DE2439492B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines elektrischen kabels - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines elektrischen kabelsInfo
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Description
herabgesetzt.
Das verschmorte Polyolelin hindert und verlangsamt
noch mehr den FIuB der Polyolel'inschicht in der
Nähe der Innenfläche des Anlandeabschnitts. Dadurch
wird die Zersetzung und Verschnürung des Polyolefins beschleunigt. Die Kabelherstellung kommt
schließlich ganz zum Abbruch.
Die Ausbildung des verschmorten Polyolefins auf der Innenfläche des Anlandeabsehnitts hängt sehr
stark von dem Ort des Zusatzes des AusformhilfsUoffes
ab. Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens wird der Ausformhilfsstoff in den Anlandeabschnitt
jes Nachfolgerrohres eingegeben.
Die US-PS 3Ü54 142 beschreibt eine ähnliche Vorrichtung
zur Kabelherstellung, bei der innerhalb des Nachfolgerrohres ein zylindrischer Mantel aus Sintermetall
angeordnet ist. Dieser poröse Mantel ermöglicht eine Ölzufuhr unter Druck, so daß die Außenfläche
des ummantelten Kabels innerhalb des Nachfoleerrohres unter dem Druck eines ölmante's steht. Das
als Gleitmittel wirksame Öl führt ebenfalls zu den beschriebenen Nachteilen. Durch die nachgiebige Ölschicht
kann die Ausbildung von Rauhigkeiten und Wellen innerhalb des Kabelmantels sogar begünstigt
werden.
Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung der Kabelherstellung unter Vermeidung einer verschmorten
Außenschicht.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ausformhilfsstoff kontinuierlich innerhalb
eines kegelmantelförmigen Abschnitts des Nachfolgerrohres zugeführt wird, der sich im Anschluß
an den Extruderkopf und vor Eintritt in den langen Anlandeabschnitt des Nachfolgerrohres mit
konstantem Innendurchmesser befindet.
Diese Zugabe des Ausformhilfsstoffs verhindert eine Verlangsamung der Strömung und damit eine
Verschmorung oder Zersetzung des Polyolefins. Infolgedessen
kann man dickmantelige Kabel mit einem dicken vernetzten Polyolefinmantel isolieren. Diese
Kabel haben eine hohe Güte und eine hohe Durchschlagspannung. Das Verfahren nach der Erfindung
erlaubt eine kontinuierliche Arbeitsweise über eine lange Zeitdauer.
Das vernetzbare Polymere besteht überwiegend aus einem Polyolefin und enthält außerdem ein Vernetzungsmittel.
Beispiele für Polyolefine sind Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten-1 und ähnliche PoIya-olefine,
Äthylen-vinylacetat, Äthylen-äthylacrylat und ähnliche Mischpolymere von Poly-a-olefinen,
insbesondere von Polyäthylen.
Ausformhilfsstoffe für das Polyolefin sind bekannt und umfassen Di-tert.-Butylperoxid, tert.-Butylcumylperoxid,
Dicumylperoxid, l,3-bis-(tert.-Butylperoxy-isopropyl)-benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-Butylperoxy)-hexan,
2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-Butylperoxy)-hexin-(3), Ι,Ι-Di-tert.-Butylperoxy-
3,3,5-trimethylcyclohexan und ähnliche Diacylperoxide.
Das Vernetzungsmittel wird in einem Anteil von etwa 0,1 bis 10 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile
Polyolefin eingesetzt. Erforderlichenfalls kann das Polymere außerdem einen Vernetzungsbeschleuniger,
einen Vernetzungshilfsstoff, ein Alterungsschutzmittel, ein Gleitmittel, ein Pigment, einen Spannungsstabilisator,
einen Füllstoff und dergleichen enthalten.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens enthält einen Extruderkopf, mit einem
an die Austrittsfläche desselben anschließenden Naehfolgermhr, das einen an die Austrittsfläche des
Extruderkopfes unmittelbar anschließenden kegelmantelförmigen Abschnitt und einen Anlageabschnitt
mit gleichbleibendem Innendurchmesser aufweist, mit einer sich über einen Großteil des Anlandeabsehnitts
erstreckenden Heizeinrichtung, die eine Erwärmung aul eine für die Vernetzungsreaktion des ein Vernetzungsmittel
enthaltenden Polyolefins ausreichende
ίο Temperatur sicherstellt, und mit einer ein Druckkühlmittel
enthaltenden Kühleinrichtung im Anschluß an das Austrittsende des Nachfolgerrohres.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Innerhalb der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird eine Polyolefinmasse 10 als Gemisch
mit einem Vernetzungsmittel, das aus einem gesonderten nichtdargcstellten Extruder zugeführt wird, in
einen Extruderkopf 1 eingegeben. Die Masse tritt
dann durch einen Ringraum zwischen der Innenfläche des Extruderkopfes 1 und einem Kern 2 sowie einen
weiteren Ringraum zwischen der Innenfläche eines kegelmantelförmigen Abschnitts 3c und dem Kern 2,
durch dessen Durchgang ein elektrischer Leiter 11 kontinuierlich geführt wird. Dadurch wird der Leiter
mit der Polyolefinmasse beschichtet.
Man kann mehrere Extruder, beispielsweise drei Extruder gemeinsam einsetzen, entsprechend der Anzahl
der auf den Leiter aufzubringenden Polyolefinschichten.
Der Extruderkopf 1, beispielsweise ein Querspritzkopf, ist auf der Austrittsseite mit einem Nachfolgerrohr
3 oder Anlanderohr verbunden, das einen ersten Abschnitt 3a und einen zweiten Abschnitt 3b umfaßt,
der einen Abschnitt 3c mit kegelmantelförmiger Innenfläche bildet, wenn die beiden Abschnitte in der
dargestellten Weise zusammengesetzt sind.
Die im Gemisch mit dem Vernetzungsmittel in den um den Extruderkern 2 gebildeten Ringraum eingeführte
Polyolefinmasse 10 tritt durch den kegelmantelförmigen
Abschnitt 3c hindurch in den Ringraum um den Leiter 11 ein, der durch den Kern 2 kontinuierlich
mit konstanter Geschwindigkeit geführt wird. Dadurch wird der Leiter 11 mit der Polyolefinmasse
10 beschichtet, die innerhalb des Nachfolgerrohres 3 vernetzt wird. Sodann tritt der beschichtete Leiter in
eine nichtdargestellte Druckkühleinrichtung ein, die unmittelbar an das Austrittsende des Nachfolgerrohres
2 anschließt. Die Gesamtlänge des kegelmantelförmigen Abschnitts 3 c, also der Abstand zwischen
der Eintrittsfläche und der Austrittsiläche dieses Abschnitts beträgt normalerweise 50 mm bis etwa
200 mm.
Der erste Abschnitt 3a des Nachfolgerrohres 3 weist an seinem Eintrittsende einen Flansch auf, der
an die Austrittsstirnfläche des zweiten Abschnitts 3b angedrückt wird und mit Hilfe eines Düsenhalters 4
an dem Extruderkopf 1 befestigt ist. Eine Ringdichtung S liegt zwischen den Stirnflächen der beiden Abschnitte
3a und 3b, damit man zwischen diesen beiden Aoschnitten eine druckdichte Abdichtung erhält.
Radial innerhalb der Ringdichtung 5 befindet sich ein Ringraum 7 und ein Ringspalt 8 zwischen den einander
gegenüberstehenden Stirnflächen der beiden Abschnitte. Ein Ausformhilfsstoff 12 wird durch einen
Durchgang des Düsenhalters 4, den Ringraum 7 und den Ringspalt 8 in den kegelmantelförmigen Abschnitt
3c des Nachfolgerrohres 3 eingeleitet. Der
Ausformhilfsstoff benetzt die gesamte Innenfläche des Anlandeabschnitts im Anschluß an den Ringspalt, und
dadurch wird ein gleichmäßiger Durchgang des Leiters 11 mit der Polyolefinschicht erleichtert.
Der Ringraum 7 wird durch eine ringförmige Hinterschneidung der Stirnfläche des Abschnitts 3fc und
durch die gegenüberliegende Stirnfläche des Abschnitts 3a, die an der Ringdichtung 5 anliegt, gebildet.
Der Ringspalt 6 ist von den beiden einander gegenüberstehenden, von dem Ringraum 7 radial nach
innen gerichteten Stirnflächen der beiden Abschnitte begrenzt. Der Ringspalt 8 hat eine Breite von etwa
0,005 mm bis etwa 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,001 mm und etwa 0,5 mm.
Der Ausformhilfsstoff ist an anderer Stelle beschrieben. Er muß die folgenden vier Bedingungen
erfüllen:
1. Die Viskosität muß zwischen 0,5 und 3000 cSt (235° C) liegen.
2. Das Absorptionsverhältnis gegenüber dem vernetzbaren Polymeren darf nicht größer als 100
mg/cm2 bei einer Temperatur von 150° C und einer Einwirkungsdauer von 45 Stunden sein.
3. Der Ausformhilfsstoff darf keine Gelbildung zeigen, wenn er mit dem organischen Peroxid innerhalb
des vernetzbaren Polymeren in Berührung kommt.
4. Der Ausformhilfsstoff darf während der Vernetzungsreaktion nicht zum Sieden kommen.
Das genannte Absorptionsverhältnis wird dadurch bestimmt, daß eine vernetzte Platte mit den Abmessungen 30 mm X 30 mm X 1 mm bei einer Temperatur von 150° C 45 Stunden lang in den Ausformhilfsstoff eingetaucht wird. Die Platte wird vor und nach der Tauchbehandlung gewogen. Der Massenunterschied geteilt durch die Gesamtoberfläche der Platte vor der Tauchbehandlung gibt das Absorptionsverhältnis an.
Das genannte Absorptionsverhältnis wird dadurch bestimmt, daß eine vernetzte Platte mit den Abmessungen 30 mm X 30 mm X 1 mm bei einer Temperatur von 150° C 45 Stunden lang in den Ausformhilfsstoff eingetaucht wird. Die Platte wird vor und nach der Tauchbehandlung gewogen. Der Massenunterschied geteilt durch die Gesamtoberfläche der Platte vor der Tauchbehandlung gibt das Absorptionsverhältnis an.
Die Gelbildung des Ausformhilfsstoffs unter üblichen
Arbeitsbedingungen wird nach folgendem Verfahren bestimmt. Ein Gemisch aus 10 Gewichtsteilen
des Ausformhilfsstoffs und 1 Gewichtsteil eines organischen Peroxids wird in ein dicht abschließendes
Mischgefäß gebracht. Das Gemisch wird mit einer Aufheizgeschwindigkeit von etwa 10° C/min auf eine
Temperatur von 235° C erhitzt und 5 Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten. Danach wird die Viskosität
T)1 der Flüssigkeit bei 235° C gemessen. Die Viskosität r/„ des reinen Ausformhilfsstoffes wird
ebenfalls bei einer Temperatur von 235" C gemessen. Ausformhilfsstoffe, bei denen das Verhältnis η{/ηη
kleiner als 30 ist, werden als nichtgelbildend im Rahmen der Zielsetzung der Erfindung angeschen. Man
kann dann erwarten, daß sich keine Gelschicht auf tier Innenfläche des Anlandeabschnitts des Nachfolge
rrohrs bei einem kontinuierlichen Betrieb über zumindest mehrere Stunden ausbildet. Wenn das organische
Peroxid nichtflüchtig ist, kann die Wärmebehandlung in einem offenen Gefäß durchgeführt
werden. Im Rahmen der beschriebenen Untersuchung muß nicht unbedingt dasjenige organische Peroxid
benutzt werden, das dem vernetzbaren Stoff zugesetzt wird. Man kann auch ohne Fehler für die Bestimmung
andere Peroxide wie Dicumylpcroxid einsetzen.
Die Menge des in dem kcgclmantclförniigcn Abschnitt
3c zugeführten Ausformhilfsstoffes l'cgt /wischen
0.001 und 0,1 cm'/eiir der Außenfläche dos
herzustellenden Kabels. Unter der Wirkung des Ausformhilfsstoffes fließt die Polyolefinmasse 10 in das
Nachfolgerrohr 3, ohne daß eine Abbremsung der Strömung oder eine Stauung am Eingang des Anlandeabschnitts
auftritt und ohne daß ein Anschmoren an der Innenfläche dieses Abschnitts auftritt. Infolgedessen
tritt die Polyolefinzusammensetzung 10, die auf den elektrischen Leiter 11 aufgetragen wird, durch
den Anlandeabschnitt, wobei die Außenfläche der
ίο Polyolefinzusammensetzung gleichmäßig an der Innenfläche
des Anlandeabschnitts anliegt.
Das Nachfolgerrohr 3 wird durch eine entsprechende Heizeinrichtung, etwa eine elektrische Heizeinrichtung,
eine ölmantelheizung oder dergleichen, auf eine Temperatur zwischen etwa 200° C und
300° C aufgeheizt, damit sich eine ausreichende Vernetzung der Polyolefinmasse ausbildet. Die den Leiter
abdeckende Polyolefinmasse wird dadurch vollständig vernetzt, während der beschichtete Leiter durch das
Nachfolgerrohr tritt. Die Länge des Anlandeabschnitts des Nachfolgerrohres 3 wird in Abhängigkeit
von der Dicke der Mantelschicht, der Reaktionstemperatur des Vernetzungsmittels, der gewünschten Arbeitstemperatur
in dem Nachfolgerrohr und der
as Durchlaufgeschwindigkeit des Leiters 11 eingestellt.
Im praktischen Betrieb liegt die Länge des Anlandeabschnitts des Nachfolgerrohrs im Bereich zwischen
5 m und etwa 30 m. Der Anlandeabschnitt des Nachfolgerrohrs 3 kann aus einer Mehrzahl von kurzen
Anlandestücken zusammengesetzt sein, die zu einem gemeinsamen Anlandeteil verbunden sind.
Das Austrittsende des Nachfolgerrohrs 3 ist durch eine Flanschkupplung unmittelbar an eine nichtdargestellte
Druckkühleinrichtung angeschlossen. Die vernetzte Isolationsschicht des Leiters 11 wird durch
die Bewegung desselben in die Druckkühleinrichtung mitgenommen, wenn der Leiter das Nachfolgerrohr
verläßt. Die Isolationsschicht wird beim Durchgang durch die Druckkühleinrichtung abgekühlt, die ein
Kühlmittel wie Wasser enthält. Die Druckkühleinrichtung kann eine konventionelle Bauart haben, wie
dies bei VCV-, CCV- oder HCV-Einrichtungen üblich ist. Der Druck des Kühlmittels beträgt mindestens
7 kp/cm2, vorzugsweise liegt der Druck in einem Bereich zwischen etwa 10 kp/cm2 und 30 kp/cm'.
Der genaue Ort, an dem der Ausformhilfsstoff innerhalb
des kcgclmantelförmigcn Abschnitts 3c des Nachfolgcrrohrs 3 zugeführt wird, kann zwischen der
Eintrittsflächc und der Austrittsflächc des kegelman-{eiförmigen
Abschnitts ausgewählt werden. Wenn jedoch die Einspcisungsstcllc für den Ausformhilfsstoff
unmittelbar am Austrittsende des kegclmantelförmigen Abschnitts ist, lassen sich keine befriedigenden
Ergebnisse erhalten. Dies beruht darauf, daß unmittelbar
am Austrittsende des kegclmantclförmigcn Abschnitts der Ühergangsbeieich zwischen dem kcgelmantelförmigcn
Abschnitt und dem Anlandcabschnitt mit konstantem Innendurchmesser ist. In diesem
Übergangsbeicich bilden sich leicht Turbulcnzci innerhalb der Polyolcfinstiömung aus. Dies kann zi
einer Stauung der Strömung und damit zu einer Zcr Setzung oder einem Verschmoren des Polyolefins füll
rcn. Diese Neigung zur Turbulenzbildung wird nocl
gesteigert, wenn der Ausl'ormhilfsstoff in diesen
Übcrgangsbcicich oder im Austiittsbcicich des kc
gulmantclförmigcn Abschnitts zugeführt wird.
