DE2357984C2

DE2357984C2 - Process for the production of electrical cables or wires

Info

Publication number: DE2357984C2
Application number: DE2357984A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dr.-Ing. 3000 Hannover Stenzel; Hermann Uwe Dr. 3012 Langenhagen Voigt; Lothar 3012 Langenhagen Werwitzke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-21
Filing date: 1973-11-21
Publication date: 1982-04-08
Also published as: NL7415226A; JPS5083782A; DE2357984A1; SE7414574L; CH578777A5; IT1023074B; DK606874A; BE821365A; FR2251893A1; BR7409744A; FR2251893B1

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Herstellung der aus vernetzbaren oder unvernetzbaren Thermoplasten oder Elastomeren bestehenden Umhüllung von elektrischen Kabeln oder Leitungen, insbesondere für solche höherer elektrischer Spannungen.The present invention is concerned with the preparation of those from crosslinkable or non-crosslinkable Thermoplastics or elastomers existing sheathing of electrical cables or lines, in particular for those with higher electrical voltages.

Bekanntlich werden Isolierungen für elektrische Kabel oder Leitungen aus Thermoplasten oder Elastomeren unter Extrusion auf den Leiter oder die Seele aufgebracht. Soll der Werkstoff zur Isolierung eines elektrischen Kables z. B. in vernetzter Form vorliegen, weil die geforderten elektrischen Übertragungseigenschaften dies notwendig machen, dann wird nach dem Aufbringen des Werkstoffes das Kabel einer anschließenden Warmbehandlung unterworfen (DE-AS 65 957). Handelt es sich bei diesen elektrischen Kabeln um solche, die für Hochspannung eingesetzt werden sollen, und beträgt die Wandstärke der Isolierung zu diesem Zweck beispielsweise mehr als mm, dann war es bisher nicht möglich, die Isolierung ohne Gefahr von Tropfenbildung und exzentrischer Verlagerung des Leiters in der Isolierung auf einen waagerecht durchlaufenden Leiter aufzubringen. Neben diesen geometrischen Veränderungen ergeben sich aber auch Schwierigkeiten in bezug auf die Einhaltung elektrischer Werte, da die übliche Abkühlung nach der Extrusion aufgrund der bisher unvermeidbaren Spannungen in der Isolierung durch die schnell abgekühlte äußere Oberfläche zu elektrischen Schwachstellen besonders in dieser Zone der Isolierung führt.It is known that insulation for electrical cables or lines is made from thermoplastics or elastomers applied under extrusion on the conductor or the core. Should the material be used to isolate a electrical cables z. B. exist in networked form, because the required electrical transmission properties make this necessary, then after applying the material, the cable is a subsequent Subjected to heat treatment (DE-AS 65 957). Is it this electrical Cables around those that are to be used for high voltage, and the wall thickness is the Isolation for this purpose, for example more than mm, then it was previously not possible to isolate without the risk of drop formation and eccentric displacement of the conductor in the insulation onto one to apply horizontally continuous ladder. In addition to these geometric changes, however, arise also difficulties with respect to maintaining electrical values, since the usual cooling after the Extrusion due to the previously unavoidable stresses in the insulation due to the rapidly cooled outer surface leads to electrical weak points, especially in this zone of insulation.

Bekannt ist es auch bereits, beim Formen eines vulkanisierbaren Materials, etwa der Isolierung eines elektrischen Kabels, zur Führung des Kables nach der Extrusion ein verhältnismäßig enges Rohr einzusetzen, um so ein Abtropfen der Isolierung zu verhindern (DE-AS 21 64 560). Spannungen in der Isolierung werden aber hierdurch nicht abgebautIt is already known when molding a vulcanizable material, such as the insulation of a electrical cable, to use a relatively narrow pipe to guide the cable after extrusion, in order to prevent the insulation from dripping off (DE-AS 21 64 560). Stresses in the insulation but are not reduced by this

Aus diesem Grunde ist man bereits dazu übergegangen, die Fertigung von Hochspannungskabeln z. B. mitFor this reason, one has already gone over to the production of high-voltage cables z. B. with

ίο einer Polyäthylen-Isolierung in einer Turmanlage durchzuführen. Bei einem solchen z. B. 50 oder 60 m hohen Turm wird der zu umspritzende Leiter vom Erdboden aus nach oben geführt, dort umgelenkt und nach dem Umspritzen mit der Isolierung senkrecht nach unten abgezogen. Für die Vernetzung des Isolierwerkstoffes schließt sich an den Extruder eine sog. Vulkanisationsstrecke zn, bis der umhüllte Leiter in ein mit Wasser gefülltes Rohr einläuft und dort abgekühlt wird. Ein Abtropfen der Isolierung ist bei einer solchen senkrechten Führung des Kabels verhindert, auch Exzentrizitäten des Leiters im Innern der Isolierung treten nicht auf. Nachteilig hierbei sind allerdings die hohen Anlagekosten sowie die geringe Fertigungsgeschwindigkeit. ίο a polyethylene insulation in a tower system. In such a z. B. 50 or 60 m high tower, the conductor to be overmolded is guided upwards from the ground, deflected there and after the overmoulding with the insulation peeled off vertically downwards. For the crosslinking of the insulating material, a so-called vulcanization section follows the extruder until the covered conductor runs into a pipe filled with water and is cooled there. The insulation is prevented from dripping off when the cable is routed vertically, and there are no eccentricities of the conductor inside the insulation. The disadvantage here, however, are the high system costs and the low production speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer waagerechten Anordnung Kabel oder Leitungen mit Umhüllungen auch größerer Wandstärke herzustellen, ohne daß Verlagerungen des Leiters oder ein Abtropfen der Isolierung befürchtet werden muß, gleichzeitig aber gegenüber der Herstellung im Turm mit wesentlich höheren Fertigungsgeschwindigkeiten gerechnet werden kann.The invention is based on the object of having cables or lines in a horizontal arrangement Produce sheaths of greater wall thickness without shifting the conductor or dripping the isolation must be feared, but at the same time compared to the production in the tower with essential higher production speeds can be expected.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die vernetzbaren oder unvernetzbaren Materialien ohne Gegendruck extrudiert und zur Bildung einer äußeren durch- und standfesten Isolierschale kurzfristig abgekühlt werden, daß sie anschlie-, ßend einer Warmbehandlung unter Druck unterworfen und schließlich unter Druck abgekühlt werden.This object is achieved according to the invention in that the crosslinkable or non-crosslinkable Materials are extruded without counter pressure and to form an outer, solid and stable insulating shell be briefly cooled that they are then subjected to a heat treatment under pressure and finally cooled under pressure.

