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Verfahren und Vorrichtung zur Längswasserabdichtung einer Kabelseele
im Durchlaufverfahren.
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Die Anmeldung bezieht sich auf das Längswasserabdichten einer vorzugsweise
aus einzelnen oder miteinander verseilten kunststoffisolierten Fernsprechadern bestehenden
Kabelseele durch Füllung der Hohlräume in der Kabelseele mit Vaseline erhöhter Temperatur.
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Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, ein Bündel bzw.
mehrere Bündel in einem Fullnippel, der unmittelbar vor dem Verseilpunkt einer Verseilmaschine
angeordnet ist, während des Verseilens zu füllen. Diese Art der Längswasserabdichtung
einer Kabelseele hat sich in der Praxis als sehr zweckmässig erwiesen, weil der
hierfür benötigte apparative Aufwand angemessen ist und auf diese Weise absolut
längswasserdichte Kabelseelen hergestellt werden können. Es hat sich aber gezeigt,
dass die bei diesem Verfahren in dem gesamten Fertigungsablauf für die Füllung gewählte
Verfahrensstufe ungünstig ist. Man hat die Füllung der Kabelseele bisher deshalb
unmittelbar vor dem Verseilen vorgenommen, weil die einzelnen Bündel noch verhältnismässig
lose sind und es daher verständlicherweise einfacher ist, die Vaseline in die einzelnen
Bündel bzw. zwischen mehrere Bündel einzufüllen, als in eine fertig verseilte und
teilweise verdichtete Kabelseele.
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Wenn die Kabelseele unmittelbar vor dem Verseilen mit Vaseline gefüllt
wird, ist es aber nicht mehr möglich, nach der Fertigstellung der Kabelseele etwa
fehlerhafte Vierer oder Bündel auszutauschen. Ausserdem ist es schwierig oder zumindest
mit zusätzlichem Arbeitsaufwand verbunden, wenn die bei der Füllung etwa leicht
unrund gewordene und durch die Erstarrung der Vaseline etwas versteifte Kabelseele
wieder rund geformt werden soll.
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Da es ausserdem bei der Herstellung des Kabels in einer weiteren Verfahrensstufe,
nämlich vor dem Aufbringen des Kabelmantels, hier meist eines sogenannten Schichtenmantels,
erneut erforderlich ist, die Zwischenräume zwischen Kabelseele und Kabelmantel mit
Vaseline zu füllen, und Verseilmaschinen und Kabelmantelpressen räumlich entfernt
voneinander aufgestellt sind, sind stets mehrere Füllvorrichtungen unabhängig voneinander
zu betreiben.
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Es wäre daher, insbesondere für den Fertigungsablauf, günstig, ein
Verfahren zu kennen, mit dem eine bereits vollständig verseilte Kabelseele im Durchlaufverfahren
mit Vaseline gefüllt werden könnte.
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Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die ungefüllte Kabelseele
zuerst erwärmt, danach die in den Zwischenräumen der Kabelseele enthaltene Luft
evakuiert, anschliessend die flüssige oder pastöse Vaseline unter erhöhtem Druck
in die Kabelseele gepresst und die Kabelseele anschliessend abgekühlt wird.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das neue Verfahren
gemäss der weiteren Erfindung unmittelbar vor Aufbringen des Kabelmantels durchgeführt
wird.
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Die vollständige Füllung der Kabelseele wird bei dem neuen Verfahren
besonders dadurch gefördert, dass gemäss einem anderen Merkmal der Erfindung die
Kabelseele mittels Warmluft im Gegenstrom auf eine nahezu der Temperatur der Vaseline
entsprechende Temperatur erwärmt wird.
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Im Prinzip besteht die Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens
aus einer zylindrischen Kammer, deren vorderer und hinterer Deckel mit etwa der
Kabelseele entsprechenden Offnungen und Dichtungen und die mit einem Luftabsaugeanschluss
und einem Vaseline-Einfullstutzen versehen ist.
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Ccmäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die
Kammer jedoch in zwei gegeneinander weitgehend luftdicht abgeschlossene Teilkammern,
nämlich eine Evakuierungskammer und eine Füllkammer untertcilt, so dass die wesentlichen
Bestandteile der Kabelseelen-Füllvorrichtung im praktischen Einsatz bestehen aus
einer Vorwärmkammer, mindestens einer Evakuierungskammer, einer Trennstufe, einer
Füllkammer und einer Kullstufe.
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Die wesentlichsten Vorteile des neuen Verfahrens bestehen darin, dass
fehlerhafte Vierer oder Bündel nach der Grossverseilung leichter ausgetauscht werden
können (leichtere Reparaturmöglichkeit für eine Kabelseele ohne Füllung im Vergleich
zu einer bereits gefüllten Kabelseele) und dass das Wiederrundgestalten von im Querschnitt
verdrückten gefüllten Kabelseelen an der Mantelpresse problemloser ist. Ausserdem
ist bei einer Füllung der Kabelseele an der I4antelpresse nur eine Füllanlage notwendig.
