DE2261207A1

DE2261207A1 - Verfahren zur herstellung von mit einem vernetzten stoff ummantelten, elektrischen kabeln

Info

Publication number: DE2261207A1
Application number: DE2261207A
Authority: DE
Inventors: Masaru Fuwa; Masatake Matsui; Masaaki Ootsuji; Kiyoshi Takahashi
Original assignee: Dainichi Nippon Cables Ltd; Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Dainichi Nippon Cables Ltd; Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1972-12-14
Publication date: 1973-06-20
Also published as: IT974871B; CA987470A; AU4974372A; ZA728816B; GB1408947A; AU468294B2; IN139009B; DE2261207B2; SE426627B; JPS4865475A; DE2261207C3; US3868436A; FR2163713B1; FR2163713A1; JPS5221193B2

Description

Anmelder': Firma Mitsubishi Petrochemical Company Limited 3-1, Marunouchi 2-Chome, Chiyoda-Ku, Tokio, Japan und . ■ .

Firma Dainichi Nihon Densen Kabushiki Kaisha 8, Higashimukooimanishino-Cho, Amagasaki-Shi Hyοgo, Japan

Verfahren zur Herstellung von mit einem vernetzten Stoff ummantelten, elektrischen Kabeln«,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit einem vernetzten Stoff ummantelten, elektrischen Kabeln, wonach ein Leiter und ein vernetzbarer Stoff für die Ummantelung des Leiters durch einen Reaktionsteil eines Extruders geführt werden wobei die Länge und Arbeitstemperatur des Reaktionsteils im Sinne eines im wesentlichen vollständigen Abschlusses der Vernetzungsreaktion innerhalb des Reaktionsteils ausgewählt sind, und wonach der Leiter mit dem vernetzten Mantel unmittelbar nach Austritt aus dem Reaktionsteil mit· Wärme- und Druckeinfluß unter der Wirkung eines Druck-Kühl-Mittels in einer Kühlstrecke gekühlt wird.

Unter Kabeln sind Kabel in engerem Sinn sowie isolierte Leistungen verstanden.

Ein extrudiertes Erzeugnis aus einem Stoff, der.durch Wärme oder eine andere Polymerisationsbehandlungj, bspw« unter Verwendung eines Katalysators vernetzbar oder vulkanisierbar ist_s

ist bislang in zwei Stufen erzeugt worden, indem der Stoff zunächst in eine gewünschte Form extrudiert wird und danach das extrudierte Produkt vernetzt wird, vgl. US-Patentschrift 3 054 142. Dieses Verfahren bereitet im technischen Maßstab Schwierigkeiten.

Nach einem anderen Verfahren wird ein vernetzbarer Stoff kontinuierlich durch einen langgestreckten Reaktionsteil eines Extruders extrudiert, dessen Lange auf die Vernetzungsreaktion des durch den Reaktionsteil tretenden Stoffes derart abgestimmt ist, daß die Vernetzungsreaktion innerhalb des Reaktionsteils im wesentlichen vollständig abgeschlossen wird. Die Vernetzungsreaktion führt häufig zur Erzeugung von Gasen aufgrund der Zersetzung des Vernetzungsmittels. Wenn das Erzeugnis aus dem langgestreckten Eeaktionsteil, der sich auf einer hohen Temperatur und unter einem hohen Druck befindet, in die Atmosphäre austritt, werden die Gase innerhalb des Produkts freigesetzt und expandieren unter Blasenbildung innerhalb des Produkts. Da diese Blasenbildung bei der Herstellung von isolierten Kabeln unerwünscht ist, sieht man in unmittelbarem Anschluß an den Ausgangsteil des Reaktionsteils eine Druck-Kühlstrecke vor, so daß das ummantelte Kabel nach der Extrusion unter einem solchen Druck gekühlt wird, der zur Unterdrückung der Entgasung innerhalb des Isolationsmantels des Kabels ausreicht. Die Erfindung stellt eine weitere Verbesserung dieses Standes der Technik dar

Bei diesem Verfahren wird die Einlaufgeschwindigkeit des Leiters bspw. durch eine Seilscheibe geregelt. Die Spannung, die auf den Leiter wirkt, ändert sich in Abhängigkeit von dem gegenseitigen Verhältnis der Extrusionsmenge des Isolierstoffes und der Einlaufgeschwindigkeit des Leiters. Einerseits hat es sich gezeigt, daß durch das Druckmittel innehalb der Kühlstrecke eine Zugkraft erzeugt wird. Infolgedessen muß eine zusätzliche Bremskraft auf den Leiter einwirken. Bei diesem Verfahren wirken zusammengesetzte Kräfte auf· den Leiter. Wenn deshalb nicht die Verfahrensbedingurig.en günstig ausgewählt werden, verschlechtert

3 0 9 8 2 s / ο β 9 0 _{orig|nal |NsrecTED}

sich die Güte des Endprodukts. In einem ungünstigen Pall wird die Herstellung außerordentlich erschwert oder unmöglich, weil eine plötzliche Verformung und Expansion des Isolationsmantels zu Falten in Umfangsrichtung oder zu einer Nutenbildung führen. Dann kann das Kabel nicht durch die Austrittirichtung der Kühl-, strecke treten. Es kann sich auch ein zu dünner Isolationsmantel ausbilden, so daß das Druckmittel in den Aushärtteil oder Reaktionsteil einströmen oder eindringen kann. Dann ist ein Dauerbetrieb nicht möglich. Diese Erscheinung tritt nicht bei jedem Verfahren unter Verwendung eines langgestreckten Reaktions teils zur Herstellung isolierter Kabel auf. Man stellt jedoch diese Erscheinungen dann fest, wenn die Extrusion-und die Vernetzung des Isolierstoffes gleichzeitig innerhalb eines Reaktionsteils des Extruders erfolgen und wenn das Erzeugnis anschließend in einer Kühlstrecke unter Druck gekühlt wird, die unmittelbar an den Reaktionsteil anschließt«

Die Ursache dieser Erscheinung konnte in einer ungleichmäßigen Zugkraft auf den Leiter erkannt werden, die durch das Druckmittel in der Kühlstrecke erzeugt wird«

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, daß einen gleichmäßigen Betrieb unter Verwendung eines langgestreckten Reaktionsteils-ermöglicht. Dabei soll die Durchlaufgeschwindigkeit des Kabels durch den Reaktionsteil des Extruders unabhängig von dein Druck in der Kühlstrecke gleich bleiben.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Leiter unter der Einwirkung einer Bremskraft in den Extruder eingeführt wird, wobei die Bremskraft einer durch das Druck-Kühl-Mittel während der Kühlung ausgeübten Zugkraft entgegenwirkt .