4i) Auf diese Weise ist es möglich, auch Kabel mit größeren Wanddicken der Isolierhülle einschichtig mit hohen Fertigungsgeschwindigkeiten zu fahren, ohne daß bei der gewählten waagerechten Fertigung Verlagerungen des Leiters oder elektrische Schwachstellen in der Isolierung befürchtet werden müssen. Durch die standfeste Isolierschale ist bereits nach kurzer Zeit eine Umlenkung möglich, ohne daß es zu Verdrückungen der Isolierung kommt. In der sich an die Abkühlung anschließenden Wärmebehandlung, die bei4i) In this way it is possible to also use cables to drive larger wall thicknesses of the insulating sleeve in one layer at high production speeds without that with the chosen horizontal production, relocations of the conductor or electrical weak points must be feared in isolation. The stable insulating shell is already after A diversion is possible for a short time without the insulation being crushed. In the Cooling subsequent heat treatment that occurs at

so vernetzbaren Materialien die Vernetzung des Werkstoffes mit sich bringt, erfolgt bei Wahl entsprechender Temperaturen eine Umstrukturierung der schlecht kristallisierten äußeren Zone in der bereits standfesten Isolierschale. Durch die kurzfristige Abkühlung schlecht ausgebildete und niedrig schmelzende Kristallite werden in höher schmelzende umgebildet, so daß ζ. Β. bei unvernetzbarem Polyäthylen das Temperaturintervall des Schmelzbereiches enger und in Richtung höherer Temperaturen verschoben wird. Die Polyäthylen-Struktür wird gleichmäßiger, die Dichte des Polyäthylens steigt an, damit werden die elektrischen Übertragungseigenschaften wesentlich verbessert. Eine Umstrukturierung der Kristallite ergibt sich auch bei vernetzbaren Materialien, wenn auch dort die Veränderung des Kristallanteiles von nicht so entscheidender Bedeutung wie bei einem unvernetzbaren Material ist. Auch diese Möglichkeit der Beeinflussung des kristallischen Gefüges des jeweiligen Isolierwerkstoffes ist bei dencrosslinkable materials in such a way that the crosslinking of the material brings with it, takes place when the appropriate choice is made Temperatures a restructuring of the poorly crystallized outer zone in the already stable Insulating shell. Due to the short-term cooling, poorly formed and low-melting crystallites are formed transformed into higher melting points, so that ζ. Β. for non-crosslinkable polyethylene, the temperature range the melting range is narrowed and shifted in the direction of higher temperatures. The polyethylene structure door becomes more uniform, the density of the polyethylene increases, so that the electrical transmission properties are significantly improved. A restructuring the crystallites also result in crosslinkable materials, even if there is a change in the Crystal content is not as important as with a non-crosslinkable material. These too The possibility of influencing the crystalline structure of the respective insulating material is with the

bekannten Turmanlagen nicht möglich. Wesentlich für die Erfindung ist demnach, daß vor der möglichen Vernetzung bzw. Wärmebehandlung eine Abkühlung der gespritzten Isolierung erfolgt so daß diese weitgehend druckfest ist und bei sich anschließender Aufheizung zum Zweck der Vernetzung bzw. Vulkanisation oder Temperung bei unvernetzb^ren Materialien zwecks Verbesserung der morphologischen Struktur diese ohne Deformierung oder Schleifspuren an der Oberfläche aushält. Weitere Vorteile ergeben sich durch ι ο die Extrusion ohne Gegendruck, die Fertigungsgeschwindigkeit kann damit weiter gesteigert werden.known tower systems not possible. It is therefore essential for the invention that before the possible Crosslinking or heat treatment a cooling of the sprayed insulation takes place so that this is largely pressure-resistant and with subsequent heating for the purpose of crosslinking or vulcanization or tempering in the case of non-crosslinkable materials in order to improve the morphological structure withstands this without deformation or grinding marks on the surface. Further advantages result from ι ο the extrusion without counter pressure, the production speed can be increased further.

