DE1964877B2

DE1964877B2 - Verfahren zur herstellung eines dehnungskabels

Info

Publication number: DE1964877B2
Application number: DE19691964877
Authority: DE
Inventors: Eugene Raymond Baltimore Cocco, Md (V St A )
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1968-12-27
Filing date: 1969-12-24
Publication date: 1971-12-02
Also published as: FR2027233A1; GB1292609A; BE743698A; US3553042A; ES375593A1; DE1964877A1

Description

Die Erfindung betrilTt sin Verfahren zur Herstellung eines Dehnungskabels, dessen Isolierung aus einem kristallinen Polymerisat schlauchförmig über die aus isolierten Metallfolien-Wickelbandlitzen bestehenden Adern aufgebracht ist, Litzenadern dieser Art und daraus hergestellte Kabeln kommen insbesondere für starken Biegungen und Dehnungen unterworfene Anschlußkabel für elektrische Geräte, u. a. beispielsweise für Fernsprechgeräte u. dgl. in Betracht.

Anschlußkabel der genannten Art sind im allgemeinen wendelförmig ausgebildet und werden durch Aufwickeln auf einen Dom od. dgl. in einem mehr oder weniger plastischen Zustand des Außenmanteis oder der Aderisolierung hergestellt. Der plastische Zustand ist hierbei durch noch nicht oder nur teilweise erfolgte Aushärtung oder aber durch Warmplastifizierung des meist aus einem geeigneten Kunststoff beruhenden Mantels bzw. der Isolierung bedingt, der sodann in aufgewickeltem Zustand durch Aushärten oder Abkühlen in einen fonnelastischen Zustand überführt wird. Das wendeiförmige Kabel kann nun in Wendellängsrichtung gedehnt werden, wobei die Elastizität des Mantels für eine Rückkehr in eine mehr oder weniger enge Windungslage nach Entlastung sorgt. Es stellte sich jedoch heraus, daß für die angestrebten, großen Dehnungsverhältnisse mit entsprechend hohen Rückzugskräften eine unverhältnismäß^;e große Wandstärke des formelastischen Mantels erforderlich ist. Dies führt zu großen Kabcldurchmessern, d. h. zu e .iem unerwünscht hohen Materialverbrauch und hoher Gewichtsbelastung des Wendelkörpers, wodurch die praktische Verwendbarkeit leidet. Diese Nachteile suchte man bereits durch aufeinanderfolgendes Aufwickeln des Kabels mit entgegengesetztem Wicklungssinn zu überwinden, wobei die Festlegung der Wendelform z. B. durch Wärmeaushärtung zwischen diesen beiden Wickelvorgängen erfolgt (siehe z. B. deutsche Auslegeschrift 1 125 025). Diese Maßnahme führt zwar zu einer Verbesserung der Elastizitätseigenschaften und hat sich in der Praxis weitgehend eingeführt, jedoch konnte dadurch allein noch nicht die gewünschte Verminderung der Mantclwanc'stärke erzielt werden.

Man hat daher weiterhin spezielle Ausführungsformen des Wickelvorganges angewendet, und zwar u. a. in der Weise, daß das Kabel bei der Umkehrung ties Wickelsinnes zunächst zu einer Wendel geringeren Durchmessers und höherer Windungszahl geformt sowie anschließend zur Riickaufwicklung freigegeben wird, wobei die zusätzlichen Windungen wieder verschwinden (siehe ebenfalls deutsche Auslegeichrift 1 125 025). Die an sich bereits nicht iinkomplilierte Durchführung des Umwickeins mit entgegengesetztem Wickelsinn wird jedoch durch derartige Maßnahmen noch umständlicher, was sich insbelondere bei der industriellen Serienfertigung nachteilig bemerkbar macht. Im übrigen sind auch diese Maßnahmen in ihrer Wirksamkeit letztlich von dei Elastizität bzw. von dem elastischen Formänderungsvermögen und der hierbei aufnehmbaren Materialspannung des Mantels abhängig, so daß die hierdurch erzielbaren Verbesserungen vergleichsweise eng begrenzt bleiben.

Man hat daher bereits weiterhin eine Lösung der anstehenden Probleme durch Einführung von Eigenbzw. Vorspannungen in den Kabelmantel mittels Schrumpfung gesucht (siehe USA.-Patentschrift 3 318 994), Hierbei wurde aber lediglich eine in Umfangsrichtung des Mantels wirkende Spannung vorgesehen, die von vergleichsweise geringer Wirkung auf die Biege- und Torsionselastizität des Kabels und damit auf die Dehnungsfähigkeit des Wendelkörpers ist. Außerdem ist dieses bekannte Herstellungsverfahren mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand an Vorrichtungen und zusätzlichen Arbeitsschritten verbunden, weil jeweils eine begrenzte Länge des für

