DE19734420A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kabels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels, bei dem die einzelnen Adern einer Verseileinrichtung zugeführt werden, die ein Verseilbündel erzeugt, wobei auf das so hergestellte Verseilbündel mittels eines Extruderkop­ fes das Material für den Kabelmantel aufgebracht wird und der Verseilpunkt für die Verseilung im Bereich des Extruderkopfes liegt.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE-A1 35 09 404 bekannt. Das Material für den Kabelmantel wird dabei erst auf das fer­ tig verseilte Bündel aufgebracht, so daß es einen Zwischen­ bereich gibt, in dem das verseilte Bündel als ganzes in einer zylindrischen Führungshülse geführt wird. Dieser Aufbau ver­ längert zum einen die axiale Ausdehnung des Extruderkopfes und ist wegen der nachträglichen Aufbringung des Mantelmate­ riales auf das Verseilbündel für verschiedene Anwendungsfälle weniger vorteilhaft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg auf zuzei­ gen, wie die Aufbringung des Mantelmateriales günstiger durchgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem Ver­ fahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die einzelnen Adern mit dem Material für den Kabelmantel bereits in Kontakt gebracht werden, wenn oder bevor sie vollständig zum Verseilbündel verseilt werden.

Da die einzelnen Adern bereits im Moment ihres Zusammentref­ fens oder im noch nicht völlig verseilten Zustand mit dem Mantelmaterial in Kontakt gebracht werden, kann dieses besser in Ritzen und Spalten, zumindest in der Außenlage, eindringen und die Adern fixieren. Weiterhin ist auf diese Weise die Verbindung zwischen Mantelmaterial einerseits und der Außen­ kontur des Verseilbündels fester, so daß der einem etwaigen Aufseilen entgegenwirkende Zusammenhalt verbessert werden kann. Auch läßt sich auf diese Weise im allgemeinen die Bau­ länge der Fertigungslinie (bestehend aus Verseilmaschine und Ummantelungsanlage) verringern, weil nicht zuerst die Adern vollständig zum Bündel zusammengeführt werden müssen und erst anschließend daran in größerer Entfernung die Aufbringung des Mantelmaterials vorgenommen wird, sondern die Verseilung wird direkt mit in die Ummantelungsmaschine integriert.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Her­ stellung eines Kabels mittels einer Verseileinrichtung, wel­ cher einzelne Adern zur Bildung eines Verseilbündels zuge­ führt werden und bei dem ein Extruderkopf zur Aufbringung eines Materials für den Kabelmantel vorgesehen ist. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Adern im Inneren des Extruderkopfes so geführt sind, daß sie mit dem Material für den Kabelmantel in Kontakt kommen, wenn oder bevor sie vollständig zum Verseilbündel verseilt werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wieder­ gegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend an­ hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Schnitt einen Extruderkopf mit Führung der Adern gemäß der Erfindung,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine Verseileinrich­ tung zur Anwendung bei der Erfindung,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem im Schnitt dargestellten Extruderkopf und

Fig. 4 ein nach der Erfindung hergestelltes Kabel im Quer­ schnitt.

In Fig. 1 ist im Schnitt ein Extruderkopf EK1 dargestellt, der einen hülsenförmigen Außenkörper EH aufweist, in dessen Bohrung Einsätze ET11, ET12 und ET13 vorgesehen sind. Von rechts laufen Adern AD1-ADn zu, welche optische und/oder elektrische Leiter sein können. Bei der Verwendung optischer Leiter (Lichtwellenleiter) können diese als Fest- oder Hohl­ adern ausgebildet sein, wobei im letzteren Fall die Lichtwel­ lenleiter im Inneren einer rohrförmigen Schutzhülle angeord­ net sind und diese vorteilhaft mit einer weichen pastösen Füllmasse gefüllt ist. Weiterhin ist ein zugfestes Zentral­ element CE1 vorgesehen, auf welches die Adern AD1-ADn mit gleicher oder, wie durch den Pfeil PF1 angedeutet mit wechselnder Verseilrichtung aufgeseilt werden, so daß im End­ ergebnis ein Verseilbündel SB1 entsteht. Auf dieses Verseil­ bündel SB1 wird im Extruderkopf EK1 ein Außenmantel MA1 auf­ gebracht. Das Kunststoffmaterial MA1 für diesen Außenmantel wird von einem hier nicht dargestellten Extruder in den Ex­ truderkopf EK1 in praktisch flüssiger Form eingepreßt und so auf das Verseilbündel SB1 aufgebracht.

