DE1964877C - Verfahren zur Herstellung eines Dehnungskabels - Google Patents

Description

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

Anschlußkabel der genannten Art sind im allgemeinen wendelförmig ausgebildet und werden durch Aufwickeln auf einen Dorn od. dgl. in einem mehr oder weniger plastischen Zustand des Außenmantels 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 bestehenden Mantels bzw. der Isolierung bedingt, der sodann in aufgewickeltem Zustand durch Aushärten oder Abkühlen in einen formelastischen 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 Rückzugskräflen eine unverhältnismäßig große Wandstärke des formelastischen Mantels erforderlich ist. Dies führt zu großen Kabeldurchmessern, d. h. zu einem 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 hau sich in der Praxis weitgehend eingeführt, jedoch konnte dadurch allein noch nicht die gewünschte Verminderung der Mantelwandstärke erzielt werden.

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

Man hat daher bereits weiterhin eine Lösung der anstehenden Probleme durch Einführung von Eigen- bzw. Vorspannungen in den Kabelmantel mittels .Schrumpfung gestahl (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 TorsionselostizltUt des Kabels und damit auf die Dehtuingsfühigkeit des Wendelkörpers ist. Außerdem ist dieses bekannte Herstellungsverfahren mit einem unverhllltnismiiüig hohen Aufwand an Vorrichtungen und zusätzlichen Arbeitsschritten verbunden, weil jeweils eine begrenzte Lunge des flir

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 Ilinspannung in die Unterdruck-Saugvorrichtimg zu-

ao mindest nicht ohne weiteres möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Dehnungskabeln, 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 Manteis 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;

U) 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.

Eine solche Verfahrensweise eignet sich in besonderem Maße für den kontinuierlichen Durchlaufbetrieb an Kabeln von unbegrenzter Länge und ermöglicht bei befriedigender Formelastizität vergleichsweise dünnwandige Kabelmantel.

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

5" 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 Erwärmungsvorrichtung auf eine Temperatur gebracht wird, die etwa K)⁰Ai unter der Strecktemperatur des Polymerisats liegt. Hierbei kann ferner auch zusätzlich die an sich bekannte Umkehrung des Wickelsinnes bei aufeinanderfolgenden Wickelvorgängen angewendet

^o 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

i>5 ergibt sich durch die Reckung eine Verminderung des Aderaußendurchmessers und eine Zunahme der Gesamt-Aderlänge, welch letztere erfahrungsgemäß ohne Beschädigung oder sonstige nachteilige Beein-

flussung von Litze oder Isolierung z.B. 8 bis IO'Vn betruguMi kann. Mit der Reckung und Durchmesservörminderung geht ferner eine teilweise oder vollständige Beseitigung des vorerwähnten Spielraumes zwischen Litze und Isolierung einher, ohne daß us jedoch zu einer Haftverbindung zwischen diesen Aderelementen kommt. Es bleibt daher eine Relativbeweglichkeit zwischen Litze und Isolierung erhalten, auf die eine hohe Beweglichkeit und Flexibilitlit der Ader zurückzuführen ist.

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

Das erfindungsgemäße Verfahren IU(Jt sich beispielsweise unter Einfügung einer Erwilrmtingskam- mer, einer Kühlvorrichtung und einer Aufwickelvorrichtung mit Hilfe einer üblichen Extrudierslraße durchführen. Das Recken der schlauchförmig aufgebrachten Polymerisat-Isolierung auf die Adern bzw. don Kabelkern läßt sich hierbei durch entsprechende so Steuerung der Schlauchabmessungen ohne weiteres in der Weise durchführen, daß die Oberfläche der Ader keine Haftverbindimg mit der Isolierung bzw. dein Mantel eingeht. Dies führt zu besonders günstigen F.lastizitäts- und Dehnungseigenschaften. Es kommt z. B. eine Reckung mit einer Längenzimahine von etwa 4 bis 5 ⁶Ai in Betracht. Ein gewickeltes Kübel dieser Art zeigt eine überaus hohe Rückfederung, ohne daß im Vergleich zu den üblichen, ungcreckten Ausführungen eine Einbuße an Haltbarkeit eintritt.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausfülmmgsbeispicls erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

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

F i g. 3 die wendeiförmige Aufwicklung eines Kabels gemäß F i g. 2 zur Herstellung eines Dehnkabels in Form einer Schraubenfeder, ebenfalls in perspektivischer Darstellung.

Bei der Einrichtung nach Fig. 1 handelt es sich um eine Fertigungsstraße für kontinuierlichen Durchlaufbetrieb, bei der eine Metallfolien-Wickelbandlitze 2 von einer Vorratsspule 1 abgezogen wird.

Sie läuft über Führungsrollen 3 und 4 in einen Extruder 5 — mit Einfülltrichter 6 für die zu extrudierende Isoliermasse — und einen Spritzkopf?. Beim Durchlaufen des Spritzkopfes erhält die Litze im Abstand von etwa 0,08 mm eine schlauchförmige Isolierung 8. Der sich ergebende Spielraum zwischen Litze und Isolierung wird später in einem besonderen Vcrfahrensschritt vermindert.

Die mit Isolierung versehene Litze läuft sodann durch eine Kühleinrichtung 9 zu einer Haspel IO und weiter über eine Umlenkrolle Il nunmehr in entgegengesetzter Bewegungsrichtung nochmals durch eine Folge von Behandlungsstationen, nämlich durch eine Erwärmungskammer 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 Erwärmungskammer 13 eine Reckung mitteilt. In der Erwärmungskammer 13 wird die Isolierung von der Ausgangstemperatur der vorangehni-

den Kühleinrichtung, d. h. je nach dem Material der Isolierung, z. B. zwischen etwa 27° C und 71° C, auf eine Temperatur von etwa 160° C gebracht und danach in der Kühlvorrichtung 14 wieder auf etwa 38° C ubgekUhlt. 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 Windunfeslagen de« Wickelbandes, wobei die Lüngskanten dieses Bandes aneinanderstoßen oder sich auch überlappen können. Ferner kommen Ausführungen mit eingängiger oder mehrgängiger Wicklung in Betracht. Dos 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. Als Material für die Isolierung, deren Wandstärke z. B. etwa 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 Materialeigenschaft 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 Fig. 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 Wendelform eines Dehnungskabeis gebracht werden. Hierbei wird wiederum eine Erwärmung vorgenommen, im Falle einer z. B. aus Polyvinylchlorid bestehenden Aderisolierung etwa auf eine Temperatur K) °/o unterhalb der Reckungstemperatur (16O⁰C), und zwar etwa für eine Zeitdauer von 9 Minuten. Nach Abziehen der Kabelwendel vom Dorn wird der Wicklungssinn umgekehrt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Dehnungskabels, dessen Isolierung aus einem kristallinen Polymerisat schlauchförmig über die aus isolierten Metallfolien-Wickelbandlitzen bestehenden Adern aufgebracht 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) die 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 gekennzeichnet, 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 10 % unter der Strecktemperatur des Polymerisats liegt und nach Abziehen von dem Dorn nochmals mit umgekehrtem Wickelsinn aufgewickelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen