DE2359876B2 - Verfahren zur Herstellung von HF-Koaxialkabeln - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von HF-KoaxialkabelnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Hochfrequenz-Koaxialkabeln, die durch hochexpandiertes Polyolefin isoliert sind.
Zur Herstellung von Koaxialkabeln ist es üblich, den Innenleiter mit einer Schaumstoffisolierung zu versehen,
und hier auf den Außenleiter aufzubringen. Als Schaumstoff wurde hierfür besonders hochexpandiertes
Polystyrol verwendet. Polystyrol und Schaumstoffe daraus weisen eine schlechte Biegefestigkeit und keine
ausreichende Elastizität auf, so daß ein Bedürfnis besteht, elastischere Schaumstoffe, wie solche aus
Polyolefinen für die Isolierung von Koaxialkabeln zu verwenden.
Aus der US-PS 3017371 ist es bekannt, für die
Ummantelung von Drähten Polyolefinschäume zu verwenden. Dabei werden für die Schäumung des
Polyolefins feste Treibmittel verwendet, die sich in der Hitze unter Gasentwicklung zersetzen und das Aufschäumen
des Polyolefins bewirken. Beim Aufextrudieren eines Polyolefinschaumes auf einen Draht unter
Verwendung von festen Treibmitteln ist es jedoch erforderlich, Extrudiertemperaturen zu wählen, die
erheblich oberhalb des Erweichungspunktes des Polyolefins liegen und die ausreichen, um die thermische
Zersetzung des festen Treibmittels zu bewirken. Bei diesen höheren Temperaturen wird das Polyolefin so
flüssig, daß ein großer Teil des gebildeten Zersetzungsproduktes des festen Treibmittels wirkungslos verpufft
und man keinen befriedigenden Expansionsgrad erzielt. Es wäre aber sehr vorteilhaft, bei der Herstellung von
Koaxialkabeln Polyolefinschäume mit einem hohen Expansionsgrad, der bei 60% oder darüber liegen soll,
zu verwenden.
Aus der DE-AS 10 92 082 ist ein Verfahren zur Herstellung eines mit geschäumtem Kunststoff isolierten
Drahtes bekannt, bei dem man den Draht durch eine Kunstharzlösung führt, die anschließend aufgeschäumt
wird. Auch hierbei werden feste Treibmittel verwendet,
so daß die vorerwähnten Nachteile nicht vermieden werden können. Weiterhin ist aus der DE-AS 10 06 918
die Herstellung von mit schaumförmigen Kunststoffen isolierten elektrischen Leitern bekannt, bei dem man
thermoplastische Kunststoffe mit einem nicht lösend wirkenden Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt
unterhalb des Erweichungspunktes des Kunststoffes um
ίο einen elektrischen Leiter in einer Schneckenspritzmaschine
extrudiert, wobei nur die Mittelzone der Schneckenmaschine geheizt ist, und die leicht fließende
Kunststoffmasse vor dem Austritt aus der Schneckenmaschine bis auf einige Grad oberhalb des Beginns des
Fließbereichs abgekühlt wird. Der treibmittelhaltige
kompakte porenfreie Kunststoff, welcher den elektrischen Leiter umhüllt, tritt dabei aus der SJineckenspritzmaschine
aus und anschließend wird die blähfähige Masse, gegebenenfalls nach dem Abkühlen durch
ju Erwärmen expandiert. Diese Verfahrensweise ist
besonders für Polystyrol als Schaumstoff geeignet Es handelt sich um ein zweistufiges Verfahren, bei dem das
Aufschäumen des Kunststoffes und die Bildung der Schaumstoffisolierung auf dem elektrischen Leiter erst
2ί in einer zweiten Erwärmungsstufe erzielt wird.
Ein weiteres Verehren zur Herstellung von Koaxialkabeln,
die mit Schaumstoff isoliert sind, ist aus der DE-OS 16 40 201 bekannt Bei diesem Verfahren wird
ein Mittelleiter mit einer elektrischen Isolierung,
jo beispielsweise einem Polyäthylenschaum mit einem Luftgehalt von etwa 45 bis 55% versehen. Dann wird ein
Mantel um die den Mittelleiter umgebende Isolierung gelegt, und durch ein Drückverfahren auf einen
kleineren Durchmesser gebracht, um die Isolierung
ji festsitzend zu umfassen. Bei einem solchen Drückverfahren
werden Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche der Schaumisolierung niedergedrückt, so daß man keine
vollständige Koaxilität erhält, de~m an den niedergedrückten
Stellen findet eine Verdichtung statt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art aufzuzeigen, durch das
HF-Koaxialkabel entstehen, die einen vollständig regelmäßigen Querschnitt aufweisen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß
4-, Gattungsbegriff des Anspruchs 1 durch die in dessen
kennzeichnendem Teil angegebenen Verfahrensschritte gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
-,ο Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie
man zum Formen der expandierten Schäume eine gekühlte, zylindrische Dimensionierungsdüse verwendet;
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Isolierung des
-,-> hergestellten Kabels;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie eine Klebstoffschicht auf den Leiter aufgebracht wird;
F i g. 4 ist eine perspektivische Ansicht des vollständigen koaxialen Kabels;
ho Fig.5 ist ein schematischer Querschnitt, in dem das
Schweiß- und Preßverfahren für das koaxiale Kabel, dargestellt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt viele Vorteile. Der Innenleiter ist mit der Isolierschicht
h> festhaftend verbunden und man erhält ausgezeichnete
koaxiale Kabel, wenn man als Außenleiter ein Gefüge bzw. ein Band bzw. ein zusammengesetztes Material
verwendet und darauf eine Schutzschicht aufbringt. Es
ist selbstverständlich, daß dieses Verfahren auch zur
Herstellung von gewellten koaxialen Kabeln verwendet werden kann.
Vor dem Extrudieren bringt man auf den Innenleiter eine Klebstoffschicht auf. Die Klebstoffschicht wird in
einer sehr dünnen Schicht aufgetragen, um eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften der
Koaxialkabel zu vermeiden. Das Auftragen des Klebstoffes auf den Innenleiter erfolgt zweckmäßig so,
daß man den Innenleiter durch eine Schmelze des Klebstoffes durchleitet und dadurch einen dünnen Film
aufbringt, worauf dann auf diese dünne Schicht die Schicht aus hochexparidiertem Polyolefinschaum als
Isolierschicht durch Extrudieren aufgebracht wird.
In Fig.3 wird gezeigt, wie man einen Überzug aus
einem dünnen Filmmaterial auf den Innenleiter aufbringen kann. In der Zeichnung ist eine Abquetschform
49, ein Ausgang 49', eine Erwärmungseinrichtung 50 für die Form 49, ein Vorerwärmer 51 für den
!nnenieiter 52, ein dünnes Filmmaterial 53 und der in
beschichtete dünne Film 53' auf dem Inr?nleitei 52 dargestellt. Der Innenleiter 52 wird in dem Vorerwärmer
51 vorerwärmt und in die Abquetschform 49 geleitet, in der ein erwärmter, flüssiger, dünner Film 53
gehalten wird und dann wird der Innenleiter einheitlich 2r>
mit dem dünnen Film 53' beschichtet, wobei die Mitschleppkraft des Innenleiiers 52 verwendet wird.
Der dünne Film 52' bzw. 53', der so aufgebracht wurde, besitzt eine Festigkeit, bedingt durch die Scherkraft, die
am Ausgang 49' der Form 49 auf ihn angewendet wurde. Die Dicke des dünnen Films wird in Abhängigkeit von
den elektrischen Eigenschaften des verwendeten Materials gewählt Im allgemeinen wird ein Film mit einer
Dicke, die geringer ist als 03 mm, bevorzugt Das dünne
Filmmaterial, das hierin verwendet wird, umfaßt Homopolymere und Copolymere aus Äthylen, Polymere
der Vinylart oder andere Arten, die Wärmeversiegelungseigenschaften
im Hinblick auf die Isolierschicht aus stark expandiertem Schaum besitzen, und sie werden
bevorzugt in feinverteilter Form verwendet. Um zu bewirken, daß das Material in solcher Form in der
Wärme fließt kann es auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des dünnen Films, aber unter dem
Zersetzungspunkt davon erwärmt werden. Um die feste Adhäsion zwischen dem dünnen Film und dem
Innenleiter zu verbessern, sind zum Vorerwärmen des Innenleiters höhere Temperaturen erforderlich. Für das
dünne Filmmaterial sind dagegen niedrigere Temperaturen wünschenswert damit man ainen einheitlichen
Überzug aus dem dünnen Film erhält. Daher kann die Erwärmungstemperatur entsprechend der besonderen
beabsichtigten Endverwendung ausgewählt werden. Der Winkel der Abquetschform kann auf geeignete
Weise ausgewählt werden.