Das erfindungsgemäße Verfahren schaltet jeden Einfluß der Zugkraft, die durch das Kühlmittel bedingt ist, auf die Gleichmäßigkeit des Kabels aus. Dadurch ist eine gleichmäßige Her-

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stellung von Kabeln ermöglicht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Druckkraft T (kp) nach der folgenden Beziehung bestimmt wird:

H (D²-d²) _T ^(D^-d²)
* min ^v * ^x max

mit D (cm) als Innendurchmesser des Austrittsteils des Reako ^v ^J

tionsteils, D (cm) als maximaler Außendurchmesser des Mantels aus Austritt, d (cm) als Außendurchmesser des Leiters, P (kp/cm ) als Druck des Kühlmittels, T_min (kp) als Bremskraft für den
Fall D = 0,95 D + 0,05 d und T_max (kp) als Bremskraft für den Fall D = 1,2 D_Q - 0,2 d.

Wesen, Grundgedanke und Brauchbarkeit der Erfindung werden in der folgenden Einzelbeschreibung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

eine schematische Seitenansicht einer Anlage zur Kabelherstellung nach der Erfindung,
bis 4- jeweils Längsschnitte durch den tjbergangsteil zwischen dem langgestreckten Reaktionsteil und der Kühlstrecke,

eine Beziehung zwischen der Bremskraft und dem Druck des Kühlmittels,

und 7 Beziehungen zwischen dem Außendurchmesser des ummantelten Kabels unmittelbar nach dem
Austritt aus dem Reaktionsteil und der Bremskraft für verschiedene Bedingungen,

Fig. 8 eine Beziehung zwischen der Bremskraft und dem Druck des Kühlwassers und

Fig. 9 eine Beziehung zwischen der Dicke des Isolationsmantels und der Verweilzeit innerhalb des Reaktionsteils, bzw. Folgeteils

Fig.	1
Fig.	2
Fig.	5
Fig.	6

Eine Anlage zur Herstellung von Kabeln, die einen Isoliermantel aus vernetzten! Stoff haben, umfaßt einen Extruder 1, in dem der vernetzbare Mantelstoff zunächst bei einer Temperatur plastifiziert wird, bei der noch keine Vernezungsreaktion auftritt. Dieser vernetzbare Stoff wird im folgenden zuweilen als Harz bezeichnet, obwohl davon auch Elastomere umfaßt werden. Die Vernetzungsreaktion erfolgt unter Wärmeeinwirkung, vorzugsweise mithilfe eines organischen Peroxids als Zusatz. Das plastif!zierte Harz wird in einen Querspritzkopf 2 eingepreßt. Darin wird das Harz in einem fließfähigen Zustand extrudiert und um einen Leiter 3 des Kabels herumgelegt. Dieser Leiter wird dem Querspritzkopf 2 von einer Vorratstrommel 10 über eine Bremseinrichtung 11 und Führungsrollen 12 zugeführt. Die Bremseinrichtung 11 erzeugt eine Bremskraft T, was noch im einzelnen erläutert wird. Der Leiter 3 mit dem Harzmantel läuft dann durch einen langgestreckten Reaktionsteil 4- des Extruders, worin als Gleitmittel ein oberflächenaktives Mittel unter Druck durch eine Einführungsöffnung 5 zugeführt wird. Außerdem ist im Außenteil des Reaktionsteils 4- eine Heizeinrichtung 6 vorhanden. Innerhalb des langgestreckten Reaktionsteils 4- wird das Harz des Isoliermantels insgesamt vernetzt, wenn der Leiter 3 sich durch den Reaktionsteil 4 oder Folgeteil bewegt.

Der vernetzbare Stoff, der den Leiter 3 ummantelt, gelangt dann in vernetztem Zustand in eine Kühlstrecke 7» in cLer sich ein Druck-Kühl-Mittel befindet und die unmittelbar an das Austrittsende des Reaktionsteils 4- durch Flansche oder dergleichen angekoppelt ist. Innerhalb der Kühlstrecke 7 wird der vernetzte Stoff auf eine Temperatur abgekühlt, bei der . keine Blasen aufgrund der Verfestigung des vernetzten Stoffes unter dem Einfluß "des Kühlmittels auftreten. Das Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, läuft innerhalb der Kühlstrecke um und wird durch eine nichtdargestellte Pumpe.auf dem notwendigen Druck gehalten. Der harzummantelte Leiter wird so zu einem Kabel geformt, das schließlich auf eine nichtdargestellte Kabeltrommel gewickelt wird.

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Aufgrund von Versuchen hat sich gezeigt, daß die ungleichmäßige Zugkraft auf den ummantelten Leiter durch das Druckmittel erzeugt wird, das um den ummantelten Leiter innerhalb der Kühlstrecke fließt.

Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen der jeweils erforderlichen Bremskraft und dem Druck des Kühlmittels innerhalb der Kühlstrecke, wenn jeweils die Zufuhrmenge des Harzes und der Außendurchmesser D des ummantelten Kabels unmittelbar nach dem Austritt aus dem Reaktionsteil konstant gehalten werden. Die Kurven A, B und C gelten jeweils für die in der folgenden Tabelle-angegebenen Abmessungen der Kabel und des jeweiligen Reaktionsteils. Auf der Ordinate ist die Bremskraft T (kp) auf

" 2

der Abszisse, ist der Kühlwasserdruck P (kp/cm ) aufgetragen.

Kurve

Innendurch messer d. Reaktions teils

(mm)

Außendurch messer d •Leiters

(mm)

Dicke der Isolierschicht beita .Austritt

(mm)

Quer

schnittsfläche d. Isolierschicht

(cm²)

67 49

19

34 15,5

16,5
16,7

26 17

275 kV(200nrar

66 kV(600mm²) 66 kV(100mm²)

Nach Fig. 5 ändert sich die für eine gleichmäßige Extrusion und Kühlung eines Kabels erforderliche Bremskraft proportional zur Änderung des Kühlwasserdrucks innerhalb der Kühlstrecke.

Aufgrund der durchgeführten Untersuchungen läßt sich die auf den Leiter ausgeübte Bremskraft T in zwei Anteile unterteilen; eine erste Komponente T^ ist zum Ausgleich der durch den Druck des Kühlwassers bewirkten Zugkraft erforderlich und eine weitere Komponente T_Q, die konstant ist, zur Erzielung eines ummantelten Kabels mit dem Außendurchmesser D, was von dem Durchmesser

.JA·.

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D des Endteils des Spritzkopfes und der Dichte t der Ummante lung abhängig ist. Demnach läßt sich die erforderliche Bremskraft T folgendermaßen ausdrucken .

T =

2 mit P als Kühlmitteldruck innerhalt» der Kühlstrecke (kp/cm ) , D als Innendurchmesser des Spritzkopfendteils (cm) und

T als Komponente der Bremskraft (kp) zur Bereitstellung eines ummantelten Kabels mit einem Außendurchmesser D (cm).