ίο den Mantel vorgesehenen Schlauches vor dem Einbringen der Adern bzw. des Kabelkernes in eine besondere Vorrichtung eingespannt und durch Unterdruckbeaufschlagung an der Außenseite radial aufgeweitet und anschließend in diesem Zustand ver-

festigt werden muß. Vor allem aber haftet diesem Verfahren der Nachteil an, daß ein kontinuierlicher Ablauf an einem Mantel bzw. Kabel von unbegrenzter Länge wegen der erforderlichen, abschnittsweisen Einspannung in die Unterdruck-Saugvorrichtung zu-

mindest nicht ohne weiteres möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Dehnungskabel, welches sich in kontinuierlichem Betrieb vergleichsweise einfach durchführen läßt und zu hoch-

dehnbaren Wendelkörpern aus Kabeln mit vergleichsweise geringer Mantelwandstärke führt. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem Grundgedanken der Einführung einer Eigenspannung des Mantefs in seiner Längsrichtung und kennzeichnet sich hauptsächlich durch die unmittelbare Aufeinanderfolge folgender Verfahrensschritte:
a) die Isolierung wird mittels eines Spritzkopfes im Abstand um die Litze aufgebracht, durch ein Kühlbad geführt und mittels Rollen abgezogen;

b) die Ader durchläuft unmittelbar anschließend eine Erwärmungsvorrichtung, in welcher sie eine Reckung erfährt, und weiter eine Kühlvorrichtung und wird von einem mit erhöhter Geschwindigkeit laufenden Rollenpaar abgezogen.

^ü.ine solche Verfahrensweise eignet sich in besonderem Maße für den kontinuierlichen Durchlaufbetrieb an Kabeln von unbegrenzter Länge und ermöglicht bei befriedigender Formeiasiizität vergleichsweise dünnwandige Kabelmäntel.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, als Polymerisat ein Polyamid zu verwenden. Weiterhin wird das erfindungsgemäße Verfahren zweck-

,50 mäßig in der Weise ausgeführt, daß in an sich bekannter Weise ein aus einem Polymerisat bestehender Außenmantel über eine Mehrzahl von isolierten Adern aufgebracht und das so erhaltene Kabel auf einen Dorn aufwickelt sowie in einer Erwärmiingsvorrichtung auf eine Temperatur gebracht .vird, die etwa 10ⁿ Ό unter der Strecktemperatur des Polymerisats liegt. Hierbei kann ferner auch zusätzlich die an sich bekannte Umkehrung des Wickelsinnes bei aufeinanderfolgenden Wickelvorgängen angewendet

werden.

Infolge einer durch die Reckung bedingten Orientierung der kristallinen Struktur im Kunststoff der Isolierung erhöhen sich der Zug-Elastizitätsmodul und die Regenerationsfähigkeit der Isolierung. Ferner

ergibt sich durch die Reckung eine Verminderung des Aderaußendurchmessers und eine Zunahme der Gesamt-Aderlänge, welch letztere erfahrungsgemäß ohne Beschädigung oder sonstige nachteilige Beein-

flussiing von Litze oder Isolierung z.B. .S his IU¹¹,; betrauen kann. Mit der Reckung und Durchmesserverminderung geht femer eine teilweise oder vollständige Beseitigung des vorerwähnten Spielraumes zwischen Litze und Isolierung einher, ohne daß es jedoch zu einer Haftverbindung zwischen diesen Aderelementen kommt. Es bleibt daher eine Relativbewegli.hkeit zwischen Litze und Isolieruna erhalten, auf die eine hohe Beweglichkeit und Flexibilität der Ader zurückzuführen ist. _1Q

Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale eines jeden Anspruches, also einschließlich seiner Rückbeziehung.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich beispielsweise unter Hinfügung einer Erwärmungskammer, einer Kühlvorrichtung und einer Aufwickelvorrichtung mit Hilfe einer üblichen Extrudierstraße durchführen. Das Recken der schlauchförmig; aufgebrachten Polymerisat-Isolierung auf die Adern bzw. den Kabelkern läßt sich hierbei durch einsprechende Steuerung der Schlauchabmessungen ohne weiteres in der Weise durchführen, daß die Oberfläche der Ader keine Haftverbindung mit der Isolierung bzw. dem Mantel eingeht. Dies führt zu besonders günstigen Elastizitäts- und Dehnungseigenschaften. Es kcmnU z. B. eine Reckung mit einer Längenziinahrr.e v.:n etwa 4 bis 5 % in Betracht. Ein"ge\vickehes Kabel dieser Art zeigt eine überaus hohe RückMeliing. ohne daß im Vergleich zu den üblichen, u;jgereckten Ausführungen eine Einbuße an Haltbarkeit eintritt.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

Fig. I eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Aufbaues eines nach dem erfindungsgeinäßen Verfahren hergestellten Kabels in Form einer elektrischen Anlchlußschnur und

F1 g. 3 die wendeiförmige Aufwicklung eines Kabeis gemäß Fig. 2 zur Herstellung eines Dehnkabels in Form einer Schraubenfeder, ebenfalls in perspektivischer Darstellung.

Bei der Einrichtung nach Fig. 1 handelt es sich lim eine Fertigungsstraße für kontinuierlichen Durchlaufbetrieb. bei der eine Mctallfolien-Wickelband-Iitze2 von einer Vorratsspule 1 abgezogen wird.