Die Beziehung zwischen dem Winkel der Innenseite der Form und den geforderten Eigenschaften für den
dünnen Film sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Innenwinkel der Form
Festigkeit des
dünnen Films
dünnen Films
Glattheit der Oberfläche des Films Entgasungswirkung
bei der Filmbildung
bei der Filmbildung
Restspannung in dem dünnen Film (Schrumpfen)
groß
klein
klein
hoch
niedrig
niedrig
hoch niedrig
Der mit dem dünnen Film so beschichtete Innenleiter wird in Jen Extruder eingeführt und mit dem
Isoliermaterial aus dem stark expandierten Schaum beschichtet.
Eine zylindrische, gekühlte Dimensioniervorrichtung wird in F i g. 1 gezeigt. Teil 42 bedeutet eine Form mit
einer parallelen Fläche 42', die im wesentlichen den gleichen Durchmesser besitzt wieder Außendurchmesser
der röhrenförmigen Schäume. Teil 42" verläuft konisch, 43 ist eine Düse mit einem konischen Teil 43' in
der parallelen Fläche 42' und 44 ist eine Kühleinrichtung, die in der paraiHen Fläche 42' vorgesehen ist.
Innenieiter 48, Wärmeisoliermaterial 45, Verschäumungsve'bindung
46, geschäumtes Produkt 46' und die Vakuumvorrichtung 47 sind ebenfalls dargestellt.
Es ist wünschenswert, daß die parallele, tragende Fläche 42' der Form 42 so lang wie möglich ist und daß
der Winkel des konischen Teils 43' der Düse 43 auf geeignete Weise ausgewählt wird, abhängig von dem
Schäumungsverhältnis der Schaumverbindung, so daß der Winkel verkleinert wird, wenn das jchäumungsverhältnis
vermindert wird. Der Winkel des konischen Teils 42" der Form 42 wird ebenfalls auf geeignete Weise
relativ zu dem konischen Teil 43' der Düse 43 ausgewählt. Die Änderungen im Druck in der Form zum
Zeitpunkt des Schäumens (Kompressionsöffnung) ergeben sich, indem man den Querschnitt der Durchgänge
für den Kunststoff gerade vor und nach dem Schäumungsbeginnpunif.t variiert. Ob die Druckänderungen
schnell oder langsam verlaufen, wird durch das Schäumungsverhältnis bestimmt.
groß
klein
klein
groß
klein
klein
Es kann vorteilhaft sein, eine Klebstoiischicht
zwischen der Isolierschicht aus starkexpandiertem Polyolefinschaum und dem Außenleiter vorzusehen.
Als Klebstoffe kann man verschiedene Arten von Lösungsklebstoffen verwenden, man kann Zweikomponenten-Klebstoffe
verwenden, Klebstoffe in Bandform, Klebstoffe, die beim Erwärmen härten, oder Klebstoffe,
die beim Erwärmen schmelzen.
In den F i g. 4 und 5 sind Beispiele dargestellt, wie der Außenleiter beschichtet und zusammengepreßt wird.