Es Im sich als vorteilhaft erwiesen, die extrudierte Umhü"'ing unmittelbar nach dem Spritzvorgang in einem freien Durchhang des Kabels oder der Leitung abzukühlen, beispielsweise auf 6O⁰C. Da die Abkühlung hierbei unmittelbar z. B. durch Kühlwasser erfolgt, kann die Strecke des freien Durchhanges verhältnismäßig kurz ausgebildet sein. Bei Kablen oder Leitungen mit einer dickwandigen Umhüllung, d. h. mit einer Wandstärke von mehr als 10 mm, kann es darüber hinaus zweckmäßig sein, vor der ersten Kühlstrecke einen Vorsat^wasserkasten anzuordnen, in den hinein das Spritzen der Umhüllung erfolgt. Das Kabel erfährt damit ^xr\ dem Kühlwasser einen Auftrieb, wodurch eine Tropfenbildung der zunächst noch schmelzflüssigen Isolierung verhindert ist. Außerdem wird sofort ein standfestes äußeres Korsett gebildet und damit die geometrische Dimensionsstabilität gewährleistet.It proved In to be advantageous, the extruded Umhü "'ing immediately after the injection process in a free slack of the cable or line to cool, for example to 6O ⁰ C. As the cooling in this case directly z. B. is carried out by cooling water, the route can In the case of cables or lines with a thick-walled casing, ie with a wall thickness of more than 10 mm, it can also be useful to arrange a water tank upstream of the first cooling section, into which the spraying of the wrapping takes place. the cable undergoes ^xr \ the cooling water buoyancy, thereby a droplet formation of the first still molten insulation prevented. In addition, a stand-resistant outer corset is formed immediately, thus ensuring the geometric dimensional stability.

Vorteilhaft ist es auch, die Oberfläche der extrudierten Umhüllung im Anschluß an den Extrusionsvorg^ng mit einer Vernetzungsmittel enthaltenden Flüssigkeit zu benetzen. Diese Flüssigkeit kann aber auch gleichzeitig als Kühlflüssigkeit für die Abkühlung im Anschluß an die Extrusion verwendet werden. Als Vernetzungsmittel haben sich solche auf der Basis von Peroxyden als geeignet erwiesen, diese haben die Eigenschaft, schnell in die Oberfläche beispielsweise des gespritzten Polyäthylens einzudiffundieren. Erfolgt gleichzeitig eine Vernetzung der Oberfläche, ohne daß hiermit gleichzeitig eine Kühlung erreicht werden soll, kann es auch vorteilhaft sein, zur Beschleunigung des Diffusionsvorganges das vernetzte Gut beispielsweise an einer Infrarot-Heizstrecke vorbeizuführen.It is also advantageous to remove the surface of the extruded casing following the extrusion process to be wetted with a liquid containing crosslinking agent. This liquid can also be used at the same time can be used as a cooling liquid for the cooling following the extrusion. As a crosslinking agent those based on peroxides have proven to be suitable, they have the property of being fast diffuse into the surface of the injected polyethylene, for example. If a It can also be crosslinked with the surface without cooling being achieved at the same time be advantageous to accelerate the diffusion process, the crosslinked material, for example on a Pass the infrared heating section.

Die Kabel oder Leitungen können im Anschluß an die Abkühlung im freien Durchhang in einer odei· mehreren Stufen ggf. bis auf Raumtemperatur abgekühlt werden, zumindest aber soweit, daß das Kabel ohne Gefahr des Verdrückens umgelenkt, aufgetrommelt oder in irgendeiner anderen Weise weiter behandelt werden kann, da nunmehr die geometrischen Abmessungen, d. h. die zentrische Lage des Leiters innerhalb der eine gleichmäßige Wanddicke aufweisenden Isolierung festgelegt ist.After cooling, the cables or lines can be slackened freely in one or more of them Steps can be cooled down to room temperature if necessary, but at least to the extent that the cable can be operated without the risk of Squeezing can be redirected, drummed up or treated in any other way, because now the geometric dimensions, d. H. the central position of the conductor within the one uniform wall thickness having insulation is set.

Handelt es sich bei den hergestellten Kaoeln um solche von 110 kV und mehr, ist es unumgänglich, daß oberhalb der Isolierung ein Strahlenschutz aufgebracht werden muß. Dieser Strahlungsschutz könnte in Weiterführung der Erfindung z. B. im Bereich der sich an den freien Durchhang anschließenden Kühlstrecke erfolgen, z. B. mittels eines zwischen zwei Kühlstufen angebrachten weiteren Extruders, der eine schnell vernetzende schwach leitfähige Kunststoffschicht höherer Dichte aufbringt. Dadurch, daß diese Schicht auf eine weitgehend kalte Oberfläche aufgebracht wird, erfolgt kein Verschweißen mit dem Isolierstoff der Umhüllung, vielmehr ein Aufsintern, so daß die Demontage dieser Schicht beispielsweise bei der Herstellung eines Endenabschlusses oder einer Verbindungsstelle wesentlich vereinfacht ist Da die Abkühlung aber gemeinsam mit der Umhüllung des Kabels oder der Leitung erfolgt, ist ein einwandfreier Sitz des Strahlungsschutzes gewährleistet, zu elektrischen Lndladungen führende Hohlräume zwischen der Oberfläche der Umhüllung und dem Strahlungsschutz sind vermieden.If the manufactured Kaoeln are those of 110 kV and more, it is essential that Radiation protection must be applied above the insulation. This radiation protection could be in Continuation of the invention z. B. in the area of the cooling section adjoining the free sag take place, e.g. B. by means of a further extruder attached between two cooling stages, the one fast applies cross-linking, weakly conductive plastic layer of higher density. By having this layer on a largely cold surface is applied, there is no welding with the insulating material of the envelope, rather a sintering, so that the dismantling of this layer, for example, in the manufacture of a End termination or a connection point is much simplified because the cooling is common with the sheathing of the cable or line, the radiation protection is properly seated ensures cavities leading to electrical charges between the surface of the envelope and radiation protection are avoided.

