 ausgebildet, der »it unter Druck stehendem Kunatetofftaaterial beschickt wird. Der Kanal 49 1st In der dargestellten Weise u^itmenaltten, so aaA tr de« P|u» des Kunststoff-

materials um den Kopf herum einen verhältnismäßig geringen Widerstand bietet. Mit einer derartigen Konstruktion 1st es möglich, auf das Kunststoffmaterial einen im wesentlichen gleichförmigen Druck Ober den ganzen Umfang des Strangpreßkopf auszuüben und dadurch sicherzustellen, daß ein fiber den gansen Umfang gleichförmiger Film dieses Kunstotoffmaterials, das beispielsweise leitend sein kann, über die Kante des Strangpreßkopfs zwischen die Oberfläche dea Kunststoff"-Ieoliermaterlals der ersten Schicht und die trichterförmige WandoberflSche des Strangpreßkopf β abgegeben wird.

Das Kunststoffaaterial für die fiußere oder Hüllechicht wird dem Umfangskanal $9 über einen Durchgang 51 zugeführt»der an eine Druck-Speiseeinrichtung 52 angeschlossen ist. Diese ist schematisch in Pig. 3 dargestellt und so Ausgeführt, daß der Druck, mit de« der Kunststoff angeliefert wird, veränderbar ist. Durch Steuerung des Drucks des Kunststoffmaterials im Durchgang 51 kann die Menge an Kunststoffraaterial, die über die Kante 5o des Strangpreßkopfea in den Raum zwischen der Vandoberfläche des Strangpreßkopfe und dem bereits auf dem Leiter befindlichen dickeren Kunst-

eintritt
stoffkörper/in engen Orensen geregelt werden.

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Die Menge des bei irgendeinem gegebenen Druck über die Kante 5o ausfließenden Materials hängt von dem Abstand zwischen der Kante 5o und der Strangpreßkopf-Auostoßkaramer ^i ab. Dieser Abstand ist in der Zeichnung der besseren Klarheit halber übertrieben dargestellt. Durch geeignete Wahl dieses Abstandes und der Drücke im Durchgang 51 ist e3 möglich, auf der äußeren Oberfläche des unterliegenden Kunststoff-* Isolierkörpers eine dünne Haut gewünschter Stärke RU erzeugen, die bei dem fertigen Produkt etwa eine Dicke in der Größenordnung o,ol mm oder weniger haben kann. Diese dünne Schicht aus Kunststoffmaterlal wird konzentrisch und gleichmäßig über die Isolierung stranggepreßt.

Für die Regulierung von Zuführgeschwindigkeit und Druck des direkt auf die Oberfläche des elektrischen Leiters extrudierten Kunststoffmateriale 1st ein Regler 53 vorgesehen. Wenn eine Zuführschnecke verwendet wird, kann der Regler 53 die Drehzahl der Zuführschnecke steuern. Somit können die Drücke beider Kunststoff-Zuflüsse unabhängig voneinander gesteuert werden, um die Dicken der einzelnen Schichten in der noch zu beschreibenden Welse zu steuern.

In Fig. 3 ist ein elektrischer Leiter 44 dargestellt,

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der mittels einer Vorschubeinrichtung 56 durch den Strangpreßkopf transportiert wird. In der schentatischen Darstellung der Pig. 3 sind Rollen 58 gezeigt, die mit dem elektrischen Leiter ¹I¹I in Berührung stehen, sowie ein Motor 6o für den Antrieb der Rollen 58 über ein Getriebe 62. Die Geschwindigkeit, mit der der elektrische Leiter M sich durch den Strangpreßkopf bewegt, ist durch eint» Motordrehzahl-Steu-u'einrichtung

64 bestimmt.

Die Fign. 1 und 2 zeigen einen elektrischen Leiter mit einer darauf stranggepreßten Schicht aus Isoliermaterial 65. In Flg. 2 ist eine äußere oder Hüllechicht 67 dargestellt, die aus einem von der Isolierschicht

65 verschiedenen Material besteht und vorzugsweise eine größere Widerstandsfähigkeit aufweist, um die Isolierschicht 65 gegen mechanische Beschädigungen su schützen. Beispielsweise kann die Isolierschicht 65 aus Polyäthylen bestehen, das sehr gute elektrische Isoliereigensehaften hat, und die Hüllschicht 67 kann aus Polyvinylchlorid oder Nylon bestehen; diese Stoffe haben weniger erwünschte elektrische Isoliereigenschaften, sind jedoch mechanisch fester und gegen abradierende Einflüsse widerstandsfähiger als Polyäthylen.

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Die Hüllschicht 67 kann auch als Abschirmung ausgebildet sein, Insbesondere dann, wenn der Leiter 51 für Hochspannung bedtimmt ist. Falls die Hüllschicht 67 nicht eine Isolierschicht ist, kann sie aus leitendem Kunststoffmaterial hergestellt werden. Ein geeignetes Material besteht beispielsweise aus 6o Sewlchtstellen Kohlenstoff, 5o Gewichtsteilen Polyäthylen und 5o Gewichtsteilen Butylgummi. Die hier genannten Stoffe sind lediglich sum Zweck der Erläuterung genannt, und es versteht sich, daß für die Zwecke der Erfindung irgendwelche Kunststoffmaterialien, die zum überziehen von elektrischen Leitern geeignet sind und stranggepreßt werden können, verwendbar sind.

Abwandlungen der in Pig. 3 dargestellten Vorrichtungen können beispielsweise ao beschaffen sein« dafi ein· dünne Schicht aus Kunststoffaaterlal unter einer dickeren Schloht abgegeben wird und nicht Ober »igt* dickeren Sehioht, wie In Flg. 3 dargestellt. Eine derartige Modifikation lat In den USA-Patent 3.229.ol2 erltutert. Andere Kodifikationen können so ausgebildet sein, daft dünne Materialschichten sowohl unter als auch Ober einer dickeren Schicht erzeugt werden, so daß gleichzeitig eine aus mehreren Schichten bestehende Umhüllung alt einem einzigen Strangpreßkopf stranggepreßt werden kann.

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Die Kapazität C kann mit Hilfe eines allgemein mit dem BezuRBzeichen 7o bezeichneben Kapa?ltätsinonitor& überwacht werden. Der Qesamtdurchmeaser d^ des Kabels kann mit einem Durehiresserraonifcor 72 sowohl überwacht als auch geregelt werden; dieser Durchmeasermonitor let in Pig. Ί schematioeh mit einer am Ende eines Arms 76 angebrachten Rolle 7^ dargestellt. Die Rolle 7% steht mit der Außenseite der zweiten oder Hüllschicht 67 in Berührung und dreht den Arm 76 in Abhängigkeit von der Gesamtdicke des überzogenen Leiters. Es kann auch eine optische odar in anderer Weise arbeitende Durchmesser-Steuereinrichtung verwendet werden. Die kombinierte Anwendung des Kapazitätsmonitore 7o, des Durchraessermonitors 72 und der in Fig. k gezeigten Kurvendarstellung liefert sämtliche Informationen, die tür Regelung oder Steuerung der Dicken der einzelnen Schichten 65 und 67 auf den elektrischen Leiter 44 erforderlich sind.

Da eine kontinuierliche Anzeige der Parameter erwünscht ist, wird ein nach X-Y-Koordinaten arbeitendes Kurvenaufzeichnendes Instrument 8o in der folgenden Welse angewendet. Sowohl de? Kapazitätsmonitor 7ο als auch der Durchme83erra©nito:* 72 erzeugen ein Gleichstrom-AuEgangBSignal. Größe und Polarität dieser Signale hängen von dar GröSe .md dem Vorzeichen der Abweichungen

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der Kapasltit few. des Durchmesser! des htnuiteilenden Kabel· von don lewflnichten Soliwerten ab. Dl« Ausgang· sign tie dee Kapasitftfcsaoeltor* To mid de· Duroheefteenaonitore 72 werden Über Leitungen 8* bsir. 86 dim Eingang de« kurventufeelchnsnden Inatrumetiti tugeführt,