Die Adern AD1-ADn sowie das Zentralelement CE1 laufen durch Bohrungen hindurch, welche in den eingangsseitigen, scheiben­ förmig ausgebildeten Einsätzen ET13 und ET12 angebracht sind. Für die Adern AD1 bis ADn sind diese Bohrungen, welche schräg nach innen in Richtung auf die Durchlaufachse verlaufen, mit OP11 bis OP1n bezeichnet. Das praktisch flüssige Mantelma­ terial MA1 erreicht die einzelnen Adern AD1-ADn in einer Position, in welcher diese gerade zu einem Verseilbündel zu­ sammengeführt werden und noch nicht vollständig zum fertigen Verseilbündel SB1 zusammengefaßt sind. Anders ausgedrückt, liegen die Adern AD1-ADn noch nicht vollständig dicht an dem Zentralelement CE1 an sondern weisen noch einen gewissen Abstand von diesem bzw. untereinander auf, bevorzugt zwi­ schen 0,5 und 2 mm.

Dadurch gelangt das Material MMA1 noch ausreichend in die Zwickelräume zwischen den einzelnen Adern AD1-ADn und füllt diese weitgehend aus, wie sich insbesondere aus Fig. 4 er­ gibt, wo ein so hergestelltes Kabel CA1 im Querschnitt darge­ stellt ist. Man erkennt dort, daß auf jeden Fall die äußeren Zwickelräume AZ infolge dieser Art der Zuführung des Man­ telmaterials vollständig und tief gefüllt sind und so der Verseilverband, auch bei SZ-Verseilung gegen Aufseilen ge­ sichert wird. Die Adern AD1-ADn sind hier als Hohladern ge­ zeichnet, in deren Innerem, ggf. in eine Füllmasse eingebet­ tet, Lichtwellenleiter LW1 bis LWm angeordnet sind, vorzugs­ weise mit Überlänge. Das zentrale Kernelement CE1 besteht aus einem zugfesten Kern CK1 (z. B. aus Stahldrähten oder GFK-Ele­ menten), wobei außen zur Erreichung der notwendigen Durchmes­ serwerte ggf. eine Beschichtung CB1, insbesondere aus Kunst­ stoffmaterial aufgebracht sein kann.

Für die Innenzwickel IZ, d. h. die Zwickel zwischen dem Zen­ tralelement CE1 und den einzelnen Adern AD1-ADn gibt es verschiedene Möglichkeiten der Füllung zur Erreichung der Längswasserdichtigkeit. Zum einen ist es möglich, das Zen­ tralelement CE1 bereits vor dem Aufseilen der einzelnen Adern AD1-ADn mit einer der Erzielung der notwendigen Längsdich­ tigkeit dienenden Füllmasse vorzubeschichten und erst dann die Adern AD1-ADn aufzuseilen. Es ist aber auch möglich, ein Band, Geflecht o. dgl. auf dem Zentralelement CE1 aufzu­ bringen, das mit einem bei Wasserzutritt quellendem Material beschichtet ist.

Da das Material MMA1 für den Mantel MA1 in weicher Form noch vor oder gerade beim Zusammentreffen der Adern AD1-ADn im endgültigen Verseilverbund zugeführt wird, kann auch so ver­ fahren werden, daß das Material auch nach innen, d. h. bis zum Zentralelement CE1 gelangt und so auch die Innenzwickel IZ ausfüllt. Dies gilt insbesondere dann, wenn mit sehr flüssi­ gem Mantelmaterial und/oder hohem Druck gearbeitet wird. Es ist somit meist nicht notwendig, für die inneren Zwickel IZ eine zusätzlich Füllmasse vorzusehen. Das Mantelmaterial MMA1 trifft vorteilhaft in einem im Extruderkopf angeordneten Ringspalt auf die verschiedenen Adern AD1-ADn (vgl. Fig. 1 und 3), wobei in diesem Zustand die Adern AD1-ADn auch seitlich noch durch Abstände voneinander getrennt sind, d. h. nicht unmittelbar aneinander liegen. Das Material MMA1 kann somit in einfacher Weise zwischen die Adern AD1-ADn eintre­ ten und so auch die inneren Zwickelräume IZ nach Fig. 4 zu­ mindest teilweise, bevorzugt aber völlig füllen. Wenn dagegen das Mantelmaterial MMA1 auf die Adern AD1-ADn auftrifft wenn sie sich gerade berühren, dann werden im wesentlichen nur die äußeren Zwickel AZ verschlossen. Je weiter die Adern AD1-ADn noch voneinander entfernt sind, wenn der Zutritt des Materials MMA1 erfolgt, um so mehr Mantelmaterial gelangt in das Innere und vorzugsweise auch bis zum Zentralelement CE1.