Ein bandartiger Außenleiter 56 wird auf die stark expandierte Schaumisolierschicht 55 unter Verwendung
einer Dimensionirrungswalze zu einem kreisförmigen Körper mit einem Durchmesser aufgebracht, der etvas
größer ist als der der Schicht 55, mit der der Innenleiter 34 beschichtet ist. Der aneinanderschlagende Teil 57 des
bandartigen Außenleiters 55 wird mit einem Schweißgerät 59 geschweißt und dieses Gefüge wird zusammengepreßt,
indem man es durch die Düse 60 leitet. Dadurch werden die starx expandierte Schaumisolierschicht und
der Außenleite.· fpsthaftend miteinander verbunden.
Hier wurde die Erfahrung verwendet, daß die Zellen, die in dem Außenteil der stark expandierten Schaumisolierschicht
55 vorhanden sind, bei diesem Pressen zusammenbrechen. Die Unebenheit in der Oberfläche
der Isolierschicht wird hierdurch geglättet. Die zusammengebrochenen Teile können mit Klebstoffen gefüllt
werden und dadurch wird eine enge Haftung zwischen der stark expandierten Schaumisolierschicht 55, die
sonst schwer zu verkleben ist, und dem Außenleiter mit glatter Oberfläche erreicht.
Der verwendete Außenleiter kann aus Aluminium in flacher Band- oder Röhrenform, aus Kupfer- sowie
beschichteten Kupferbändern mit haftenden Kunststoffen bestehen.
Wie gezeigt wird, wird die Klebstoffschicht 58 aus ·">
einem solchen Klebstoff zwischen der stark expandierten Schaumisolierschicht 55 und dem Außenleiter 56
angebracht, beispielsweise indem man einen Anstrich aus dem Klebstoff auf die Innenfläche des Außenleiters
56 an der entgegengesetzten Seite der sich treffenden i"
Teile 57 aufbringt, und zwar zu dem Zeitpunkt, wo die
stark expandierte Schaumisolierschicht 55 mit dem Außenleiter 56 in Form eines einfachen Bandes
verbunden wird, während man das Band zu einem kreisförmigen Querschnitt formt. Die so vorgesehene ι ">
Klebstoffschicht 58 bedeckt die gesamte Oberfläche und dadurch werden die Isolierschicht 55 und der Außenlei
tcr 56 beim Zusammenpressen gut verbunden. Verwen det man Klebstoffe aus zwei Komponenten, so win
jede Komponente getrennt aufgebracht und zur Zeitpunkt des Zusammenbrechens vermischt, wobei dl·
Komponenten dann miteinander reagieren. Verwende man Klebstoffe, die in der Wärme härten oder die in de
Wärme schmelzen, so härten die Klebstoffe durch dii Wärme, die beim Pressen entsteht. Das Gefüge kam
auch erwärmt werden, um eine feste Haftung zwischei der Isolierschicht und dem Außenleiter zu ergeben. Dii
Klebstoffe, die in den Zellen, die beim Zusammenpres sen oder Absinken zusammenbrechen, eingebettet sine
oder die an der Oberfläche der Isolierschicht hafter erhöhen die Adhäsionsfestigkeit durch eine »Veranke
rungswirkung«.
7iM<-hniim»Mi
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von durch hoch expandiertes, geschäumtes Polyolefin isolierten
Hochfrequenz-Koaxialkabeln, bei dem ein Gemisch aus Polyolefin, einem Kernbildungsmittel und einer
flüchtigen Flüssigkeit als Treibmittel in einen Extruder eingeführt und dieses Gemisch auf den
durch den Extruder geführten Innenleiter durch Hitzeextrusion aufgebracht und eine Isolierschicht
mit einem Schaumverhältnis von mehr als dem 2,5fachen (60% Expansionsgrad) gebildet wird und
dann ein Außenleiter aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Extrudieren
auf den Innenleiter eine Klebstoffschicht aufbringt, dann die Polyolefinschaumisolierschicht
aufextrudiert und gleichzeitig die Außenfläche dieser Schaumisolierschicht verdickt, indem man den
mit der Schaumisulierschicht versehenen Innenleiter durch eine gekühlte zylindrische Kalibriervorrichtung
führt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man auf die stark expandierte Polyolefinisoiierschicht, nach der Kalibrierung, eine
Klebstoffschicht und dann erst den Außenleiter aufbringt
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