Dte nach Koordinaten arbeitende kurvenaufietohnende Instrument 8o beeitst einen Anieiger 92 alt einer Registrieropitte 9o, Der Aneeiger 92 wird in Ab-r hÄngipikeit von dem Auogangeeignil de· DurchcatSiernonitors 72 auf-und abbevegt« aovie seitlich in Abhängigkeit vom Ausgangesignal des Kapt*itatsmonitors 7o. Derartige kurirentufBelohnende Regletrierlnetru-Btntc sind allgemein bekannt, so daft sub Yerstftndnis der vorliegenden Erfindung eine Rrlfiuterune Aer Arbelteweise di.rsee Instruments nicht erforderlich let.

Die auf dem kurvenaufeeichnenden Xnetrument 8o dargestellte Kurvendaretellung wird in das Instrument eingeführt und ausgerichtet; sie ist in eolchee Maßstab ausgeführt, daß die duroh die Lage des Registrierzelgers 9o auf der Kurvendarstellung angezeigten kleinen Änderungen der Kapazität und des Durolaieieers direkt mit den kleinen Änderungen der KapasitRt und

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dta Dur ohms it ra In Besiehung stehen, die von den entsprechenden Monitoren, d. h. dem Durchmeeeermonltor 72 und dem Kapazitätebonitor 7o, erf«6t werden. Der Kulipunkt dea Registrierinstrument» 1st so eingestellt, dafl er dem Punkt entspricht, an welchen alle Parameter mit den Sollwerten Übereinstimmen. Der in Fig. 4 mit "Zielpunkt" boselchnete Nullpunkt entspricht somit einer Abweichung von null Present sowohl der Kapazität als auch dea Durchmessers des überwachten Kabels von der Kapasität und dem Durchmesser eines Kabels, das die gewünschten Abmessungen aufweist.

Während der Herstellung eines Kabels dient diese Monitor» und Steueranordnung als Analogrechner. Durch die Einführung der beiden Parameter KapasitSt und Durchmesser wird das Registrierinstrument veranlaßt, auf graphische» Wege drei gleichseitige Gleichungen der Kapazität tu lösen, wobei die Losungen dieser Gleichungen, nlmllch die Abmessungen, durch die Stellung de· Registrierzeigers 9o kontinuierlich aufgezeichnet werden. Zusätzlich gibt die Richtung der Zeigerbewegung einen Hinweis auf dl« Ursache der Abweichung vom Zielpunkt. Falls beispielsweise das Regietrierinetrument einer Linie konstanter Dicke .der SuAeren Isolierschicht folgt, liegen dl« Ver-

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änderungen in dor Inneren Isolierschicht vor. Falls der Zeiger sich auf einer Linie konstanten Durchmessers dj der inneren Isolierschicht bewegt, liegt die Ursache der Abweichung in der Süßeren Isolierschicht. Es werden dann geeignete Einstellungen des Strangpreftdrucks an dan Orundreglern 52 und 53 (Pig. 5) vorgenommen, bis der Zeiger 9o wieder in der Nachbarschaft des Zielpunkts eine etwa stabile Lage einnimmt. Der Du^chaeoHermonltor 72 wird daiu t benutzt, um mit dem Motor-Drehzahlregler 64 die Vorschubgeschtflndlgkelt des Leiters zu steuern, um dadurch den Oesaiutdurchmesser des Kabele su regeln. Der Kapazitfitsraonitor steuert das Strangpressen der äußeren oder HOllsehioht so, daft dl· relativ· Wandstärke der luAeren oder Hüllschicht 67 geregelt werden kann.

