DE2233884B2

DE2233884B2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen vulkanisieren oder vernetzen von langgestrecktem gut

Info

Publication number: DE2233884B2
Application number: DE19722233884
Authority: DE
Inventors: Lothar 3012 Langenhagen Werwitzke
Original assignee: Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, 3000 Hannover
Priority date: 1972-07-10
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1978-02-09
Also published as: DE2233884A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Vulkanisieren oder Vernetzen von mit Natur- oder Synthese-Kautschuk oder Kunststoff umhülltem langgestrecktem metallischem Gut mit einer langgestreckten Vulkanisier- oder Vernetzungskammer, in der ein wärmeübertragendes Medium mittels eines Antriebes in Längsrichtung und über eine Rückführleitung im Kreislauf drückbar ist.

Bekannt ist bereits eine Anlage zum fortlaufenden Vulkanisieren von Gegenständen großer Länge aus Kautschuk, bei der innerhalb eines geraden Rohrstückes kurzer Länge sich eine heiße Flüssigkeit befindet mit einer Dichte, die an die des zu vulkanisierenden Gegenstandes heranreicht (DT-PS 8 95 372). Zur Vergleichmäßigung der Vernetzung zirkuliert die heiße Flüssigkeit, eine Salzlösung oder eine wäßrige Lösung von Zinkbutter, in dem vom umgebenden Rohr abgeschlossenen Raum. Abgesehen davon, daß die Verwendung solcher Medien besondere Probleme an die Förder- und Abdichttechnik stellt, lassen diese Anlagen wegen der Kürze der zur Verfügung stehenden Strecke nur geringe Fertigungsgeschwindigkeiten zu. Denn der Vernetzungsvorgang erfordert von Hause aus eine gewisse Verweilzeit bei bestimmter Temperatur. Hinzu kommt, daß die bekannte Anlage für die Vernetzung von Kautschuksträngen geeignet sein soll, während für mit Kautschuk umhüllte Kabelseelen, deren metallische Leiter sehr gute Wärmeleiter sind, offenbar andere Verfahren besser geeignet sind.

Hohe Fertigungsgeschwindigkeiten lassen sich auch mit einer anderen bekannten Vorrichtung (GB-PS 's 5 05 162) nicht erreichen, bei der zum Vernetzen von strangförmigem Gut ein waagerechtes doppelwandigeü Rohr verwendet wird. Das wärmeübertragende Medium übt hierbei keinen unmittelbaren Einfluß auf die Oberfläche des zu vernetzenden Gutes aus, da es

ίο lediglich im Raum zwischen den beiden Rohren geführt ist.

Weiterhin sind in neuerer Zeit Heizeinrichtungen für mit Gummi ummanteltes langgestrecktes Gut als sogenannte Kettenlinien-CV-Anlagen bekannt und im Einsatz, bei denen das ummantelte Gut, beispielsweise elektrische Kabel oder Leitungen, unmittelbar nach dem Aufbringen einer Isolierung, beispielsweise in einem Extruder, in Form einer Kettenlinie im wesentlichen freihängend und anschließend vorzugsweise in einer Geraden geführt wird. Die Länge der Kettenlinienzone sowie deren Krümmung richten sich nach der noch zulässigen mechanischen Spannung, mit der das langgestreckte Gut durch das Rohr geführt wird. Die Länge der Kettenlinienzone ist außerdem durch das Deformationsverhalten der jeweiligen Mischung mitbestimmt, während für die Länge der geraden Zone die Vulkanisationszeit, die nach der Auflage im Rohr noch erforderlich ist, maßgebend wird. Die freie Führung des strangförmigen Gutes erfolgt in der Regel im ersten Drittel des z. B. mit Heißdampf beaufschlagten Rohres, während danach zur Aufheizung und zur Kühlung das strangförmige Gut im Rohr aufliegt.