Die Erzeugung der unregelmäßigen Zugkraft wird nunmehr anhand der Fig. 2 erläutert. Der ummantelte Leiter wird nach der Extrusion und Vernetzung des Isoliermantels innerhalb des Reaktionsteils 4 der Fig. 2 in der Kühlstrecke 7 abgekühlt, wo die Abkühlung von der Oberfläche des harzummantelten Leiters ausgeht. Dadurch ergeben sich zwei Bereiche des Harzmantels, ein Bereich A, wo das Harz noch nicht verfestigt ist und als Flüssigkeit betrachtet werden kann und ein Bereich B, wo das Harz bereits verfestigt ist, so daß es als fester Körper, der an dem Leiter C anhaftet, aufgefaßt werden kann. Dementsprechend wird der Kühlwasserdruck auf den Bereich. A des Harzes, der sich noch im flüssigen Zustand befindet, übertragen. Der auf den flüssigen Bereich A übertragene Druck erzeugt eine äußere Kraft, die entgegen der durch einen Pfeil angedeuteten Bewegungsrichtung des Leiters C wirkt, sowie eine weitere äußere Kraft, die in der genannten Bewegungsrichtung wirkt. Die entgegen der Bewegungsrichtung wirkende äußere Kraft kann durch die Extrusionskraft des Extruders kompensiert werden; diese Kraft läßt sich auch als Widerstand auffassen, der den Extrusionswiderstand vergrößert. Die in Bewegungsrichtung wirksame äußere Kraft wirkt dagegen auf die Grenzfläche zwischen den Bereichen A und B in der durch Pfeile angegebenen Richtung. Dadurch wird der harzummantelte Leiter in Vorschubrichtung zusätzlich gezogen. Diese Zugkraft muß durch eine Bremskraft entsprechender Größe kompensiert werden.

ORIGINAL

Die Komponente T hängt von dem maximal austretenden Außendurchmesser D des Kabels ab. Im Rahmen der Erfindung muß die erforderliche Bremskraft T auf den Leiter die folgende Beziehung erfüllen:

\ (D₀^O ψ (D^-cT)

^Ύ'" + T . < T y— r- P + T '------(I)

min ^ Zj. ^x max

mit T . als Bremskraft für den Fall
mm

D = 0,95 D₀ + 0,05 d--- (II)

oder vorzugsweise

D = D₀ (Ha)

und T als Bremskraft in dem Fall

D = 1,2 D₀ - 0,2 d (III)

Wenn die Länge des Spritzkopfes länger wird, wird das Druckwasse in den Spritzkopf einströmen, insbesondere in Bereiche, wo noch keine Vernetzung aufgetreten ist. Dies gilt auch dann, wenn die Bremskraft kleiner wird. D wird nicht viel größer werden, auch wenn die Bremskraft größer wird. Insbesondere bei einem Spritzkopf mit einer Länge zwischen 5 und 50 m lassen sich T . und T durch die folgenden Beziehungen darstellen:

T . : D = 0,97 D + 0,03 d
mm ?" ο '

T : D = 1,15 D - 0,15 d.
max ' ^y ο ' '

T und T_-_n lassen sich als effektive T-Werte für das Maximum von T oder Minimum von T bestimmen, wenn die Bremskraft in dem Fall geändert wird, wo keine Druckkühlung erfolgt. Der Bereich: der erforderlichen Bremskraft T unter einem Druck P des Kühl- · wassers wird für gegebene Werte D und d nach der Gleichung I · berechnet.

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¹In der Praxis stehen verschiedene Wege zur Bestimmung von T und P für gegebene Werte D_Q und d und für das gewünschte D zur Verfügung. Auf eine Weise wird eine Kombination D und T durch Vorversuche ohne Druckkühlung- ausgewählt, wobei der T-Wert selbstverständlich in den Bereich zwischen T_min und T_max fallen muß, der nach der obigen Erläuterung bestimmt ist; dann beginnt die Druckkühlung, indem .bei zunehmendem Druck P die Bremskraft T zur Kompensation der durch die Druckkühlung erzeugten Zugkraft gesteigert wird, bis der Druck P den gewünschten Wert erreicht hat, der normalerweise im Hinblick auf die Unterdrückung der Blasenbildung in dem Isoliermantel ausgewählt wird. Auf andere Weise erfolgt die Kabelherstellung ohne Druckkühlung oder mit Druckkühlung bei geringem Druck und mit einem Endwert T, der in den berechneten Bereich der Formel I fällt; dann wird der Kühlwasserdruck gesteigert, bis er an den Wert T angepaßt ist. Bei dieser Arbeitsweise wird die Größe D nicht den gewünschten Wert haben, bis der Kühlwasserdruck seinen Endwert erreicht. Unter diesen Umständen wird der Effektivwert D unmittelbar mit einer Ringlehre oder einer Gleitschenkellehre gemessen, wenn die Kühlstrecke nicht an den Extruderausgang angesetzt ist. Es ist auch eine indirekte Messung durch Ultraschallreflexion möglich, wenn die Kühleinrichtung aufgesetzt ist.

Wenn die Bremskraft zu klein ist, kann die auf den Leiter wirksame Komponente der äußeren Kraft nicht kompensiert werden. Dadurch wird die Durchlaufgeschwindigkeit des Leiters vergrößert» Wenn die Zufuhrmenge des Isolierharzes konstant bleibt, kahh das Harz nicht mehr den Zwischenraum innerhalb des Reaktionsteils vollständig ausfüllen. Infolgedessen bildet sich ein Spalt zwischen der Außenfläche des Kabels und der Innenfläche des Reäktionsteils aus. Dies bedingt ein Einströmen öder Rückstförnen des Kühlmittels in den Reaktionsteil _t Diese Verhältnisse sind schemätisch in Fig* j angedeutet.

Das Harz innerhalb des Reaktionsteils wird von der Innenfläche des Reaktionsteils erhitzt. Ein Bereich Aa enthält Harz, das noch nicht vollständig vernetzt ist, und ein anderer Bereich Ba Harz, das bereits vollständig vernetzt ist. Wenn der Rückstrom des Kühlwassers nicht über den vernetzten Bereich Ba hinausdringt, wirkt das Kühlwasser lediglich im Sinne einer geringen Aufraxihung der Oberflächen des Erzeugnisses. Wenn jedoch die Rückströmung des Kühlwassers den Bereich Aa erreicht, dringt das Kühlwasser plötzlich in den Bereich Aa ein, weil dort eine geringere Festigkeit vorhanden ist. Ein Teil des noch nicht vernetzten Harzes, der der Menge des eingebrochenen Kühlwassers entspricht, wird plötzlich in VorschubrLchtung des Leiters herausgedrückt. Dienes Ausdrücken des Harzes verhindert eine gleichmäßige Herstellung von Kabeln.