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Anhand der beigefügten Figuren 1 bis 4 wird die Erfindung nachstehend
weiter erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine einfache Fülleinrichtung zur Durchführung des
neuen Verfahrens hei dünneren Kabelseelen; Fig. 2 die Gesamtanlage zur Füllung der
Kabelseele im Durchlaufverfahren einschliesslich der Kabelmantel-Fertigungsvorrichtung;
Fig. 3 ein qualitatives Diagramm über die Temperaturabhängigkeit der Vaseline-Viskosität,
Fig. 4 einen schnitt durch die schematisierte Vorrichtung zur Durchführung des neuen
Verfahrens.
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Aus Fig. 1 ist eine vereinfachte Vorrichtung zur Durchführung des
neuen Verfahrens zu erkennen, welche zwar stark vereinfacht nur das Prinzip der
neuen Vorrichtung zeigt, aber in dem gezeigten einfachen Aufbau dennoch zur Füllung
dünner Kabelseelen geeignet ist. Die Kammer besteht aus dem zylindrischen Rohr 1,
das auf beiden Seiten mit Je einem Deckel 2 und 5 versehen ist. Im Zentrum haben
beide Deckel eine Bohrung, deren Durchmesser etwas grösser ist als der Kabelseelendurchmesser.
Der Durchmesser der Bohrung ist jedoch nicht kritisch, weil vor der Scheibe Dichtungsringe
4 und 5 derart angebracht sind, dass sie straff auf der Seele sitzen, von ihr mitgenommen
und an die Scheiben gedrückt werden. Ausserdem sollen die Ringe so gestaltet sein,
dass sie in der durch Pfeile 6 angedeuteten Weise auf der Seele gleichmässig rollen
und dadurch möglichst wenig Zugbeanspruchung der Kabelseele verursachen, weil dies
die Seele verdichten und dadurch die Füllung mit Vaseline erschweren würde.
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Als Dichtungsringe eignen sich die als Pressartikel hergestellten
Dichtungsringe weniger, denn, durch die Herstellungsart bedingt, rollen diese nur
ungleichmässig auf der Seele. Daher sollten die Ringe aus Strangmaterial hergestellt
sein, damit sie keine bevorzugten bzw. unstabilen Zustände bezüglich ihrer Verformung
beim Rollen haben.
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Wird die Vaseline durch den Einfullstutzen 9 mit Überdruck in die
Kabelseele gepresst, so wird ein Auslaufen der Vaseline an den Bohrungen dadurch
vermieden, dass anstelle eines Dichtungsringes zwei oder mehr Ringe hintereinander
geschaltet sind.
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Die Kammer kann auch mit einer Heizung versehen sein.
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Für die von der Seele in die Kammer eingeschleppte Luft ist das Entlüftungsrohr
8 vorgesehen, an das auch ein Vakuum angelegt sein kann.
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Um ausserhalb der Kammer bei ungenügender Temperaturführung ein Austropfen
von Vaseline aus der Seele zu verhindern, kann zwischen Yammer und dem nachgeschalteten
Papierwickler mit Luft gekühlt werden.
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Fig. 2 zeigt zunächst die Gesamtanlage zur Füllung der Kabelseele
im Durchlaufverfahren an der Kabelmantelpresse.
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Nach Abzug der Kabelseele 7 (ohne Papierbewicklung) von der Ablauftrommel
durchläuft diese zunächst die Evakuier- und Füllanlage 10. Anschliessend wird bei
11 das Papier für die Seelenbedeckung in Längsrichtung aufgebracht und bei 12 mit
einem Garn umwickelt. Papier dieser Art kann evtl. in Vaseline vorgetränkt sein.
Nach dem Garnspinner folgt bei 13 die Vaseline-Beschichtung über dem Papier zur
Abdichtung des Hohlraumes zwischen Papier und Aluminium-Shichtenmantelband. Die
so behandelte Seele läuft in das Schichtenmantel-Fbrmwerkzeug 14 ein und nach Verlassen
des Schichtenmantelformers wird die mit dem Schichtenmantelband umgebene Kabelseele
in dem Extruderkopf 15 mit dem Mantel umspritzt.