Um mit solchen bekannten CV-Anlagen wesentliche Leistungssteigerungen zu erreichen, wäre beispielsweise eine Verlängerung der Heizstrecke erforderlich. Eine solche Anlage wiederum bedingt eine entsprechend lange Halle und sehr druckfeste Mischungen, die die Auflage im Rohr ohne Deformierungen aushalten. Die Vergrößerung einer Kettenlinienanlage zur Leistungssteigerung ist durch den hohen Aufwand von Gebäudekosten ebenfalls kaum realisierbar. Eine weitere Maßnahme, in Richtung einer Leistungssteigerung zu wirken, kann beispielsweise darin bestehen, den Druck des wärmeübertragenden Mediums entsprechend hoch auszulegen, das hat jedoch den Nachteil, daß z. B. bei dickwandigen Kabelumhüllungen die äußere Schicht überheizt wird, was zu Blasenbildungen an der Oberfläche Anlaß gibt. Hinzu kommt, daß der hohe Druck den Unterbau deformiert, z. B. die verseilten Adern, und daß der überhöhte Druck auf dem Spritzwerkzeug im Unterbau z. B. den Innenmantel zur Einlaufseite hin wegschiebt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kontinuierliches Vulkanisieren oder Vernetzen, beispielsweise auch von schweren dickwandigen Hochspannungskabeln mit für eine rationelle Fertigung annehmbaren Fertigungsgeschwindigkeiten durchzuführen.
Diese Aufgabe wird beim kontinuierlichen Vulkani-

bo sieren oder Vernetzen von mit Natur- oder Synthese-Kautschuk oder Kunststoff umhülltem langgestrecktem Gut gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Strömungsrichtung des Mediums in der Vulkanisieroder Vernetzungskammer gegen die Durchlaufrichtung

hi des Gutes gerichtet ist und die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums in der Vulkanisier- oder Vernetzungskammer ein Mehrfaches der Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes beträgt. Hierdurch wird der Wärmeübergang

von dem wärmeübertragenden Medium auf die Umhüllung des langgestreckten Gutes wesentlich verbessert und damii eine schnellere Durchheizung des Gutes erreicht. Beispielsweise reicht eine Dämpf- oder Luftgeschwindigkeit von etwa 10m/sec. aus, um den Wärmeübergang so zu verbessern, daß die Heizzeit auf '/j reduziert werden kann. Für die Gesamtanlage bedeutet dies eine wesentliche Leistungssteigerung, ohne daß die Anlage selbst vergrößert werden müßte. Auch bei dickwandigen Umhüllungen wird eine Beschädigung der Oberfläche vermieden, wenn das Gut durch die Vulkanisier- oder Vernetzungsstrecke befördert wird.

An sich ist zwar auch eine zumindest teilweise kettenlinienförmig verlaufende Vulkanisierstrecke bekannt (US-PS 16 61 888); hierbei wird abweichend von der Erfindung das Temperiermedium aber lediglich in Durchlaufrichtung mitgenommen. Besonders wärmatechnische Verbesserungen lassen sich hiermit jedoch nicht erreichen.

In Durchführung der Erfindung hat sich als wärmeübertragendes Medium unter Druck stehender Dampf als vorteilhaft erwiesen, der in der Regel auf Temperaturen von etwa 200 bis 220° C vorgeheizt wird. Anstelle des unter Druck stehenden Dampfes kann es oft auch von Vorteil sein, ein erwärmtes Gas, beispielsweise Luft oder sogar eine Schutzgasfüllung für die Vulkanisier- oder Vernetzungsstrecke zu verwenden. Als Schutzgas kommt beispielsweise Stickstoff in Frage. Die Verwendung von unter Überdruck stehendem Dampf, von erwärmtem Gas und insbesondere von inertem Gas ist an sich bei waagerechten Vulkanisierstrecken bekannt. Ebenso hat man bereits Vulkanisierkammern in mehrere durch eine Umkehr miteinander verbundene Abschnitte aufgeteilt, so daß Elementenschutz hierfür nicht begehrt wird.

Für den Fall, daß die Vernetzung oder Vulkanisierung der Umhüllung beispielsweise mit Heißluft erfolgt, ist es besonders vorteilhaft, das das zu vulkanisierende oder vernetzende Gut aufnehmende Rohr von außen beispielsweise mittels einer Widerstandsheizung oder Dampfheizung zusätzlich zu erwärmen. Eine Schutzgasfüllung hat den Vorteil, daß Oxidationen auf der Umhüllung mit Sicherheit vermieden sind.

In Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung kann man beispielsweise so vorgehen, daß parallel zu dem das zu vernetzende oder vulkanisierende Gut aufnehmende Rohr eine Dampf- oder Luftstrecke geschaltet ist, in deren Verlauf ein Gebläse angeordnet sein kann. Dieses Gebläse hat die Aufgabe, in einem etwa am Ende der Vulkanisier- oder Vemetzungsstrekke befindlichen Punkt Heißluft oder Wasserdampf einzublasen und an einem am Anfang der Vulkrnisier- oder Vernetzungsstrecke befindlichen Punkt wieder abzusaugen. Der Gas- oder Dampfdurchsatz durch die y> Vulkanisier- oder Vernetzungskammer kann damit erheblich gesteigert und der Wärmeübergang wesentlich verbessert werden.

Handelt es sich bei der kontinuierlichen Vulkanisieroder Vernetzungskammer um eine solche mit einer oder m> mehreren Umlenkungen, dann ist es auch möglich, den Anschluß für das Einführen oder Absaugen des Gases oder Dampfes an zwei parallelen Strecken der Kammer vorzusehen und mittels Gebläsevorrichtungen den Dampf oder das Gas an der einen Stelle einzublasen und t>~> im Gegenlauf durch die Vulkanisier- oder Vernetzungskammer bis zu dem Punkt zu drücken, wo es aus dieser wieder abgesaugt und durch das Gebläse von neuem in die Kammer zurückgedrückt wird.

Die Erfindung sei anhand der in den Fig. I bis 3 dargestellten Ausführungsbsispiele für die Vernetzung der Umhüllung eines z. B. mit Polyäthylen isolierten Hochspannungskabels näher erläutert.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung mit einer Doppelumlenkung wird ein dem Extruder 1 von einer nichtdargestellten Vorratstrommel eine Kabelseele 2 über einen Abzug 13 zur Umhüllung zugeführt und das mit der Umhüllung versehene Kabel an einer ersten und zweiten Umlenkung 3 bzw. 4 umgelenkt. Die Wasserkühlung des ummantelten Kabels beginnt an der Stelle 5 und endet nach einer Kühlstrecke 6 an der Stelle

7, wo das fertig vernetzte oder vulkanisierte Kabel die Vorrichtung verläßt und auf Trommeln oder Spulen aufgewickelt werden kann.

In Heizstrecken 8 und 9 wird die im Extruder 1 ummantelte Kabelseele 2 auf die Vernetzungs- oder Vulkanisationstemperatur gebracht. Die Heizstrecken

8, 9 werden durch ein Verbindungsstück 10, in dem ein Gebläse U angeordnet ist, miteinander verbunden. Mit Hilfe dieses Gebläse" 11 wird der in den Heizstrecken 8, 9 befindliche Heißdampf beschleunigt und auf die zur bestmöglichen Ausnutzung des wärmeübertragenden Mediums notwendige Geschwindigkeit gebracht, wobei zu der Kabeldurchlaufrichtung eine Gegenströmung entsteht. Damit das Kabel gut von dem die Vulkanisation oder Vernetzung bewirkenden Medium umspült wird, Kann beispielsweise an der Stelle 12 ein Unterstützungsrad angeordnet werden, das das Kabel vom Boden der Kammer etwas anhebt.

Abweichend von dem in der F i g. I dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Fig-2 eine Kettenlinie beschrieben, bei dem von Vorratstrommeln ablaufendes und zu ummantelndes Gut 14 über einen Abzug 15 einem Extruder 16 zugeführt wird, der das strangförmige Gut 14 ummantelt und anschließend in eine Vulkanisier- oder Vernetzungskammer 17 einführt. Ei;. Teleskoprohr 18, das im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 aus einem leicht gekrümmten Rohr gebildet wird, gestattet es, die Umhüllung des langgestreckten Gutes 14 mittels des Extruders 16 unmittelbar im Heizraum vorzunehmen, so daß der Strangpreßkopf mit seinen Werkzeugen gleichzeitig zur Abdichtung der Druckheizstrecke dient. Damit sind die Schwierigkeiten vermieden, die sich bei der Einführung beispielsweise eines Kabels wegen der leichten Deformierbarkeit des vulkanisierbaren oder vernetzbaren Werkstoffes ergeben. Wird, wie hier vorgesehen, die Umhüllung im Druckraum aufgebracht, der z. B. mit Wasserdampf mit einer Temperatur von etwa 210°C gefüllt ist, dann dient das am Strangpreßkopf ausfließende Material gleichzeitig als Abdichtung an der Einlaufseite zwischen dem Innen- und dem Außendruck.