Die so herstellbaren Kabel oder Leitungen weisen nach der Abkühlung eine standfeste, korsettartige Umhüllung auf, die die geometrischen Abmessungen des Kabels eindeutig fixiert, für die elektrischen Übertragungseigenschaften, wie z. B. Spannungs- oder Kurzschlußfestigkeit, ist diese schlecht kristallisierte Zone der Isolierung jedoch nicht geeignet Aus diesem Grunde erfolgt im Anschluß an die Abkühlung eine erneute Aufwärmung der Isolierung zum Zweck einer Wärmebehandlung. Diese Wärmebehandlung kann nach Auftrommeln des abgekühlten Kabels und Wiederabziehen in einem weiteren Arbeitsgang erfolgen, als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, die Temperaturbehandlung unmittelbar im Anschluß an cüe Abkühlung vorzunehmen und zu diesem Zweck das zumindest an seiner Oberfläche standfeste Kabel umzulenken.The cables or lines that can be produced in this way have a stable, corset-like appearance after cooling Sheathing that clearly fixes the geometric dimensions of the cable for the electrical transmission properties, such as B. voltage or short-circuit strength, this is poorly crystallized zone However, it is not suitable for insulation. For this reason, cooling is followed by a rewarming of the insulation for the purpose of heat treatment. This heat treatment can after reeling up the cooled cable and pulling it off again in a further work step, However, it has proven to be particularly advantageous to carry out the temperature treatment directly in the Connection to cüe cooling and for this purpose at least on its surface to divert stable cables.

Werden Kabel mit einem unvernetzbaren Werkstoff hergestellt, die insbesondere größere Isolierwandstärken aufweisen, dann wird durch das Verfahren bei einer sofortigen Abkühlung nach der Extrusion in einem Kühlmedium, z.B. in 85°C warmem Wasser, zur Vermeidung von Exzentrizitäten kurzfristig ein äußeres Korsett gebildet, aus zwar standfestem, jedoch schlecht kristallisiertem Material. Lunker, Hohlräume und instabile Kristalle sind die Folge, während im Innern der Umhüllung durch langsamere Abkühlung ein geordnetes Kristallwachstum möglich ist. Diese schlecht kristallisierte äußere Zone wird nun zur Herstellung der geforderten elektrischen Übertragungseigenschaften, in diesem Fall einer hochspannungsfesieu isolierung, im Anschluß an die Kühlung erneut einer Wärmebehandlung von ca. 100 bis 120°C unterworfen, so daß die in der äußeren Zone der Umhüllung gebildeten Kristalle wieder aufschmelzen und sich bei der nachfolgenden langsamen Abkühlung z. B. in einem gefluteten Rohr, in besser geordnete und damit elektrisch höherwertige Kristalle umorientieren können. Im Bereich der Warmbehandlung wird das Kabel oder die Leitung zur Vermeidung von Beschädigungen der Oberfläche beim Aufschmelzen im freien Durchhang geführt. Hinzu kommt, daß sowohl die Warmbehandlung selbst als auch die anschließende Kühlung unter Druck erfolgen sollte, da der hierdurch erzielte Kompaktierungseffekt das Kristallwachstum günstig beeinflußt und damit eine Lunker- oder Hohlraumbildung unterdrückt, so daß die zunächst lunkerreiche äußere Isolierschale nachträglich verbessert und damit auf die elektrisch günstigen Werte gebracht wird.Are cables made with a non-crosslinkable material, which in particular have greater insulation wall thicknesses have, then by the process with an immediate cooling after the extrusion in one Cooling medium, e.g. in 85 ° C warm water, for To avoid eccentricities, an outer corset was formed in the short term, made of stable, but bad crystallized material. Blowholes, cavities and unstable crystals are the result while inside the Cladding through slower cooling enables ordered crystal growth. This bad crystallized outer zone is now used to produce the required electrical transmission properties, in In this case, high-voltage insulation, followed by another heat treatment after cooling from about 100 to 120 ° C, so that the in the The crystals formed in the outer zone of the casing melt again and are then added to the subsequent slow cooling z. B. in a flooded pipe, in better ordered and thus electrically higher quality Can reorient crystals. In the area of heat treatment, the cable or line is used for Avoiding damage to the surface when melting is carried out in the free slack. In addition comes that both the heat treatment itself and the subsequent cooling take place under pressure should, since the compacting effect achieved thereby has a favorable effect on crystal growth and thus a The formation of voids or cavities is suppressed, so that the outer insulating shell, which is initially rich in voids, subsequently improved and thus brought to the electrically favorable values.

Handelt es sich bei der auf das Kabel oder die Leitung aufgebrachten Umhüllung um eine solche aus vernetzbaren Materialien, dann wird im freien Durchgang die Umhüllung in der Warmbehandlungszone unier Druckeinwirkung auf die jeweilige Vernetzungstemperatur gebracht. Hierbei kommt es darauf an, daß das Kabel oder die Leitung in diesem Bereich einem möglichst hohen Temperaturgradienten ausgesetzt wird, damit die äußere vernetzende Zone möglichst breit und die innere plastische Zone möglichst schmal wird. Das ist unbedingt erforderlich, weil z. B. im Fall des Polyäthylens dieses bei Temperaturen um 150°C schon relativIf the sheath applied to the cable or the line is one made of networkable ones Materials, then the casing in the heat treatment zone is exposed to pressure in free passage brought to the respective crosslinking temperature. It depends on the cable or the line is exposed to the highest possible temperature gradient in this area so that the outer cross-linking zone is as wide as possible and the inner plastic zone is as narrow as possible. That is absolutely necessary because z. B. in the case of polyethylene this at temperatures around 150 ° C already relatively

plastisch, die Vernetzungsgeschwindigkeit aber noch sehr gering ist. Da sich die Verneizungsgeschwindigkeil etwa pro 10° C Temperaturerhöhung verdoppelt, während der Wärmedurchgang nicht so stark vom Temperaturgradienten beeinflußt wird, kann bei einem Gradienten um 200⁰C die Schmelzzone relativ schmal gehalten und damit die Gefahr einer Reformierung weitgehend ausgeschlossen werden.plastic, but the crosslinking speed is still very low. Since the Verneizungsgeschwindigkeil about every 10 ° C increase in temperature doubles, while the heat transfer is not so strongly influenced by the temperature gradient at a gradient to 200 ⁰ C, the melting zone can be kept relatively narrow and thus the risk of reformation are largely excluded.