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In Fig. 4 ist nun in einem schematisierten Längsschnitt eine vollständige
Fülleinrichtung für das neue Verfahren aufgezeigt. Die Kabelseele 7 läuft dabei
in der durch den Pfeil 16 angedeuteten Richtung durch die Vorrichtung. Die Kabelseele
7 läuft in ein nippelförmiges Rohr 17 ein und wird zunächst in der im Durchmesser
erweiterten Vorwärmkammer 18 mit Warmluft von oa. 800 C umspült. Die Warmluft streicht
hierbei im Gegenstrom rückwärts über die Kabelseele, d.h. die Warmluft tritt bei
19 ein und bei 20 aus. Falls sich die Warmluft weiter rückwärts durch das Einlaufrohr
17 ausbreiten sollte, so ist dies nicht schädlich, sondern vorteilhaft, weil dadurch
die Erwärmungsstrecke für die Kabelseele verlängert wird und damit die Kabelseele
mehr Zeit besitzt, sich in der Warmluft auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen.
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Diese Erwärmung der Kabelseele ist vorteilhaft, weil sie damit an
die später in der Füllkammer eingefüllte flüssige Vaseline mit ähnlicher Temperatur
(ca. 800 C) angepasst wird und damit das Eindringen der Vaseline in den inneren
Seelenquerschnitt gefördert wird.
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Nach der Vorwärmung der Kabelseele gelangt diese in die Evakuierungskammer
21, in welcher die sich noch in Hohlräumen der Kabelseele befindende Luft herausgesogen
werden soll. Die Evakuierungskammer-ist am vorderen und hinteren Ende durch die
Dichtungen 22 abgedichtet. Das Herauspumpen der Luft erfolgt mittels einer Vakuumpumpe,
die an dem Rohr 23 angeschlossen ist. Der entsprechende Unterdruck kann am Manomter
24 abgelesen werden. Die Dichtungen 22 haben die Aufgabe, die Evakuierungskammer
21 von dem Raum mit normalem Luftdruck, wie er noch in der Vorwärmkammer 18 herrscht,
möglichst gut zu trennen. Das Dichtungsmaterial 22 soll deshalb aus einem weichen
Material bestehen (z.B. Weichgummi oder Gummischwamm mit möglichst geschlossenen
Zellen).
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Dieses Material liegt dicht an der Oberfläche der Kabelseele an. Da
es aber naturgemäss nicht die Räume zwischen den Adern abdichten kann, wird immer
noch etwas Luft aus der Vorwärmkammer innerhalb des uerschnittes der Kabelseele
in die erste Evakuierungskammer eindringen.
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Man wird deshalb in der ersten Evakuierungskammer 21 nur einen geringen
Luftunterdruck erhalten, so dass noch Luft in der Kabelseele verbleibt.
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Aus diesem Grund wird es notwendig sein, wie bei 25 angedeutet, die
Rvakuierungskammer ein- oder mehrmals zu wiederholen.
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Die Güte des erreichten Unterdrucks hängt naturgemäss wesentlich von
der Güte der Dichtungen 22 und der Leistung der Vakuumpumpe ab. Es ist nicht notwendig,
die Länge der Evakuierungskammer zwischen zwei Dichtungen gross zu machen, da hierbei
nur das Luftvolumen ansteigen würde und die Pumpe mehr Luft evakuieren müsste. Zwar
würde bei einem längeren Rohr die Verweilzeit der Kabelseele im Evakuierungsraum
grösser sein, doch kompensiert sich dieser Effekt durch das oben genannte grössere
Luftvolumen. Das Evakuieruiigsrohr kann deshalb relativ kurz und eng gehalten werden.
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Damit die Kabelseele bei der Evakuierung nicht die vorher errechte
Temperatur von ca. 80 verliert, werden die Evakuierungskammern gut thermisch isolIert
oder sogar geheizt. Sobald jedoch die Luft entfernt ist, wird die kabelseele ihre
Temperatur längere Zeit beibehalten, da keime rwrmeaL,leitende Luft mehr im Seelenquerschnitt
vorhanden ist.
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Vor Füllung der Kabelseele mit flüssiger Vaseline wird der Raum zwischen
FJllkammer 26 und den Evakuierungskammern derart abgedichtet, dass keine Vaseline
rückwärts in die Evakuierungskammern einfliessen km m. Dies geschieht in der Trennstufe
27, wobei 22 wieder eine bereits cben beschriebene Dichtung darstellt, jedoch zusätzlich
jetzt noch einen gummiartigen Nippel 28 enthält. Der Nippel 28 verjüngt sich in
Fertigungsrichtung. Dringt nun flüssige Vaseline rückwärts entlang der Kabelseele
in die Trennstufe ein, so wird die Vaseline den Nippel auf die Kabelseele drücken
und damit als Ventil wirken.
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Die Füllkammer 26 wird aus dem Rohr 29 mit flüssiger Vaseline unter
ererhöhtem Druzk gefüllt. Die Fullkammer ist geheizt (30) und hat eine Temperaturanzeige
51.