Wenn im Gegensatz dazu eine übermäßig große Bremskraft auf den Leiter ausgeübt wird, wird die Austrittsgeschwindigkeit des Erzeugnisses herabgesetzt. Der Druck des in den Reaktionsteil zugeführten Harzes steigt an. Wenn der harzummantelte Leiter unter hohem Druck in die Kühlstrecke, wo ein vergleichsweise niedriger Druck herrscht, austritt, unterliegt der Ilarzmantel einer Expansion. Dadurch wird der Außendurchmesser des Harzmantels größer als der Innendurchmesser des Reaktionsteils. Der Außendurchmesser des Erzeugnisses hat an dieser Stelle den Wert D. Wenn die auf den Leiter einwirkende Bremskraft übermäßig groß ist, überschreitet der Außendurchmesser des Erzeugnisses diesen Wert der Expansion. Man kann keinen konstanten Durchmesser des Erzeugnisses erhalten. Hierdurch ergeben sich Falten in Umfangsrichtung oder eine genutete Oberfläche des Harzmantels nach Fig* 4*

Wenn diese Erscheinung auftritt, wird die Herstellung des isolierten Kabels unterbrochen, weil das Erzeugnis nicht durch die Endabdichtung der Kühlstrecke hindurchtreten kann» Wenn diese Erscheinung nur in einem geringeren Ausmaß auftritt, erhält man Falten in Umfangsrichtung oder eine balgenartige

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Oberfläche des Erzeugnisses, wenn auch die Herstellung nicht unterbrochen wird.

In Fig. 6 sind Kurven zwischen den Austrittsaußendurchmessern D und der Bremskraft T bei Kabeln A, B, C für 66 kV (600 mm ),

P 2

66 kV (200 mm ) , 66 kV (100 mm ) angegeben. Wie noch im einzelnen erläutert wird, ändert sich die Beziehung zwischen D und T bei diesen Kabeln in Abhängigkeit von der Art des benutzten Harzes. Fig. 6 zeigt die Meßergebnisse für Kabel aus einem Polyäthylen niedriger Dichte mit einem Schmelzindex MI = 0,5 und einem mittleren Molekulargewicht Mn = 4 χ 10 . Die Dicke t des vernetzten Polyäthylenmantels ist jeweils auf 16 nm eingestellt. In Fig. 6 gibt die Schraffur einen Bereich an, wo jeine Expansionserseheinung des Außendurchmessers auftritt.

Fig. 7 zeigt Kurven der Beziehung zwischen D und T für Kabel A_x, und Aq. Das Kabel A_x, ist für eine Nennspannung 'von 77 kV mit einem Leiterquerschnitt von 600 mm und das Kabel A₀ für die

gleiche Nennspannung mit einem Leiterquerschnitt von 100 mm bestimmt. Die Isoliermäntel dieser Kabel bestanden aus zwei verschiedenen Polyäthyleneinstellungen niedriger Dichte mit ] den folgenden Spezifikationen.

Polyäthylen	MI	Mn
A B	0,5 2,0	4 χ 10⁴

I Die Kurven A_x, und Ap und der Expansionsbereich A_Q gehören zu dem Polyäthylen A, die Kurven B^, Bp und der Expansionsbereich B_Q zu dem Polyäthylen B. Die Kurven der Fig. 7 zeigen, daß das Verhalten der harzummantelten Leiter- in Abhängigkeit von der Art des benutzten Harzes verschieden ist. ■ · :

Da die Eremnkraft· aufgrund der,Messungen des Wertes D, was der KabeldurchirKinfjer unmittelbar ,am*,-.Austritt aus- dem_;.Spritzkopf ..,._ ir,t, {^J;erep;elt werden kann, braucht man nicht den effektiven oder

SAD ORIGJNAL

absoluten Wert der Bremskraft zu bestimmen. Man kann jedoch die effektive Bremskraft mittels bekannter Einrichtungen oder Ver^ fahren feststellen, bspw. durch einen Drehmomentmesser oder einen Spannungsmesser, der auf der Antriebsachse der Bremseinrichtung sitzt, es ist auch eine Messung mit einem Spannungsmesser nach einem Verfahren ähnlich der Messung der Spannung eines fest eingespannten Bandes möglich. Das zuletzt genannte Verfahren ist vorzuziehen, weil es einfach ist und' wenige Fehlermöglichkeiten enthält. Dieses Verfahren wird im Rahmen der Erfindung benutzt.

Bei der Anlage nach Fig. 1 wird ein Leiter für ein Kabel mit einer konstanten Geschwindigkeit zugeführt. Eine Bremskraft wird durch eine Trommel der Bremseinrichtung 11 aufgebracht. Wenn kein Gleiten zwischen dem Leiter und der Bremstrommel auftritt, kann der Leiterabschnitt, der sich zwischen der Bremstrommel und den Führungsrollen 12 erstreckt, als ein Band aufgefaßt werden, dessen beide Enden fest eingespannt sind. Wenn ein Gewicht im Schwerpunkt des an beiden Enden eingespannten Leiterabschnitts aufgehängt wird, kann die Spannung des Leiters, d.h. die Bremskraft aus der Verformung des Leiters best ic. .c werden. Indem der Abstand 1 (cm) zwischen den beiden Einspannpunkten, das Gewicht F (kp) des Pendels und die Ablenkung d (cm) des Leiters bestimmt und der Ablenkwinkel des Leiters infolge seiner Kleinheit vernachlässigt wird, ergibt sich die Spannung oder Bremskraft T (kp) des Leiters wie folgt:

F 1

Demnach ist für einen bestimmten Extruder mit einem Spritzkopf unter Einschluß eines langgestreckten Reaktionsteils und mit einer Druck-Kühlstrecke also für gegebene Werte D , d, P durch Regelung der Bremskraft T eine stabile Arbeitsweise möglich.

Bei einem Kabel soll die Dicke des Isoliermantels in Abhängigkeit von der Nennspannung bemessen sein, so daß der.Außendurch-

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messer des Kabels festliegt, wenn die Abmessungen des Leiters gegeben sind. Dieser Durchmesser"ergibt- sich, wenn der Aus^ trittsaußendurchmesser des harzummantelten Leiters gekühlt wird und dabei etwas auf den Enddurehmesser D_f schrumpft,

Als Extruder werden normalerweise Schneckenextruder eingesetzt. Die Erfindung ist auch in Verbindung mit Extrudern nach der niederländischen Patentschrift 6 703 789 anwendbar. Dabei wird ein Thermoplast, der mit einem Vernetzungsmittel vermischt ist, unmittelbar auf einen hohen Druck von mehr als 2000 Atm unter Verfahrensbedingungen, die zu keiner Vernetzungsreaktion führen, gebracht. Dann erfolgt in einer weiteren Verarbeitungsstufe eine Extrusion in das gewünschte Erzeugnis, Während des Anfangsteils der Extrusions stufe braucht der Thermoplast nicht unbedingt vollständig plastifiziert zu sein.