Wenn andererseits der Aiisformhilfsstoff an eine
Stellt· vordem Hintiittsendc des kcgelmantclförmigci
Abschnitts zugeführt wird, neigt der Ausformhilfsstoff zur Vermischung mit der Polyolefinmasse, da die Turbulenz
innerhalb der Polyolefinströmung an dieser Stelle ziemlich groß ist. Die Vermischung des Ausformhilfsstoffes
mit der Polyolefinmasse bedingt eine Verschlechterung der dielektrischen Eigenschaften
der Polyolefinzusammensetzung. Deshalb ist eine bevorzugte Lage, an der der Ausformhilfsstoff zugeführt
wird, in einem Bereich etwa 10 mm hinter dem Eintrittsende des kegelmantelförmigen Abschnitts bis zu
höchstens 2 mm vor dem Austrittsende dieses Abschnitts.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Ausformhilfsstoff durch den
Durchgang 6 in den Ringraum 7 eingegeben und tritt von dort durch den Ringspalt 8 an der Innenfläche
des kegelmantelförmigen Abschnitts aus. Der letzte Teil des Durchgangs des Ausformhilfsstoffes kann in
der Weise abgewandelt werden, daß der Ausformhilfsstoff von dem Ringraum 7 durch ein poröses Metall
zu der Innenfläche des kegelmantelförmigen Abschnitts hindurchtritt. Das poröse Metall bildet einen
Wandungsteil des kegelmantelförmigen Abschnitts des Nachfolgerrohrs 3. Ein solches poröses Metall besteht
im allgemeinen aus gesinterten Metallgranuli, deren Durchmesser im Bereich zwischen lü μηι bis
150 μηι liegt. Die Dicke des porösen Metalls liegt etwa
zwischen 5 und 20 mm.
Zur Verdeutlichung der Erfindung werden im folgenden ein Vergleichsbcispiel und ein Ausführungsbeispiel
beschrieben. Alle Anteile sind als Gewichtsprozente angegeben. Diese Beispiele sollen jedoch
den Umfang der Erfindung nicht einschränken.
Vergleichsbeispiel
Mit einer Geschwindigkeit von 0,255 m/min wird eine Leiterlitze mit einer Querschnittsfläche von
2,700 nmr kontinuierlich durch eine horizontale Kabelherstellungsmaschine
geleitet, die mit einem Querextrudcrkopf zur Koextrusion von drei Mantclschichten,
mit einem daran angeschlossenen Nachfolgerrohr mit einem Durchmesser von 130 mm und einer Länge
von 15 m und mit einer Kühlvorrichtung am anderen Ende des Nachfolgerrohrs mit einer Lange von 30 m
ausgerüstet ist. Das Nachfolgerrohr umfaßt einen kegelmantelförmigcn,
25 cm langen Abschnitt, der in der Durchlaufrichtung konvergent ist und einen Anlandeabschnitt
mit konstantem Innendurchmesser, der unmittelbar an das Austrittsende des kegelmantelförmigen
Abschnitts anschließt und sich koaxial zu demselben in Ausrichtung erstreckt. Das Nachfolgerroh
r wird durch eine Heizeinrichtung auf einer Temperatur von 250" C gehalten. Ein Ausfonnhill'sinittel
tritt in einer Menge von 40 cnrVmin aus dem Ringspalt mit einer Spaltbreite von 0,08 mm kontinuierlich auf
die Innenfläche des Nachfolgerrohrs an einer Stelle 10 cm vom Eintrittsende des Nachfolgerrohrs abgelegen.
Der Ausformhilfsstoff ist das Äthyleiioxid-Pmpylenoxid-Mischpolymere
>Unilube 75DH-2620< der Firma Nippon Oils & Fats Co. Ltd., Viskosität 452
cSt (235" C), Absorptionsverhältnis 0,15 mg/cm' gegenüber
vei nutztcm Polyäthylen bei einer Temperatur von 150° C und einer Einwirkungsdauer von 45 Stunden,
Siedepunkt über 260° C, frei von Gelbildung entsprechend der obigen Meßvorschrift.