Ua während «in·· Herstellungsvorganges dl· Jlotwendigkeit der Ablesung der Skalenwerte von der Kurvendarstellung ' su beseitigen, kann auf der Kurvendarstellung ein· schattierte Ziel- oder Sollwertfliehe 95 (Fig. 4) aufgezeichnet sein, deren Unirißlinien den zulässigen Toleranzen der aufgezeichneten Parameter entsprochen. Solang· dar Zeiger des Registrierinstrument· während de· Strangpreftvorgangos innerhalb dar Ziel- oder Sollwert« flieh· verbleibt, liegen die Abmessungen de» Ka¹N)Is

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Innerhalb der zulässigen Orensen.

Falle dl« Zielfläche 95 ein elektrischer Leiter 1st und die übrigen Teile der Kurvendarstellung nicht leitend sind, kann der Zeiger als beweglicher Kontakt einer elektrischen Schaltung ausgebildet sein» die einen Alarm auslöst, wenn sich der Zeiger aus der Zielflftche herausbewegt·

Die hier beschriebenen Verfahren und Prinelpien offenbaren neue und wirksame Maßnahmen *ur Messung und Regelung der Isolierschicht- und Hüllschicht- Abmessungen einer durch einen gleichseitigen Str&ngpreftVorgang erseugten Kabelkonstruktion. Das Verfahren kann auch bei der Herstellung »ehrschichtiger Kabel unter Verwendung von twelfaoh- oder Tandee-StrangprelTorglngen * angewandt «erden. Die beschriebenen Vorfahrtntsehritt« und Einrichtungen können inaer dann in der be* sehriebenen Weise angewendet werden* wenn sich die den Leiter umgebenden verschiedenen Schichten In Ihren Dielektrizitätskonstanten unterscheiden. Die beschriebenen Verfahrenssehritte und Einrichtungen können bei beliebigen Diaken oder Lagen der Schichten relativ sum Leiter beim Strangpreßvorgang angewendet werden.

Andere als die dargestellten Ausführungsfonsen sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung su verlassen.

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Claims

[ Belegexemplar

j Darf nicht geindert werden

General Cable Corporation

73o Third Avenue

New York« N.Y. I00I7/USA 8. Februar 1968

Anwaltsakte M-278

Patentansprüche

1, Verfahren zur Steuerung der Aufbringung einer inneren Kunststoffschicht und einer diese überdeckenden äußeren Kunststoffschicht auf «inen elektrischen Leiter durch Strangpressen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Innere Schicht und die Außensehlcht Materlallen mit verschiedenen Dielektrizitätskonstanten verwendet werden, da* der Durchmesser und die Kapazität der kombinierten Schichten erfaßt werden, daß «In Anzeiger naeh Koordinaten entsprechend den Veränderungen der trfaßten Meßwerte bewegt wird, undAA der Strangpreßvorgang in Abhängigkeit von Abweichungen zwischen der Stellung des Anseigers und einer vorgegebenen Kurve gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem beide Schichten gleichzeitig reit dem selben Strangpreßkopf aufge-

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bracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, »it dem der Kunststoff für eine der Schichten stranggepreßt wird, lh bezug auf den Strangpreßdruck fflr die andere Schicht so gesteuert wird, dad der Anzeiger auf einen gewünschten Zielpunkt gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Qesaratdurchmesser der kombinierten Schichten durch Steuerung der Durchfahrgesohwlndlgkeit des Leiters durch den Strangpreßkopf in Abhängigkeit ▼on der Durchmesser-Anzeige geregelt wird.
*. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Kurve einen Zuss—sniiisug «wischen d«r Kapazität und den Qesamtdurchaoser der Schichten darstellt und daß Je nachdem, ob die eine oder die andere Schicht ein· konstante Dicke hat, dl· eine oder die ander· zweier verschiedener vorgegebener Kurven verwendet wird.
5. Verfahren nach einen de? Ansprüche 1 bis H, dadurch gekennzeichnet, daß dl· Aufbringung der Schichten inner dann so verstaut wird, daß die Dick· der einen oder der anderen Schicht in gesteuerter Weise