Zur Erhöhung der Vernetzungsgeschwindigkeit könnte es mitunter auch vorteilhaft sein, eine Infrarot-Heizung im Anfangsbereich des Druckrohres vorzusehen, um so unabhängig vom Druck von z. B. 16 atü die Oberflächentemperatur der Isolierung auf über 250⁰C zu steigern. Hierdurch ist es möglich, Dichtungsprobleme in der rohrförmigen Führung auszuschließen.To increase the crosslinking speed, it could sometimes also be advantageous to provide an infrared heater in the initial area of the pressure pipe so that it is independent of the pressure of z. B. 16 atü to increase the surface temperature of the insulation to over 250 ^{0 C.} This makes it possible to rule out sealing problems in the tubular guide.

Um eine Verbesserung der Struktur in der Nähe des Leiters zu erreichen, kann es insbesondere bei größeren Leiterquerschnitten erforderlich sein, den Leiter nicht kalt, d. h. mit Raumtemperatur in den Extruder einlaufen zu lassen, sondern eine Vorwärmung durch Stromdurchgang oder Widerstandsheizung von öO bis 100⁰C vorzunehmen.In order to achieve an improvement in the structure in the vicinity of the conductor, it may be necessary not to allow the conductor cold, ie run in at room temperature in the extruder, particularly with larger conductor cross sections, but a pre-heating by current passage or resistance heating of OEO to 100 ⁰ C. to undertake.

Zur Durchführung des Verfahrens wird vorteilhaft an die den Extruder zum Aufbringen der Umhüllung sich anschließende Kühlstrecke in einen Kettenlinienteil und einen geraden Teil vorzugsweise mit unterschiedlicher Temperaturbeaufschlagung unterteilt. Die unterschiedliche Temperaturführung, etwa durch die Anordnung mehrerer Kühlbecken, läßt eine bessere Überwachung der Fertigung zu und bietet zudem die Möglichkeit, zwischen einzelnen Kühlschritten eine zusätzliche Behandlung der Isolierung, eiwa durcn Aufbringen eines Strahlungsschutzes vorzunehmen. Den die Warmbehandlung durchführenden Anlagenteil wird man zweckmäßig aus einem geschlossenen Rohrsystem herstellen, da die Warmbehandlung und anschließende Abkühlung unter Druck zu erfolgen hat. Diese Streckenführung hat zweckmäßig einen ersten kettenlinienförmig verlaufenden Teil, um eine Berührung des aufgewärmten Gutes mit der Rohrinnenfläche zu vermeiden, und einen sich daran anschließenden geradlinig verlaufenden rohrförmigen Teil, der allerdings gegenüber der waagerechten Anordnung um einen bestimmten Winkel geneigt ist. Je nach der Wahl der Temperaturbehandlung und unabhängig von der Wahl des Werkstoffes läßt sich die Warmbehandlungszone und die anschließende Kühlzone z. B. durch Regelung des Wasserniveaus, wenn die Kühlung unter Druckwasser erfolgt, an die jeweiligen Erfordernisse anpassen. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor allem darin zu sehen, daß sofort nach der Extrusion der Umhüllung eine Prüfung auf Maßhaltigkeit. Exzentrizität, Wandstärke, Blasenbildung etc. möglich ist. Denn die hier noch transparente Umhüllung kann z. B. zur Feststellung von Fehlern durchleuchtet werden, wegen der Früherkennung von möglichen Fehlern ist eine schnelle Korrektur etwa am Extruder möglich, der Ausschuß wird auf ein Minimum reduziert. Eine solche rechtzeitige Beeinflussung des Fertigungsverfahrens ist im Vergleich hierzu bei einer Turmanlage nicht möglich, da das Kabel oder die Leitung erst am Fuße des Turms die Anlage frei zugänglich verläßt. Hier ist aber die Isolierung nicht mehr transparent durch Schälen der Isolierung müssen Fehlstellen gesucht werden. Damit können aber ganze Kabelstrecken zum Ausschuß zugeführt werden. Diese Gefahr besteht bei den bekannten Anlagen insbesondere bei starkem TypenwechseL wobie jedesmal ein langer Vorlauf in Kauf genommen werden muß, bis festgestellt werden kann, ob das Kabel oder die Leitung die geforderte Maßhaltigkeit aufweist.To carry out the method, the cooling section which adjoins the extruder for applying the casing is advantageously subdivided into a chain line part and a straight part, preferably with different temperatures. The different temperature control, for example through the arrangement of several cooling basins, allows better monitoring of production and also offers the possibility of additional treatment of the insulation between individual cooling steps, e.g. by applying radiation protection. The part of the plant that carries out the heat treatment is expediently manufactured from a closed pipe system, since the heat treatment and subsequent cooling must take place under pressure. This route expediently has a first part running in the shape of a chain line, in order to prevent the heated material from touching the inner surface of the pipe, and an adjoining straight tubular part which, however, is inclined at a certain angle relative to the horizontal arrangement. Depending on the choice of temperature treatment and regardless of the choice of material, the heat treatment zone and the subsequent cooling zone z. B. by regulating the water level, if the cooling takes place under pressurized water, adapt to the respective requirements. The advantage of the method according to the invention is primarily to be seen in the fact that a test for dimensional accuracy is carried out immediately after the extrusion of the casing. Eccentricity, wall thickness, bubble formation, etc. is possible. Because the casing, which is still transparent here, can, for. B. to detect errors, because of the early detection of possible errors, a quick correction is possible on the extruder, the scrap is reduced to a minimum. Such a timely influencing of the manufacturing process is not possible in comparison with a tower system, since the cable or line leaves the system freely accessible only at the foot of the tower. In this case, however, the insulation is no longer transparent, and defects must be found by peeling off the insulation. This means that entire cable runs can be fed to the scrap. In the known systems, this danger exists especially when there is a major change in type, and a long lead time must be accepted each time before it can be determined whether the cable or the line has the required dimensional accuracy.