Sie läuft über Führungsrolle!! 3 und 4 in einen Extruder 5 — mit Einfülltrichter 6 für die zu extrudie- %o IcihIc Isolierniasse — und einen Spritzkopf 7. Beim iJurchluurcn des Spritzkopfcs erhält die Litze im Abstand von etwa 0.1)8 mm eine sehlauchförmigc Isolierung 8. Der sich <_rgebcnde Spielraum /.wischen Litze lind Isolierung wird später in einem besonderen Verfallrensschritt vermindert.

Die mit Isolierung versehene Litze läuft sodann durch eine Kühleinrichtung 9 zu einer Haspel 10 und weiter über eine Umlenkrolle 11 nunmehr in entgegengesetzter Bewegungsrichtung nochmals durch eine Folge von Behandlungsstationen, nämlich durch eine Enva'rtnungskammer 13 und eine zweite Kühleinrichtung 14, zu einer Hilfshaspel 12, die in bezug auf die erste Haspel 10 mit etwas höherer Geschwindigkeit läuft und der Isolierung daher vor dem Eintritt in die Erwä mungskammer 13 eine Reckung mitteilt. In der Erwärmungskammer 13 wird die Isolierung von der Ausgangstemperatur der vorangehenden Kühleinrichtung, d. h. je nach dem Material der Isolierung, z. B. zwischen etwa 27 C und 71 C, aiii eine Temperatur von etwa 16L-¹C gebracht und danach in der Kühlvorrichtung 14 wieder auf etwa 38 ■ C abgekühlt. Dann wird die nun gereckte Litze auf eine Vorratsspule 15 aufgewickelt.

Es können Litzen dieser Art in unterschiedlicher Ausführung verarbeitet werden, z. B. solche mit einfachen oder mit doppelten Windun^slagen des Wickelbandes, wobei die Längskanten dieses Bandes aneinanderstoßen oder sich auch überlappen können. Ferner kommen Ausführungen mit eingängiger oder mehrgängiger Wicklung in Betracht. Das Wickelband kann z. B. eine Breite von 0,5 mm aufweisen und aus einer Metallfolie von etwa 0,02 mm Dicke bestehen. Die Wicklung einer Litze der vorliegenden Art ist auf einen fadenförmigen Träger aufgebracht, z. B. auf einen Baumwollfaden. Alf^Material für die Isolierung, deren Wandstärke z. B. eiva 0,18 mm betragen kann, kommt ein Polyamid, Polypropylen, Polyäthylen oder ein ähnliches Polymerisat in Betracht, welches sich durch hohen Zug-Elastizitätsmodul und hohe Formbeständigkeit auszeichnet. Bei der letztgenannten Materialeinenschaft kommt es auf die Regenerationsfähigkeit des Kunststoffes gegenüber eingetretener Verformung an.

In weiteren Verfahrensschritten, die nicht näher dargestellt sind, kann eine Mehrzahl von Adern zu einem Kabel mit einem Aufbau gemäß F ig. 2 zusammengefaßt und mit einem Außenmantel 16 versehen werden. Ein solches Kabel kann ferner in der aus F i g. 3 ersichtlichen Weise durch Aufwickeln auf einen Dorn in die übliche Wendclform eines Dehnungskabel gebracht werden. Hierbei wird wiederum eine Erwärmung vorgenommen, im Falle einer z. B. aus Polyvinylchlorid bestehenden Adeusolierung etwa auf eine Temperatur 10 °/o unterhalb der Reckungstemperatur (160^: C), und zwar etwa für eine Zeitdauer von 9 Minuten. Nach Abziehen der Kabelwendel vom Dorn wird der Wicklungssinn umgekehrt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Dehnungskabels, dessen Isolierung aus einem kristallinen Polymerisat schlauchförmig über die aus isolierten Metallfolien-Wickelbandlitzen bestehenden Adern aufgebrach' ist, gekennzeichnet durch die unmittelbare Aufeinanderfolge folgender Verfahrensschritte:

a) die Isolierung (8) wird mittels eines Spritzkopfes im Abstand um die Litze (2) aufgebracht, durch ein Kühlbad (9) geführt und mittels Rollen (10) abgezogen;

b) Jie Ader durchläuft unmittelbar anschließend eine Erwärmungsvorrichtung (13), in welcher sie eine Reckung erfährt, und weiter eine Kühlvorrichtung (14) und wird von einem mit erhöhter Geschwindigkeit laufenden Rollenpaar (12) abgezogen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymerisat ein Polyamid verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnat, daß in an sich bekannter Weise ein aus einem Polymerisat bestehender Außenmantel (16) über eine Mehrzahl von isolierten

Adern (2) aufgebracht, das so erhaltene Kabel auf einen Dorn aufgewickelt sowie in einer Erwärmungsvorrichtung auf eine Temperatur gebracht wird, die etwa 10⁰Ai unter der Strecktemperatur des Polymerisats liegt und nach Abziehen von dem Dorn nochmals mit umgekehrtem Wickelsinn aufgewickelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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