Die Extrusion und Vernetzung des harzummantelten Leiters er~ folgt innerhalb eines langgestreckten Reaktionsteils des Spritzkopfes, Die Länge dieses Reaktionsteils und die Betriebsdaten, besondere die Temperatur, müssen so bestimmt sein, daß die Vernetzung des Harzmantels im wesentlichen vollständig beim Durchlauf durch den langgestreckten Reaktionsteil abgeschlossen ist. Im Rahmen der Erfindung ist das Austritts^e£$^e des Reaktiöns teils unmittelbar mit der Kühlstrecke verbunden,

Auch wenn die Länge des Reaktionsteils in der beschriebenen Weise bestimmt wird, kann der Wert der Länge in einem weiten Bereich liegen. Die Länge kann manchmal mehr als 5 ® betragen,,, jeweils in Abhängigkeit von der Art des vernetzbaren Stoffes, " der Vorschubgeschwindigkeit des Leiters und der Temperatur innerhalb des Reaktionsteils. In extremen Fällen kann die Länge des Reaktionstaiis 50 m betragen.

Der Reaktionsteil des Spritzkopfes wird auf beliebige Weise beheizt, vorzugsweise ,elektrisch. Hinsichtlich der Vernetzungsreaktion sollte die Temperatur des Reaktionsteils so hoch wie

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möglich sein. Jedoch darf die mögliche Verschlechterung des vernetzbaren Stoffes nicht unberücksichtigt bleiben. Deshalb sind für Polyolefine Temperaturen unterhalb 300 ° C vorzuziehen. Selbstverständlich braucht die Temperatur innerhalb des Reaktionsteils nicht konstant zu sein; sie kann sich über die Länge des Reaktionsteils ändern. Man kann innerhalb des Reaktionsteils selbst eine Kühlstrecke anordnen, so daß ein teilweise gekühltes Erzeugnis unmittelbar am Austrittsende des Reaktionsteils vorhanden ist. Bspw. wird ein Kabel derart hergestellt, daß ein Polyolefinmantel, der einen Leiter umschließt und ein übliches Vernetzungsmittel wie Dicumylperoxid (Zer-r setzungstemperatur 171° C)₁ Di-tert.-Butylperoxid (Zersetzungstemperatur 186° C) oder tert.-Butylperoxid (Zersetzungstemperatur 176° C) enthält, extrudiert und in einem langgestreckten Reaktionsteil von 14 m Länge mit einer Verweilzeit nach Fig. vernetzt wird. Die Verweilzeit kann verkürzt und damit die Extrusionsleistung gesteigert werden, wenn der Leiter vorgewärmt wird. Eine größere Länge des Reaktionsteils oder eine höhere Extrusionskopftemperatur führt ebenfalls zu einer erhöhten Extrusionsleistung. Da der Reaktionsteil de« Extrueionskopfes sehr lang ist und der durch den Reaktionsteil tretende Harzmantel alsbald seine Fließfähigkeit in einem beträchtlichen Ausmaß verliert, braucht man eine stärkere Antriebseinrichtung als in einer herkömmlichen Anlage mit einem kürzeren Reaktionsteil, damit der Harzmantel durch den langgestreckten Reaktioneteil bewegt wird, *

Die Notwendigkeit einer starken Antriebseinrichtung läßt eich dadurch im wesentlichen umgehen, daß ein Gleitmittel in den Reaktionsteil eingeführt wird. Wenn auch in diesem Beispiel das .dem Extrusionskopf zugeführte Har* ausreichend plastifiziert ist, kann innerhalb des Reaktionsteils auch ein nur teilweise

plastifiziertea Harz benutzt werden, wenn dies erforderlich ist.

■. · ■ ■■ · . ' ■· ι \ Eine Kühlstrecke mit einem Mantel für"ein Druckmittel ist am J

I · ι

Austrittsende des Röaktionsteila des Spritzkopfes vorgesehen, '

■wrt»***«-

damit das aus dem Reaktionsteil austretende Erzeugnis unter Druck gekühlt werden kann. Das Kühlmittel kann ein Gas oder eine Flüssigkeit sein. Normalerweise zieht man eine Flüssigkeit als Kühlmittel vor. Die Kühlflüssigkeit kann Feststoffe enthalten. Als Kühlflüssigkeit kann man organische Flüssigkeiten ver-Jwenden. In den meisten Fällen benutzt man jedoch Wasser. Es muß ■jedoch nicht reines Wasser sein, sondern das Wasser kann auch lösliche oder unlösliche Stoffe in gelöstem oder dispergiertem Zustand enthalten. Man kann auch eine" Emulsion einsetzen.

Der Druck innerhalb der Kühlstrecke wird so hoch wie möglich ausgewählt, damit eine Blasenbildung verhindert wird. Normalerweise braucht jedoch der Druck nicht höher als der auf das Erzeugnis einwirkende Druck zu sein, wenn dasselbe durch den langgestreckten Eeaktionsteil des Spritzkopfes extrudiert wird. Der Druck des Kühlmittels wird innerhalb eines Bereiches von

2 ■ 2

1 bis 30 kp/cm , vorzugsweise von 3 bis 20 kp/cm ausgewählt.. Dieser Druck ändert sicli in Abhängigkeit von der Viskosität oder Festigkeit des Harzes bei der jeweiligen Extrusionstemperatur oder der Fließfähigkeit des Harzes. Wenn das Erzeugnis aus einem vernetzbaren Stoff hoher Viskosität hergestellt wird oder wenn das Erzeugnis auf einer niedrigen Temperatur oder in einem stark vernetzenden Zustand gehalten wird, wird der Druck des Kühlmittels auf einem vergleichsweise niedrigen Wert eingestellt.

Normalerweise ist eine Kühlung des Kabels auf eine Temperatur zwischen 50 und 80° C ausreichend. Wenn dementsprechend ein Polyäthylen hoher Dichte mit einem Vernetzungsgrad von etwa 98 % bei einer Temperatur von 250° C extrudiert wird, läßt sich die Ausbildung von Blasen durch Kühlung des Erzeugnisses auf eine Temperatur unterhalb von 80° C bei einem Druck von etwa 10 kp/cm unterdrücken. Wenn ein Polyäthylen niedriger Dichte mit einem entsprechenden Vernetzungsgrad bei einer Temperatur von 250 C extrudiert wird, läßt sich die Blasenbildung unter- : drücken, wenn das-Erzeugnis auf eine Temperatur unter 70° C ab-

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(gekühlt wird. Die Temperatur des Kühlmittels selbst läßt sich !auf einen Wert einstellen, womit die genannte Abkühltemperatur des Erzeugnisses verwirklicht werden kann. Man kann auch einen entsprechenden Temperaturgradienten oder eine Temperaturverteilung in Längsrichtung der Kühlstrecke einstellen. Andererseit läßt sich die Kühlstrecke auch in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilen, die jeweils durch ein umlaufendes Kühlmittel verschiedener Temperatur gekühlt werden.

Die Kühlstrecke zur Aufnahme und Abkühlung des aus dem Reaktions teil des Extrusionskopfes austretenden Erzeugnisses ist normalerweise zylinderförmig mit einer Querschnittsfläche ausgebildet, die zur Aufnahme des Erzeugnisses und des Kühlmittels ausreicht. Die Länge wird im Hinblick auf eine ausreichende Verweilzeit festgelegt, damit eine entsprechende Wärmemenge aus dem Erzeugnis abgezogen werden kann. Die Kühlstrecke muß so j aufgebaut sein, daß am Austrittsende eine Abdichteinrichtung vorhanden ist, die ein Auslecken des Druckmittels ausschaltet, wenn das Erzeugnis austritt.