Wird für die kontinuierliche Fertigung die kühlzone mit der anschließenden Warmbehandlungszone durch eine Umlenkvorrichtung z. B. ein Umlenkrad gekoppelt, dann ist es vorteilhaft, hier ein drehzahlgeregeltes Umlenkrad vorzusehen, dessen Drehzahl in Abhängigkeit von einer vor dem Extruder angeordneten Abzugsvorrichtung und einer im Anschluß an de η für dieUsed as the cooling zone for continuous production with the subsequent heat treatment zone through a deflection device z. B. coupled a deflection wheel, then it is advantageous to provide a speed-controlled deflection wheel here, the speed of which is dependent from a take-off device arranged in front of the extruder and one following de η for the

ίο Warmbehandlung vorgesehenen rohrförmigen Strecke vorgesehenen zweiten Abzugsvorrichtung regelbar ist. Damit können während der Fertigung auitretende Unregelmäßigkeiten in der Durchlaufgeschwindigkeit ausgeglichen werden.ίο heat treatment provided tubular route provided second trigger device is adjustable. This allows auitretende during production Irregularities in the throughput speed are compensated.

is Oft kann es auch vorteilhaft sein, den in eier Warmbehandlungszone sich an den kettenlinienförmig verlaufenden Teil anschließenden gerade verlaufenden Rohrabschnitt in eine Heiß- und eine Kaltwasserzone zu unterteilen, so daß die Abkühlung auf die Endwertt langsam herunter geregelt werden kann. It can often be advantageous to subdivide the straight pipe section following the chain-like section into a hot and cold water zone so that the cooling can be slowly regulated down to the final value.

Das Aufbringen eines Strahlungsschutzes für Hoch- und Höchstspannungskabel kann auch unmittelbar am Eingang der kettenlinienförmig verlaufenden Warmbehandlungszone erfolgen, das hat den Vorteil, daß der Extruder gleichzeitig eine geeignete Abdichtung für den sich anschließenden unter Druck stehenden ro. ..-..;.>;■ gen Anlagenteil bildet Außerdem kann dieser Extruder ein besonders standfestes bzw. besonders schnell vernetzendes Material als Strahlungsschutz auforingen, was die Gefahr der Riefenbildung beim Aufliegen weiter vermindert In einfachster Ausführung kann zur Abdichtung selbstverständlich auch eine Gummidichtung verwendet werden. Durch das kalte Einfahren des umhüllten Kabels in den kettenlinienförmigen Teil der Warmbehandlungszone ist es möglich, unter Beibehaltung hoher Fertigungsgeschwindigkeiten diesen Kettenlinienteil auf wenige Meter zu beschränken. Der Anteil an der gesamten Warmbehandlungszone wird daher zweck mäßig Vio betragen, das bedeutet im Anschluß an diesen kurzen Teil kann das Kabel oder die Leitung bereits wieder mit der rohrförmigen Führung in Berührung gebracht werden, ohne daß es zu Riefenbildungen an der Oberfläche kommt The application of radiation protection for high and extra high voltage cables can also take place directly at the entrance of the heat treatment zone, which runs in the form of a chain line, this has the advantage that the extruder also provides a suitable seal for the subsequent pressurized ro. ..- ..;.>; ■ forms part of the system In addition, this extruder can apply a particularly stable or particularly rapidly crosslinking material as radiation protection, which further reduces the risk of scoring when resting will. By inserting the sheathed cable cold into the chain-line part of the heat treatment zone, it is possible to limit this chain-line part to a few meters while maintaining high production speeds. The proportion of the entire heat treatment zone is therefore appropriately Vio, which means that following this short part, the cable or line can be brought into contact with the tubular guide again without scoring the surface

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der F i g. 1 bis 3 näher erläutertEmbodiments of the invention are based on F i g. 1 to 3 explained in more detail

Während in der F i g. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Fertigungsanlage wiedergegeben ist zeigen die F i g. 2 und 3 Querschnitte eines hergestelltenWhile in FIG. 1 is a schematic representation The entire production plant is shown in FIG. 2 and 3 cross sections of a manufactured Kabels.Cable.