In Fig. 2 ist eine Verseilvorrichtung dargestellt, mit wel­ cher ein Kabel CA1 nach Fig. 1 oder Fig. 4 hergestellt werden kann. An zwei Ablaufgestellen AG1 und AG2 sind Vor­ ratsspulen VS1-VSn vorgesehen, auf denen Adern AD1 bis ADn enthalten sind. Weiterhin ist eine Vorratstrommel CT vorhan­ den, von der das Zentralelement CE1 abgezogen wird. Im vor­ liegenden Beispiel ist angenommen, daß die SZ-Verseilung unter Zuhilfenahme dieses Zentralelementes CE1 vorgenommen wird. Hierzu wird dieses Zentralelement CE1 über eine Trommel RE (mit mindestens einer Umschlingung geführt, deren Dreh­ achse quer zur Durchlaufrichtung des Zentralelementes CE1 durch die Verseileinrichtung verläuft. Die Trommel RE ist in einem Lagerbock RB gehalten, der zusammen mit der Trommel RE endseitig über Lager LG1 und LG2 um eine Achse rotierbar ge­ halten ist, welche parallel zur Durchlaufrichtung des Zen­ tralelementes CE1 durch die Verseileinrichtung verläuft. Für die Rotation des Lagerbocks RB um die zur Durchlaufrichtung des Zentralelementes CE1 parallele Achse ist ausreichender Platz vorzusehen, wobei dieser Platz in erster Linie von dem Trommeldurchmesser der Trommel RE abhängt. In Wirklichkeit sind die Ablaufgestelle AG1 und AG2 mit einem größeren Ab­ stand voneinander angeordnet als dargestellt. Die Drehrich­ tung des Lagerbocks RB wird, vorzugsweise periodisch, geän­ dert, wie durch den Pfeil PF2 angedeutet ist. Das Zentralele­ ment CE1 wird somit abwechselnd in der einen und dann wieder in der entgegengesetzten Richtung tordiert und so einem Ex­ truderkopf EK1 zugeführt, dessen Schnittdarstellung Fig. 1 zeigt. Der zugehörige Extruder ist mit EX bezeichnet. Weiter­ hin laufen in den Extruderkopf EK, wie bei Fig. 1 beschrie­ ben, die Adern AD1-ADn über entsprechende Öffnungen in einem Eingangs- oder Führungsring ein.

Nach dem Durchlaufen des Extruderkopfes EK wird das noch heiße und weiche Mantelmaterial einer Kühleinrichtung KE (bevorzugt Wasserkühlung; vorteilhaft im Gegenstromprinzip) zugeführt und gelangt dann im vorliegenden Beispiel zu einem Raupenabzug RA. Dieser Raupenabzug RA dient zum einen dazu, die einzelnen Adern AD1-ADn sowie das Zentralelement CE1 abzuziehen und vorwärtszubewegen, weshalb die Bänder des Rau­ penabzuges RA das Kabel CA1 zwischen sich einschließen und so von rechts nach links vorwärts befördern. Der Raupenabzug ist endseitig jeweils über Lager LG3 und LG4 drehbar zusätzlich gelagert. Neben einem Antrieb für die beiden Förderbänder des Raupenabzugs RA ist ein weiterer (hier nicht dargestellter) Antrieb vorzusehen, welcher den Raupenabzug RA entsprechend dem Pfeil PF3 jeweils um eine parallel zur Längsachse des Ka­ bels CA1 verlaufende Achse in Rotation versetzt, wobei die Drehrichtung, vorzugsweise periodisch, geändert wird. Die Um­ drehungsgeschwindigkeit und die Drehrichtung ist jeweils für den Raupenabzug RA und für die Trommel RE gleich gewählt, so daß beide synchron miteinander betrieben werden, insbesondere durch Einsatz einer gemeinsamen Steuereinrichtung CU für beide. Es ist auch möglich, den Extruderkopf EK1, wie ge­ strichelt angedeutet, ebenfalls synchron mitrotieren zu lassen. Der Raupenabzug RA stellt nicht nur ein Mittel zur Vorwärtsbewegung des Kabels CA1 sowie der in ihm enthaltenen Elemente dar, sondern wirkt gleichzeitig auch zusammen mit der eingangsseitig rotierenden Trommel (Twister) RE als Ver­ seileinrichtung. Die beiden zur Verseilung dienenden Elemente RE und RA schließen zwischen sich den Extruderkopf EK1 ein, wodurch die, im Zusammenhang mit Fig. 1 näher erläuterten Eindringvorgänge für das Mantelmaterial gewährleistet werden.

Das fertige Kabel CA1 wird auf eine Aufwickeltrommel AT auf­ gewickelt.

Anstelle der dargestellten Verseilelemente, z. B. wie des Twi­ sters RE und des Raupenabzuges RA können auch andere, be­ kannte, im Rahmen der SZ-Verseilung eingesetzte Verseilmittel verwendet werden. Beispielsweise kann auch anstelle des Scheibentwisters RE ein rotierender Raupenabzug analog RA verwendet werden. Umgekehrt ist es auch möglich, auch am Aus­ gang anstelle des Raupenabzuges RA einen rotierenden Twister zu verwenden.