Die Kühlstrecke ist normalerweise unmittelbar an das Aust^xttsende des Reaktionsteils des Spritzkopfes angesetzt. Die Kühlstrecke kann auch gesondert von diesem Reaktionsteil angeordnet sein. Dann wird eine weitere Dichteinrichtung der beschriebenen Art am Eintrittsende der Kühlstrecke vorgesehen.

Die Bremseinrichtung kann beliebig aufgebaut sein, solange eine ausreichend große Bremskraft in Gegenwirkung zu der Zugkraft des Druckmittels in der Kühlstrecke aufgebracht werden kann. Beispiele für solche Bremseinrichtungen sind einstellbare Seilscheiben, einstellbare Kettenscheibenantriebe. Diese Ein-

I richtungen ermöglichen eine Zufuhr des Leiters mit vorgegebener Geschwindigkeit unter gleichzeitiger Anwendung einer pneuma-

! tischen oder hydraulischen Bremskraft. Man kann auch eine Bandbremse oder eine Backenbremse vorsehen.

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Der vernetzbare Stoff kann ein Harz oder ein Elastomeres sein. Der Stoff kann sich unter Erwärmung vorzugsweise durch radikalische Auslösung unter Verwendung eines Peroxids vernetzen lassen. Beispiele hierfür sind Kombinationen von Polyolefinen wie Polyäthylen, Poly-(äthylen-propylen), PoIy-(athylen-vinylacetat) mit einem peroxidischen Vernetzungsmittel wie Dicumylperoxid, Di-t-butylperoxid, t-Butylcumylperoxid oder einem anderen Vernetzungsmittel.

Weitere Beispiele für vernetzbare Stoffe sind natürlicher oder synthetischer Kautschuk wie EPR (Äthylen-Propylen-Kautschuk), EPT (Ithylen-Propylen-Terpolymeres), Butyl-Kautschuk, Silicon-Kautschuk, chlorierter Kautschuk, Urethan-Kautschuk, Chlorbutadien, NBR-(ETitril-Kaut schuk} SBR (Styrol-Butadien-Kaiitschuk^ Fluor-Kautschuk, Acrylester-Kautsehuk. Vernetzungsmittel für einen solchen Kautschuk sind bspw. Schwefel, Tetramethylthiuranl·- disulfid, Benzochinon, organische Peroxide, Diaminoverbindungen und dergleichen. Man kann ein solches Vernetzungsmittel vorsehen, das aus sich selbst eine vernetzende Brücke zwischen den zu vernetzenden Polymerenketten bildet. Auch ein anderes Vernetzungsmittel, das keine vernetzenden Brücken bildet, ist anwendbar.

Ein anderes Beispiel für ein Vernetzungsmittel ist ein unge-[ sättigter Polyester. Ein weiteres Beispiel ist ein Thermoplast, j der:von einem Polyolefin verschieden ist, in Mischung mit einem Vernetzungsmittel.

j Außerdem läßt sich Jedes.Harz einsetzen, das durch Wärmeeinwirkung vernetzbar ist, bspw. methylolsubstituierte Acrylsäurej amidpolymere oder Carbonsäurepolymere gemischt mit Metalloxiden^¹ ! Diese vernetzbaren Stoffe können als Gemische eingesetzt werden. Die Harze können in gewissem Ausmaß elastomere Eigenschaften haben. Erforderlichenfalls können diese vernetzbaren j Stoffe weitere Hilfsstoffe enthalten, wie Füllstoffe aus anorganischen Pulvern oder Holzmehl, Treibmittel, Pias tifL-

SAD OWGJNAL

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ikatoren» Stabilisatoren, Pigmente und dergleichen. Massive Kupferleiter oder Litzenleiter sind am gebräuchlichsten. Im Rahmen der Erfindung lassen sich jedoch auch Aluminiumleiter und !Leiter anderer Art einsetzen.

' Beispiel 1

!Eine Anlage nach Fig. 1 wird zur Herstellung eines Kabels für leine Nennspannung von 66 kV und einen effektiven Querschnitt

2 ..■■■■

;des Leiters von 100 mm benutzt. Der Reaktionsteil des Extruders [erhält einen Innendurchmesser von 49 mm und eine Länge von 3 m.

4-

!Ein Polyäthylen geringer Dichte (MI = 0,5, Mn λ- 4 χ 10 ), das imithilfe eines organischen Peroxids vernetzbar ist, wird als-., Mantelstoff für das Kabel benutzt. Die Temperatur innerhalb des !Reaktionsteils wird auf 250° C gehalten. Die Extrusionsge-[schwindigkeit innerhalb des Reaktionsteils wird so eingestellt, idaß der harzummantelte Leiter innerhalb des Reaktionsteils etwa I20 Min lang verweilt.

(1) Wenn D auf einen 7/ert von 4,86 cm (T = 10 kp) eingestellt ■wird, steigt die Bremskraft entsprechend einer Zunahme des 'Wasserdrucks in der Kühlstrecke an. Dabei gilt die Beziehung

ι Ίι (DjT-d²)

: T -· g .P + T₀.

iMan erhält eine gleichbleibende Produktion eines Kabels mit deinem konstanten Durchmesser D_f = 45,6 mm.

j(2) Wenn D=5,1 cm (T = 100 kp) sein soll, steigt die Bremsskraft entsprechend einer Zunahme des Wasserdrucks innerhalb der Kühlstrecke nach der Beziehung

: g. P f T₀ an.

g . P f T₀

Damit iob eine stabile Produktion eines Kabels mit einem kon s tan hf; η Pertigdurchinesser Dp - -l·? mm möglich.

:".) ,V^rm |) - ^r),'' cn (■[' = 6ι..^;0 ki>) _ff;w;ihL^ wird, : > LI i i e i. sich

ii, Ji\ 2 Γι /Os ΊΟ 0AD ORIGINAL

"«in Umfangsriehtung eine Faltenbildung auf dem Kabelmantel aus.

- Die Kabelnerstellung ist nicht mehr möglich.

■■■'■."

1 Beispiel 2

• Ein weiterer Versuch wird mit einem anderen Mantelstoff durchge-

* führt, nämlich einem Polyäthylen niedriger Dichte (MI = 2,0 und
!Mn λ/ 3,4 χ 10 ), das mittels eines organischen Peroxids ver-

netzbar ist.

^! (1) Für D = 5j6 cm (T = I50 kp) wird die Bremskraft geändert.
; ο

; Dabei bilden sich Falten in Umfangsrichtung aus, so daß eine
'Kabelherstellung vollkommen unmöglich ist,

' (2) Für D= 5j2 cm (T = 70 kp) wird der Wasserdruck innerhalb

.der Kühlstrecke'15 kp/cm gesteigert; die Bremskraft T wird

2 2

auf einen Wert 17 cm χ 15 kp/cm + 70 kp = 350 kp eingestellt.