Wie aus der F i g. 1 ersichtlich, wird von dem Kabelablauf 1 die Kabelseele 2, beispielsweise ein aus einer Vielzahl von Einzeidrähten bestehender elektrischer Leiter, mittels der Schubraupe 3 dem Extruder 4As shown in FIG. 1 can be seen, the cable core 2, for example one from the cable outlet 1 a plurality of single wires existing electrical conductors, by means of the push caterpillar 3 to the extruder 4 für die Leiterglättung bzw. 5 für die Isolation zugeführt, wobei letzterer eine einzige Schicht großer Wandstärke aus einem vernetz- oder unvernetzbaren Material aufbringt Unmittelbar anschließend läuft das Kabel in den Vorsatzwasserkasten 6 ein und erfährt hier einenfor wire smoothing or 5 for insulation, the latter being a single layer of great wall thickness made of a crosslinkable or non-crosslinkable material Immediately afterwards, the cable runs into the water tank attachment 6 and experiences one here Auftrieb, der mit zur Verhinderung von Tropfenbildungen beiträgt Das Kabel wird in diesem Wasserkasten und der anschließenden Kühlrinne 7 in freien Durchhang mittels Wasser auf etwa 85 bis 60⁰C abgekühlt Durch diese kurzfristige Abkühlung ist bereits eineBuoyancy, with which to prevent drop formation contributes The cable in this case water and the subsequent cooling trough 7 in free slack by means of water at about 85 is then cooled to 60 ⁰ C. By this short-term cooling is already a standfeste Isolierschale in Form eines den inneren noch plastischen Teil umschließenden Korsetts entstanden, das schon nach kurzer Zeh eine Umlenkung über die Führung 8 an die anschließenden Kühlbecken 9 und 10stable insulating shell in the form of an inner one corsets enclosing plastic parts were created, After a short toe, a diversion via the guide 8 to the adjoining cooling basins 9 and 10

gestattet, wo eine weitere Abkühlung auf Raumtemperatur oder anderen, für die Weiterverarbeitung günstigen Temperaturen erfolgt. Die Kühlbecken 9 und 10 können z. B. die gleiche Temperatur aufweisen; ist jedoch an der Stelle 11 z.B. zum Aufbringen des Strahlungsschutzes ein weiterer Extruder vorgesehen, dann wird es zweckmäßig sein, für das Kühlbecken 10 eine von der Temperatur des Kühlbeckens 9 abweichende Temperatur zu wählen.Permitted where further cooling to room temperature or something else favorable for further processing Temperatures takes place. The cooling basins 9 and 10 can, for. B. have the same temperature; is however, another extruder is provided at point 11, e.g. to apply the radiation protection, then it will be expedient to set a temperature for the cooling basin 10 that differs from the temperature of the cooling basin 9 Temperature to choose.

Das nunmehr an seiner Oberfläche mechanisch verfestigte, jedoch für die notwendigen elektrischen Übertragungseigenschaften wenig geeignete dickwandige Kabel wird unmittelbar im Anschluß an die Kühlung mittels des drehzahlgeregelten Umlenkrades 12 einer Warmbehandlungszone 13 zugeführt, die im wesentlichen aus einem kettenlinienförmigen Teil 14 und einem sich daran anschließenden gerade, jedoch geneigt zur Waagerechten verlaufenden Teil 15 besteht. Die Warmbehandlung erfolgt unter Druck, beispielsweise von 16 bis 18 atü und bei Temperaturen, die im Falle vernetzbarer Materialien 200 bis 280⁰C betragen können. Die Warmbehandlungszone 13 ist durch die Wahl einer rohrförmigen Führung als geschlossenes System zu betrachten. Im Bereich der hohen Temperaturen wird man zweckmäßig zur Wärmeübertragung als wärmeübertragendes Medium Wasserdampf verwenden, während im anschließenden Teil Wasser zur weiteren Behandlung dient, dessen Niveau 13a je nach verwendetem Material und Ziel der Warmbehandlung gehoben oder gesenkt werden kann, so daß die Anteile einer Heißwasser- bzw. einer Kaltwasserbehandlung innerhalb des geschlossenen Systems geregelt werden können. Soll im Fall unvernetzbarer Materialien die Warmbehandlung lediglich zum Zweck der Strukturänderung der äußeren standfesten Schicht erfolgen, dann ist es zweckmäßig, zur Vermeidung von inneren Spannungen in der dicken Isolierung und zur Vergleichmäßigung des Gefüges von außen ²Λ der Gesamtwandstärke zu erwärmen.The thick-walled cable, which is now mechanically solidified on its surface, but not very suitable for the necessary electrical transmission properties, is fed immediately after cooling by means of the speed-controlled deflection wheel 12 to a heat treatment zone 13, which essentially consists of a chain-line-shaped part 14 and an adjoining straight, but inclined to the horizontal part 15 is made. The heat treatment is carried out under pressure, for example from 16 to 18 atmospheres and at temperatures which, in the case of crosslinkable materials, can be ^{200 to 280 ° C.} The heat treatment zone 13 is to be viewed as a closed system by choosing a tubular guide. In the area of high temperatures, water vapor is expediently used as the heat-transferring medium for heat transfer, while water is used for further treatment in the subsequent part, the level 13a of which can be raised or lowered depending on the material used and the aim of the heat treatment, so that the proportions of a hot water or a cold water treatment can be regulated within the closed system. If, in the case of non-crosslinkable materials, the heat treatment is only to be carried out for the purpose of changing the structure of the outer, stable layer, then it is advisable to heat ^{2 of the total wall thickness from the outside to avoid internal stresses in the thick insulation and to even out the structure.}

Das an der Stelle 16 aus dem Rohr der Warmbehandlungszone 13 austretende, nunmehr mit einer vernetzten oder unvernetzten Isolierung versehene Kabel wird mittels des Raunenabzuges 17 abgezogen und auf die Aufwickeltrommel 18 aufgewickelt. Eine solche Anlage erlaubt es zum ersten Mal, in waagerechter Anordnung Kabel mit dicker Isolierwandstärke herzustellen, die einschichtig aufgebracht wird, ohne daß es zur Verlagerung des Leiters innerhalb der dicken Isolierung kommt, wobei gleichzeitig hohe Fertigungsgeschwindigkeiten möglich sind.That at point 16 from the pipe of the heat treatment zone 13 emerging, now provided with a crosslinked or non-crosslinked insulation cable withdrawn by means of the roughness trigger 17 and wound onto the winding drum 18. Such a plant allows for the first time to manufacture cables with thick insulation walls in a horizontal arrangement, the is applied in a single layer without causing the conductor to shift within the thick insulation comes, while at the same time high production speeds are possible.