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Yt rindert wird, vtmn der Anteiger β loh tu» einen vorgegebenen Dereich, der dio sulMesigen Haratellungstolewesen für <st» UMMUlen de· Leittro wiedergibt» herauotoewegt.
6. Verfahren naoh eine» der Ansprüche 1 Mü 5# dadurch gekennzeichnet;, daß das strangpressen der veip« eehledenon Sebitihtian durch Regelung des Strang· pre*a9n3 der ftußoren Schicht In AbhÄngJgkelt von VerUndsiningöii dor «rfadton KapasitätaiaeÄwerte wird.
7* Torriohtujno &«r Anielg* von Veränderung*η der Dieke einer Schicht oder beldor Schichten «ine? uuf θ Ln3π dXektrisshd» Leiter oxtrutUerfcen doppelsehiohtlgen Kun3tfltofi"wahUllimgj gaktnnselchnet duvoh dinem auf die aossntlcupafität (C₀) beider Schiohten (65, 6?) ansprechendes KepazitUtamonitor (7o) einen auf Veränderungen ate Geaa«tduiOhJMia«r· (d₂) des umhüllten reiter β (Q4) tospreolienden Durehiaeesev-Xoni&or (72 )_f ein you den Monitoren geö*eueptea Anselgeinetnasent (8c) »it tinea (92), der sieh in AfehKnglgkcit von den duröh die IfonitOTen erftAten Verfindencngeii nsoli Koordinaten bewegt, und »la* kvl diesem

gehSrlge Kurvendarstellung (24),

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SAD

Linien für vorgewählte Au&endurchpeeser derart aufweist, daß bei konstanter Dicke der einen Schicht Veränderungen der Dicke der anderen Schicht durch entsprechende Abweichungen der Position des Anseiger· (92) angezeigt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennselohnet, daß die Kurvendarstellung (21) Linien für vorgewählte äußere Durohmesser (dg) aufweist, die Veränderungen in der äußeren Schicht (67) entsprechende Abweichungen der Stellung des Anzeiger« (92) sur Anselge bringen, während der Durchmesser (dj) der inneren Schicht (65) konstant bleibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7« dadurch gekennseichnet, daß die Linien der Kurvendarstellung (21) Veränderungen des Durchmessers (d«) der inneren Schicht (65) entsprechen, während die Dicke der äußeren Schicht (76) konstant bleibt.

Io. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvendarstellung (21) andere Linien für vorgewählte Dicken der äußeren Schicht (67) aufweist, die Veränderungen des Durchmessers (d^) der inneren Schicht (65) entsprechende Abweichungen der Stellung des Anseigers (92) aufzeigen, während

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_BAD ORIGINAL

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die Dicke 3er äußeren Schicht (67) konstant bleibt.

11. Vorrichtung nach Anspruch lo, gekennselehnet durch Mittel zum gleichseitigen Aufbringen sweier Kunststoffschichten (65, 67) auf einen Leiter (44) aus demselben Strcngpreftkopf (4o), wobei der Strangpreßkopf Mittel (48, 51) zur gleichseitigen Abgabe verchiedener Kunstetoffmateriallen für die verschiedenen Schichten aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Mittel (64) sur Steuerung des Außendurchmeesers des von dem Strangprefikopf (42) abgegebenen Kunetetoffnateriale und Mittel (52, 53) sur Steuerung der Dicke der einen Schicht relativ sur anderen.

13. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß das Anselgelnstrument (8o) ein kurvenaufseichnendes Instrument 1st und einen Anseiger (92) aufweist, der sich in Abhängigkeit von Stärke und Vorseichen elektrischer Energie nach den verschiedenen Koordinaten bewegt, dafi jeder der Monitoren (7o, 72) ein elektrischer Monitor ist und eine von Veränderungen der überwachten Zustände

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BAD ORiGiNAL

abhängig· Ausgangsgröße abgibt, und daÄ die Ausging« der Monitoren an verschiedene Seiten (8J₈ 86) des kurvenatifseiehitenden Instruments (80) angeschlossen sind, us die Bewegung des Anseigers (92) nach verschiedenen, la wesentlichen sueInander rechtwinkligen Koordinaten su steuern.

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