Die Extrusionsdüse des Extruderkopfes EK1 kann synchron mit der Verseilscheibe bzw. Verseilraupe mitrotieren. Bei stehen­ der Extrusionsdüse findet die Verseilung vorzugsweise zwischen Extrusionsdüse und Kühltrog statt, wo das Mantelma­ terial noch plastisch ist. Es ist auch möglich, die zu ver­ seilenden Adern in den Spritzkopf hinein ohne Rotation zu führen und die zur Verseilung notwendige Rotation (Gleichschlag oder SZ) erst nach dem Spritzkopf aufzubringen. Der Außenmantel dreht sich dann mit dem Verseilschlag.

Mit der in Fig. 2 dargestellten Verseileinrichtung kann auch statt SZ- Verseilung eine Gleichschlagverseilung durchgeführt werden, wenn die Elemente RE und RA nur in einer Richtung ro­ tiert werden und auch die Aufwickeltrommel AT sowie der Ab­ lauf des Zentralelementes CE1 rotiert wird.

In Fig. 3 ist im Schnitt ein Extruderkopf EK2 dargestellt, dem Verseilelemente AD1 bis ADn zugeführt werden. Im Gegen­ satz zu Fig. 1 ist hier kein Zentralelement vorgesehen, d. h. es werden nur einzelne Adern AD1-ADn miteinander verseilt bzw. verwürgt und zwar ebenfalls vorteilhaft in unterschied­ lichen Verseilrichtungen, wie dies durch den Pfeil PF4 ange­ deutet ist. Das Material MMA2 für den Mantel MA2 des zu er­ zeugenden Kabels CA2 trifft hier bereits auf Adern AD1 bis ADn in einem Punkt, wo diese noch ausreichend voneinander entfernt sind. Dies bedeutet, daß ohne Schwierigkeiten der gesamte Innenraum des Verseilbündels SB2 vollständig mit dem Mantelmaterial MMA2 gefüllt wird. Als Verseileinrichtung kann für einen Extruderkopf entsprechend Fig. 3 bevorzugt auch ein Rohrspeicher verwendet werden, der unmittelbar vor dem Einlaufin eine rotierende Loch- oder Führungsplatte ET21 an­ geordnet wird, welche der Einführung und Weiterleitung der Adern AD1-ADn dient und welche dementsprechend n-ringförmig angeordnete Bohrungen aufweist.

Im letzteren Fall wird die Seele schon verseilt bevor das Mantelmaterial auf die Seele trifft. Das Mantelmaterial funk­ tioniert in diesem Falle als Rotationssperre.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kabels (CA1), bei dem die einzelnen Adern (AD1 bis ADn) einer Verseileinrichtung (RE, RA) zugeführt werden, die ein Verseilbündel (SB1) erzeugt, wobei auf das so hergestellte Verseilbündel (SB1) mittels eines Extruderkopfes (EK1) das Material (MMA1) für den Kabel­ mantel (MA1) aufgebracht wird und der Verseilpunkt für die Verseilung im Bereich des Extruderkopfes (EK1) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Adern (AD1 bis ADn) mit dem Material (MMA1) für den Kabelmantel (MA1) bereits in Kontakt gebracht werden, wenn oder bevor sie vollständig zum Verseilbündel (SB1) ver­ seilt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern (AD1-ADn) auf ein zentrales, vorzugsweise zugfestes, Element (CE1) aufgeseilt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralelement (CE1) mit einer Schicht aus weichem Füllmaterial versehen wird, bevor es in den Extruderkopf (EK1) eingeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (MMA1) in die Außenzwickel (AZ) des Verseil­ bündels (SB1) eingebracht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (MMA1) auch in Innenzwickel (IZ) des Ver­ seilbündels (SB1) eingebracht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (CA1) nach dem Verlassen des Extruderkopfes (EK1) in eine Kühleinrichtung (KE) eingeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilung mit unterschiedlicher Verseilrichtungen durchgeführt wird.

8. Vorrichtung zur Herstellung eines Kabels mittels einer Verseileinrichtung (RE, RA), welcher einzelne Adern (AD1-ADn) zur Bildung eines Verseilbündels (SB1) zugeführt werden und bei dem ein Extruderkopf (EK1) zur Aufbringung eines Mate­ rials (MMA1) für den Kabelmantel (MA1) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Adern (AD1-ADn) im Inneren des Extruder­ kopfes so geführt sind, daß sie mit dem Material (MMA1) für den Kabelmantel (MA1) in Kontakt kommen, wenn oder bevor sie vollständig zum Verseilbündel (SE1) verseilt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor und/oder nach dem Extruderkopf (EK1) eine der Versei­ lung, insbesondere mit unterschiedlichen Verseilrichtungen, dienende Verseileinrichtung (RB, RA) angeordnet ist.