Erfordern Kabel für höhere Spannungen z. B. von 110 KV und mehr einen Strahlungsschutz aus einem leitfähigen Material oberhalb der Isolierung, dann wird man vorteilhaft hinter dem Umlenkrad 12 einen Extruder 19 vorsehen, mit dessen Hilfe die leilfähigc Kunststoffschicht aufgebracht wird.Require cables for higher voltages e.g. B. from 110 KV and more radiation protection from one conductive material above the insulation, then one is advantageous behind the deflection wheel 12 Provide extruder 19, with the help of which the leilbaren plastic layer is applied.

Die bei Polyäthylen-Kabeln auf der Basis vernelzbarer Polymere durchgeführte Abkühlung und die damit gewonnene Standfestigkeit während der Wiederaufheizung, die es ermöglicht, das Kabel bei der Auflage im Heizrohr 15 ohne Deformierung aufzuheizen, ist anhand der F i g. 2 und 3 veranschaulicht. Die SchmelzzonenThose with polyethylene cables on the basis of nellable Cooling performed by polymers and the resulting stability during reheating, which makes it possible to heat the cable when it is placed in the heating tube 15 without deformation, is based on the F i g. 2 and 3 illustrated. The melting zones

verlaufen hierbei derart, daß eine Deformierung, d.h. eine birnenförmige Quetschung durch das Eigengewicht des Kabels unterbleibt. So zeigt die Fig. 2 z.B. die Erwärmung des Kabels nach kurzer Zeit, etwa nach I Min., wobei die bereits vernetzte Zone mit 20, die Schmelzzone mit 21 und die noch unterhalb des Schmelzpunktes liegende Zone mit 22 und die Leiterglättung mit 23 bezeichnet ist. Die Auflage, z. B. die Innenwand des Rohres 15, ist mit 24 bezeichnet, der Leiter selbst trägt die Bezeichnung 25. Nach längerer Aufheizzeit verschieben sich die einzelnen Zonen etwa in der Art, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Die vernetzte Zone 20 ist in ihrer Dicke schon sehr stark angestiegen, aber auch mit ihr die Schmelzzone 21. Die vernetzte Zone 20 zeigt in Richtung des Temperaturgradienten zum Leiter hin eine Abnahme der Vernetzungsdichte, die Schmelzzone 21 eine Zunahme der Schmelzviskosität. Trotz des Leitcrgev/ichtes ist jedoch eine Deformierung an der Unterlage 24 nicht eingetreten, weil immer noch ein festes Korsett 22 aus kristallisiertem Polyäthylen um den Leiter 25 herum ausgebildet ist.run in such a way that a deformation, i.e. a pear-shaped crushing due to its own weight of the cable is omitted. For example, Fig. 2 shows the The cable heats up after a short time, about after 1 min., With the already networked zone with 20, the Melting zone with 21 and the zone still below the melting point with 22 and the Conductor smoothing is denoted by 23. The edition, e.g. B. the inner wall of the tube 15 is denoted by 24, the The conductor itself is labeled 25. After a longer heating-up period, the individual zones move about in the manner as shown in FIG. The cross-linked zone 20 is already very thick in terms of its thickness increased, but also with it the melting zone 21. The crosslinked zone 20 points in the direction of the temperature gradient towards the conductor a decrease in the crosslinking density, the melting zone 21 an increase in the Melt viscosity. In spite of the lead weight, however a deformation of the pad 24 has not occurred because a firm corset 22 is still off crystallized polyethylene is formed around the conductor 25 around.

Für die Vorrichtung ist es wesentlich, daß wahlweise vernetzbare und unvernetzbare Materialien verwendet werden können und daß durch die besondere Wahl der Abkühlung druckfeste Isolierungen erzeugt werden können, die sowohl hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit als auch ihrer Spannungsfestigkeit hohe Werte aufweisen. Hinzu kommt die mögliche Kontrolle des Kabels oder der Leitung praktisch von Anfang an, so daß kurzfristige Eingriffe in den Fertigungsablauf möglich sind. Die Ausschußquote kann daher gegenüber der bekannten Verfahren auf ein Minimum reduziert werden.It is essential for the device that optionally crosslinkable and non-crosslinkable materials are used can be and that pressure-resistant insulation can be produced by the special choice of cooling can, which are high both in terms of their surface properties and their dielectric strength Have values. In addition, there is the possibility of checking the cable or line practically from the start, so that short-term interventions in the production process are possible. The reject rate can therefore be compared to the known method can be reduced to a minimum.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of crosslinkable or non-crosslinkable thermoplastics or elastomers existing sheathing of electrical cables or lines, preferably for such higher electrical voltages, characterized in that the crosslinkable or non-crosslinkable Materials are extruded without counter pressure and to form an outer pressure-resistant and stable The insulating shell is briefly cooled so that it is then subjected to a heat treatment Subjected to pressure and finally cooled under pressure.

2. The method according to claim 1 with several cooling stages, characterized in that between two cooling stages by means of another extruder a fast cross-linking z. B. weakly conductive Plastic layer of higher density is applied.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that that the cooling section adjoining the extruder for the casing is in a chain line part and a straight part with different temperature exposure is divided.

4. Device for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that that the plant part performing the heat treatment consists of a tubular guide in the form a chain line and an adjoining part with an inclined course.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the adjoining the chain line just part of the heat treatment zone is divided into a hot and a cold water zone.