Die Kühlzone 19 dieser Vulkanisier- oder Vernetzungskammer 17 ist am Ende gegen den Außenraum abgedichtet, so daß das ummantelte Gut 21 leicht mittels eines Abzuges 22 abgezogen und einer nicht dargestellten Aufwickeltrommel zugeführt werden kann.

Um die Wärmeübertragung zu intensivieren und damit eine Leistungssteigerung der Vulkanisier- oder Verneizungskammer 17 herbeizuführen, ist parallel zu einem ersten Heizrohr 25 ein weiteres Heizrohr 23 vorgesehen, das in seinem Verlauf ein Gebläse 24 aufweist, mit dessen Hilfe, wie durch Pfeile angedeutet, der erwärmte Dampf oder auch Luft oder ein Luftgasgemisch entgegen der Durchlaufrichtung des

Gutes 21 durch das Heizrohr 23,25 gedrückt wird.

Wird eine drucklose oder beinahe drucklose Vulkanisation gewünscht, so kann statt des verwendeten Dampfes auch Luft in der Anlage umgewälzt werden. Auch hier bringt das Gegenlaufverfahren, bei dem die Luft entgegen der Durchlaufrichtung des zu vernetzenden Gutes 14 die Vulkanisier- oder Vernetzungskammer 17 durchläuft, erhebliche Vorteile, eine Aufheizung der Luft wird in diesem Fall durch eine Widerstandsheizung, beispielsweise in Form um das Heizrohr 23, 25 gewickelter Heizdrähtc 20 erfolgen. Eine solche Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß die notwendige Temperatur erreicht wird, ohne daß ein Druckaufbau nötig ist. In diesem Fall könnte auch diese Vulkanisier- oder Vernetzungskammer 17 mit einem offenen Teleskoprohr 18 betrieben werden.

In der Fig.3 schließlich ist eine Anordnung in Schnitt dargestellt, bei der der zur Vulkanisierun dienende Dampf- oder Luftraum von einem Rohr 2< umschlossen ist und eine Dampf- oder Luftumwälzanla ge 27 sich selbst innerhalb dieses Rohres 26 befindet. Ei zu vulkanisierendes Kabel 28 durchläuft in Längsrich tung das Rohr 26. Diese Anordnung hat den Vorteil, da keine zusätzlichen Wärmeverluste auftreten und di

ίο Wärmespannungen durch gleichmäßige Erwärmung gu zu beherrschen sind. Lediglich das für den Umlauf de; Gases oder der Luft dienende Gebläse befindet sie außerhalb des Rohres 26, beispielsweise in Form eine; Aufbaues 29, der oberhalb des Rohres 26 angebrach

ι ■> und mit diesem z. B. durch Flansche verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Vulkanisieren oder Vernetzen von mit Natur- oder Synthese-Kautschuk oder Kunststoff umhülltem langgestrecktem metallischem Gut mit einer langgestreckten Vulkanisier- oder Vernetzungskammer, in der ein wärmeübertragendes Medium mittels eines Antriebs in Längsrichtung und über eine Rückführleitung im Kreislauf drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Mediums in der Vulkanisier- oder Vernetzungskammer (17) gegen die Durchlaufrichtung des Gutes (21) gerichtet ist und die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums in der Vulkanisier- oder Vernetzungskammer (17) ein Mehrfaches der Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes (21) beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeübertragende Medium aus unter Überdruck stehendem Dampf besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeübertragende Medium aus einem erwärmten Gas besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas ein Schutzgas ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vulkanisier- oder Vernetzungskammer (17) zusätzlich heizbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung innerhalb der Vulkanisier- oder Vernetzungskammer angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung zwischen zwei durch eine Umlenkung miteinander verbundenen Abschnitten der Vulkanisier- oder Vernetzungskammer angeordnet ist.