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Aus Fig. 5, welche die Viskosität der Vaseline in Abhängigkeit von
der Temperatur zeigt, ist erkennbar, dass es zweckmässig ist, die Vaseline in niedrigviskosem
Zustand, d.h. z.B. bei etwa 60 bis 80° C einzufüllen, weil die 5s~iskosität bei
höheren Temperaturen einen relativ niedrigen Wert annimmt. Diese für das Eindringen
der Vaseline in die Kabelseele günstige Eigenschaft kann noch dadurch verbessert
werden, dass die Vaseline unter erhöhtem Druck in die Füllkammer eingefüllt wird.
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Durch den erhöhten Druck der Vaseline breitet sich die Vaseline, zumindest
entlang der Kabelseelenoberfläche, sowohl in Fertigungsrichtwlg als auch entgegen
der Fertigungsrichtung aus. Sie wird sich jedoch in grösserem Maße In Fertigungsrichtung
ausbreiten, da die Eewegungskomponente der Kabelseele zur Fliesskomponente der Vaseline
zu addieren ist.
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Die rückwärtige Ausbreitung der flüssigen Vaseline auf die Trennstufe
zu wird zwar nicht zu vermeiden sein, wird aber durch diese doch im wesentlichen
abgeblockt werden, zumal sich die Kabelseele zwischen Trennstufe und FüllkarrPner
in einem sehr engen Rohr bewegt. Sollte sich dieses Rohr oder gar der Hohlraum in
der Trennstufe zu stark mit Vaseline füllen, so kann diese Vaseline über die Abflussrohre
52 durch normalen Abfluss (mittels Drosselhahn) oder durch Ansaugung entfernt werden
In der Füllkammer trifft die unter erhöhtem Druck eingebrachte flüssige Vaseline
auf eine fast luftleere Kabelseele, die nahezu die gleiche Temperatur besitzt wie
die flüssige Vaseline selbst.
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Es ist zweckmässig, wenn Kabelseele und Vaseline in der Füllkammer
eine Temperatur von etwa 80 C besitzen, d.h. nur wenige Grad Celsius über dem Schmelzpunkt
der Vaseline. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Vaseline in die evakuierten
Hohlräume der Kabelseele rasch eindringt.
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Nach Verlassen der Füllkammer ist ein zylindrisches Rohr 55 vorgesehen,
welches eine gute Wärmeisolierung zwischen der Füllkammer und der anschliessenden
Klihlkammer 54 herstellt. Zweckmässigerweise besteht das Rohr 33 aus Tetrafluoräthylen.
Es knn aber auch ein anderer Werkstoff verwendet werden, der eine gute Wärmeisolierung
besitzt und einen Schmelzpunkt, der wesentlich über 800 C liegt.
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In der Kühlkammer 54 wird nun die Kabelseele abgekühlt, damit nach
Verlassen der Anlage die Vaseline aus der Kabelseele nicht heraustropft.
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Die Kühlkammer ist in Richtung von 35 nach 36 im Gegenstrom von möglichst
kaltem Wasser durchflossen. Das Wasser darf naturgemäss nicht direkt mit der Kabelseele
in Berührung kommen, sondern ist durch ein inneres Rohr, das sehr dünnwandig und
gut wärmeleitend sein soll, von der Oberfläche der Kabelseele getrennt. Auf diese
Weise ist sichergestellt, dass die Vaseline, zumindest auf dem Umfang der Kabelseele,
bis
unterhalb des Schmelzpunktes abgekühlt ist, damit sie nicht heraustropft. Bleibt
die Vaseline im inneren Teil des Kabelquerschnitts noch flüssig, so ist dies nicht
weiter schädlich, da sie durch die pastöse Vaseline in den äusseren Teilen des Seelenquerschnitts
am Herausfliessen gehindert wird.
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Nach Verlassen der Kabelseele hinter dem Endrohr ist es zweckmässig,
einen Abstreifhippel 37 anzusetzen, welcher die äussere Vaselineschicht über der
Kabelseele nochmals mit einer glatten Oberfläche versieht.
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Vor und hinter dem Abstreifhippel kann zur weiteren Abkühlung der
gefüllten Kabelseele noch ein Kaltluftgebläse angeordnet sein.
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Sicherlich ist es auch möglich, mit der gleichen Vorrichtung eine
Kabelseele mit pastöser Vaseline zu füllen, d.h. Vaseline, die eine niedrigere Temperatur
als vorher angegeben aufweist und daher eine höhere Viskosität besitzt. Es ist in
einem solchen Fall lediglich erforderlich, den Druck der Vaseline in der Füllkammer
entsprechend zu erhöhen.
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10 Patentansprüche 5 B1. Zeichnungen mit 4 Fig.