^: Es ist eine stabile Produktion eines Kabels mit einem konstanten ·: Außendurchmesser möglich.

'- (3) Wenn die Bremskraft auf einen Wert -von 250 kp im letzten

¹ Abschnitt des Versuchs nach der obigen Eeihe (2) abgesenkt wird, ; strömt das Kühlmittel in den Reaktionsteil 10 Minuten danach ; J zurück, was durch den Temperaturabfall des Spritzkopfes nach—
; weisbar ist. Damit geht ein Ausschieben des Kabels einher.

I Beispiel 3

!Ein Kabel mit einer dielektrischenHennfestigkeit von 275 kV !

■ 2 Γ

j und einem effektiven Querschnitt von 200 m wird in der Anlage j ; nach Fig. 1 hergestellt. Als Mantelstoff wird Polyäthylen ] niedriger Dichte eingesetzt, dem ein kleiner Anteil von Dicumylperoxid als Vernetzungsmittel beigemischt ist. Die Länge des

j Reaktionsteils des Spritzkopfes beträgt 10 m. Der Innendurch- j ! messer beträgt 89 mm. Wenn T auf einen Wert von 100 kp einge- j •stellt wird, erhält man einen Ausgangsdurchmesser D = 90,5 mm. ·

JU9 82B/Ö83Ü

Eine stabile Produktion des Kabels ist bei einem Wasserdruck von 15 kp/cm² und einer Bremskraft T von 59 ^{0Ιβ2 x} 15 + 100 985 kp.

Wenn die Bremskraft auf einen Wert von 1 035 kp gesteigert wird, so daß man einen Ausgangsdurshmesser D = 91»5 röm erhält, kann j man ein Kabel mit einer glatten Oberfläche unter stabilen Be- ! dingungen während mehrerer Stunden bei einem Kühlmitteldruck

ρ
■ von 15 kp/cm herstellen.

I Beispiel 4

Der Innendurchmesser des Reaktionsteils wird für ein Kabel mit einer Kennspannung von 66 kV und einem effektiven Quer-

2
; schnitt von 600 mm wie folgt bestimmt. Der Außendurchmesser d I des Leiters beträgt 34 mm, die Dicke t des Kabelmantels 16 mm. ; Der Enddurchmesser D^ des Kabels ist 66 mm.

j Unter der Annahme einer mittleren Temperatur des Mantelharzes j im Austrittsteils des Reaktionsteils des Spritzkopfes von ; 200° C (mit einer Temperatur des Reaktionsteils von 250° C), !

! läßt sich der Austrittsdurclimesser D des Kabels aus der folgen- j j den Gleichung unter der Annahme berechnen, daß die Dichte des , Harzes zwischen 0,77 und 0,92 bei einer Temperaturänderung j zwischen 200° G und Zimmertemperatur liegt und daß die Volumen-j j änderung auf der Länge 1 des Kabels vernachlässigbar ist:

■ - (D² - d²) χ 1 χ 0,77 = — (D? - d²) χ 1 χ 0,92

I 4 4 ^I

j Setzt man für D~ und d die oben genannten Werte ein, so erhält j man einen Aus gangs durchmess er D von etwa 71 nun. Hieraus läßt ! sich der Innendurchmesser D des Reaktionsteils wie folgt be- ; rechnen

j ^ D < D

65 D₀ 71,2

3U9Ö257QSW

Der Innendurchmesser des Austrittsendes des Reaktionsteils ist damit 68 mm. Ein Kabel mit einem Außendurchmesser D_f = 66 mi läßt sich kontinuierlich mit einem Expansionsfaktor ¹X = 8,8 % herstellen.

Beispiel 5

Im Rahmen der Arbeitsweise des Beispiels 4- wird ein anderes Polyäthylen geringer Dichte mit MI = 0,5 eingesetzt. Für eine konstante Bremskraft von 600 kp erhält man ein Kabel mit einem Ausgangsdurchmesser D = 72,5 mm (vor der Kühlung), Durch Er-

höhung des Kühlwasserdrucks auf 10 kp/cm erhält man ein Erzeugnis mit einem Fertigdurchmesser D_f = 65,3 mm unter stabilen! Bedingungen. j

Entsprechend der Arbeitsweise des Beispiels 4- wird der. Aus- [

gangsdurchmesser D unter dem Einfluß des Kühlwasserdrucks von

2
10 kp/cm auf einen Wert von 70 mm herabgesetzt.

Wenn mit anderen V/orten T . und a?___ aus der Kurve

mill IUcLa.

nach

j Fig. 7 bestimmt werden und wenn man aus Fig. 8 entnimmt, daß ! die Bremskraft T nunmehr in einem Bereich

^Lmax'

liegt, dann läßt sich eine stabile Kabelherstellung verwirklichen, ohne daß die Bremskraft im Maße der Änderung des Kühlwasserdrucks verändert wird.

Beispiel 6

Eine Anlage nach Fig. .1 wird zur Herstellung eines Kabels mit einer Nennspannung von 22 kV und einem effektiven. Leiterdurchmesser von 100 mm benutzt. Der Reaktionsteil des Spritzkopfes hat einen Innendurchmesser von 28,8 mm und eine Länge von 15 m· Für die Ummantelung wird ein Folyäthylen geringer Dichte

ί - 22. -

, (MI = 2,0) benutzt. Die Temperatur innerhalb des Reaktionsteils I wird auf einem Wert von 250° C gehalten. Die Extrusionsge- \ schwindigkeit innerhalb des Reaktionsteils wird so gewählt, I daß die Verweilzeit des ummantelten Leiters innerhalb des Re-I aktionsteils etwa 5 Min beträgt.

ί (1) Wenn für D = 2,95 cm (T_ = 70 kp) der Wasserdruck in der ί 2

i Kühlstrecke auf einen Wert von 10 kp/cm gesteigert wird und j 2 2

\ die Bremskraft T auf einen 'Wert von 4,93 cm χ 10 kp/cm + ! 70 kp = 119*3 kp eingestellt wird, ist eine stabile Konstruks tion eines Kabels mit einem konstanten Außendurchmesser möglich.

i (2) Wenn D = 3»20 cm (T = 150 kp) gewünscht wird, erhält man j j Palten in Umfangsrichtung an dem Kabel infolge der übermäßigen ; i Expansion. Infolgedessen wird die Kabelproduktion abgebrochen, j

Ί if» ..;■ j

(3) Bei der Reihe (1) wird die Bremskraft auf einen Wert von : ι .· i

! 4-5 kp gegen Ende des Versuchslaufs herabgesetzt. Das Druck- . ; ι . ι

j wasser strömt in den Reaktionsteil 5 Min nach Verringerung der · ! Bremskraft ein, was durch einen plötzlichen Temperaturabfall j ! innerhalb des Spritzkopfes angezeigt wird. Das ummantelte \ j Kabel wird 3 Min nach dem Einströmen ausgeschoben.

Beispiel 7

Eine Anlage nach Fig. 1 wird zur Herstellung eines Kabels mit einer Nennspannung von 154 kV und einem effektiven Leiter-

querschnitt von 1 000 mm benutzt. Der Reaktionsteil des Spritzkopf es erhält einen Innendurchmesser von 86,5 mm und eine j

Länge von 15 m. Ein Polyäthylen niedriger Dichte (MI = 2,0) J

wird als Mantelstoff für das Kabel benutzt. Die Temperatur ■°·: Reaktionsteils wird auf einem Wert von 250 C gehalten. Die Extrusionsgeschwindigkeit innerhalb des Reaktionsteils

! wird so ausgewählt, daß der ummantelte Leiter sich etwa 35 Min ; lang innerhalb des Reaktionsteils aufhält.

0"9"8Τ5'/0?9ΰ*

i (1) Wenn für D = 9»0 cm (T = 80 kp) der Wasserdruck in der

■ 2

!Kühlstrecke auf 10 kp/cm gesteigert wird und die Bremskraft T

2 · 2
I auf einen, Wert von 46 cm χ 10 kp/cm + 80 kp =- 540 kp eingei stellt wird, ergibt sich eine stabile Produktion eines Kabels ■; mit einem konstanten Außendurchmesser.

^! (2) Für einen Wert D = 9,8 cm (T =170 kp) ergibt sich eine j Faltenbildung in Umfangsrichtung des Kabels. Die Produktion ' des Kabels wird damit unterbrochen.

: (3) In der Versuchsreihe (-1) wird die Bremskraft auf einen iWert von 450 kp gegen Ende der Versuchsreihe herabgesetzt. Das

'Kühlwasser strö'mt dann 7 min nach Herabsetzung der Bremskraft _i

j in den Reaktionsteil ein. Das Ausschieben des ummantelten Ka- j

jbels erfolgt 5 min nach diesem Wassereinbruch. Die Temperatur :

■ am Ende des Spritzkopfes wird auf einen Wert von 10° C 7 min ί : nach Herabsetzung der Bremskraft herabgesetzt. j

ί Beispiel 8

ίEine Anlage nach Fig. 1 wird zur Herstellung eines Kabels mit ] einer Nennspannung von 33 kV und einem effektiven Leiterquer-. schnitt von 1 500 mm benutzt. Der Reaktionsteil des Spritzi kopfes erhält einen Innendurchmesser von 70,0 mm und eine Länge

■ von 15 m. Ein Polyäthylen niedriger Dichte (MI = 2,0) wird als

j Mantelstoff für das Kabel benutzt. Die Temperatur innerhalb des iReaktionsteils wird auf einem Wert von 250° C gehalten. Die i Extrusionsgeschwindigkeit innerhalb des Reaktiöns wird so ausgewählt, daß der harzummantelte Leiter etwa 20 min lang inner- : halb des Reaktionsteils verbleibt.

: (1) Wenn für TJ = 7,2 cm (T = 80 kp) der Wasserdruck in der ι

ο ρ ' ■ j

; Kühlstrecke auf einen Wert von 10 kp/cm angehoben und die Bremsj-

_kraft T auf einen Wert von 25,3 cm² χ 10 kp/cm²,+ 80 kp = 33 kp ί •eingestellt wird, ergibt sich eine stabile Produktion eines |

Kabels mit einem konstanten Außendurchmesser. ?

J U 'J B- L 5 /0 8 90' ^;

8AD ORIGINAL

~ 24 - !

ί 226Ί207

..(2) Wenn D = 7,5 cm ( T = 170 kp) gewählt wird, bilden sich

in Umfangsrichtung Falten¹ innerhalb des Kabels aus. Damit wird ¹ die Kabelproduktion unterbrochen.

^! (3) In der Versuchsreihe (1) wird die Bremskraft auf einen ! Wert von 250 kp gegen Ende der Versuchsreihe herabgesetzt. Das Kühlwasser strömt 2 min nach Herabsetzung der Bremskraft in den Spritzkopf ein. Das Kabel wird 1 min nach diesem Wassereinbruch

' ausgeschoben. Die Temperatur im Endbereich des Spritzkopfes ■ ! wird auf einen Wert von 12° C etwa 2 min nach Verringerung der , ■ Bremskraft herabgesetzt.

ü ii Ö 2 57 0 6 9 0

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von mit einem vernetzten Stoff ummantelten, elektrischen Kabeln,' wonach ein Leiter und ein vernetzbarer Stoff für die Ummantelung des Leiters durch einen Reaktionsteil eines Extruders geführt w.erden, wobei die Länge und Arbeitstemperatur des Reaktionsteils im Sinne eines im wesentlichen vollständigen Abschlusses der Vernetzungsreaktion innerhalb des Reaktionsteils ausgewählt sind, und wonach der Leiter mit dem vernetzten Mantel unmittelbar nach Austritt aus dem Reaktionsteil mit Wärme- und Druckeinfluß unter der Wirkung eines Druck-Kühl-Mittels in einer Kühlstrecke gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter unter der Einwirkung einer Bremskraft in den Extruder eingeführt wird, wobei die Bremskraft einer durch das Druck-Kühl-Mittel während der Kühlung ausgeübten Zugkraft entgegenwirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkraft T (kp) nach der folgenden Beziehung bestimmt wird:

•ff

^Tmin^<T

P + T

max

mit D (cm) als Innendurchmesser des Austrittsteils des Reaktionsteils, D (cm) als maximaler Außendurchmesser des Mantels am Austritt, d (cm) als Außendurchmesser des Leiters, P (kp/cm ) als Druck des Kühlmittels, T_min (kp) als Bremskraft für den Fall D = 0,95 ϋ

+ 0,05d und T_n _ov (kp) als Bremskraft für den

Fall D = 1,2 D₀ - 0,2 d.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraft T(kp) nach der folgenden' Beziehung bestimmt wird IL (Do-a²)

^{+ T}min ^y- ^T

max

303825/0890

mit D (cm) als Innendurchmesser des Austrittsteils des Reo ^v '

aktionsteils, D (cm) als maximaler Außendurchmesser des Mantels am Austritt, d (cm) als Außendurchmesser des Leiters, P (kp/cm ) als Druck des Kühlmittels, T . (kp) als Bremskraft,für den Fall D=D und mit T (kp) als Bremskraft für den Fall D = 1,2 D₀ - 0,2 d.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Reaktionsteils zwischen 5 und 50 (m) und T · (kp) als Bremskraft für den Fall D = 0,97 D + 0,03 d und T (kp)

ο I^ max

als Bremskraft für den Fall D = 1,15 D - 0-,15 d gewählt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Wasser mit einem Druck' P zwischen 1 und 30 (kp/cm ) gewählt wird. _ti . .
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der

Wasserdruck zwischen 3 und 20 (kp/cm') gewählt wird.

09825/0890