Unter Verwendung von drei Extrudern wird zur Ummantelung des Leiters eine teilleitende Zusammensetzung,
eine isolierende Zusammensetzung und eine weitere teilleitende Zusammensetzung zur Abdeckung
der Isolationsschicht auf den Leiter durch Koextrusion geschichtet. Die drei Schichten haben
Dicken von 1,5 mm, 35 mm und 1,0 mm. Die Deckschichten gelangen durch den Anlandeabschnitt und
dann durch die Kühleinrichtung zusammen mit dem durchtretenden Leiter.
Die teilisolierende Zusammensetzung zur Abdekkung des Leiters enthält 100 Teile Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres
(mit einem Anteil von 20% Vinylacetat), 50 Teile Ruß und 2,0 Teile Dicumylperoxid.
Die Isolationsschicht enthält 100 Teile Polyäthylen (Dichte 0,920 g/cm3, Schmelzindex 1,0,
Schmelzpunkt 113° C nach ASTM D-1238-65T), 2,0 Teile Dicumylperoxid und 0,2 Teile 4,4'-Thio-bis(6-t-butyl-m-cresol).
Die Abdeckschicht enthält 100 Teile Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres (20% Vinylacetat) und 50 Teile Ruß. Die Kühlapparatur
war über ihre gesamte Länge mit Kühlwasser einer Temperatur von 20° C und einem Druck von 18 kp/
cm2 gefüllt.
Nach 5 Betriebsstunden erhält man ein mit vernetztem Polyäthylen isoliertes Kabel mit einer Nennspannung
von 275 kV, einer Länge von 90 m. In der Außenfläche des Isolationsmantels des Kabels finden
sich jedoch zahlreiche Schrammen und Risse. Die mittlere Wechselspannungs-Dauerdurchschlagfestigkeit
und die mittlere Impuls-Durchschlagfestigkeit von fünf Proben dieses Kabels betragen 28 kV pro
mm und 65 kV/mm. Jeder Wert der angegebenen Durchschlagfestigkeit ist ein Mittelwert von fünf Proben.
Nach einer Betriebsdauer von 5 Stunden wurde das Nachfolgerrohr auscinandergebaut und das Einlaufende
desselben untersucht. Es fanden sich verschmorte Polyäthylenreste, die im wesentlichen an der
gesamten Innenfläche in einem Abstand von 6 cm und mehr vom Eintrittsende des kegelmantelförmigen
Abschnitts anhingen.
In gleicher Weise wie im Vcrgleichsbeispiel wurde ein Kabel mit der Abwandlung hergestellt, das durch
einen Ringspalt mit 0,08 mm Breite in einer Zwischenlage des kegelmantelförmigen Abschnitts, dessen
Gesamtlänge 25 cm beträgt, zugegeben wurde Nach etwa 50 BetriebssUinden erhält man 765 m Kabel
mit einer gleichmäßigen guten Außenfläche.
Das hergestellte elektrische Kabel hat eine Wech sclspannungs-Dauerdui ^schlagfestigkeit und eint
Impuls-Durchschlagfesligkeit von 38 kV/mm und 8! kV/mm. Eine Untersuchung des Anlandeabschnitt
des Nachfolgerrohrs nach einer Betriebsdauer von 51 Stunden konnte keine verschmorten Polyäthylenteil
au der Innenfläche des Hinlauiabschnitts des An landeabschnitts feststellen.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verl'anreii zur Herstellung eines elektrischen
Kabels, wonach ein Leiter kontinuierlich durch einen Extruderkopf und ein auf der Austrittsseite
desselben angeordnetes Nachfolgerrohr geführt ist, wobei eine Polyolefinzusammensetzung mit
einem Vernetzungsmittelzusatz um den Leiter extrudiert und ein Ausformhilfsstoff auf der Innenfläche
des Nachfolgerrohres zugeführt wird, wonach eine Wärmevernetzung der Polyolefinschicht
in dem Nachfolgerrohr erfolgt und wonach schließlich die vernetzte Polyolefinschicht mit einem
Druckkühlmittel gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausformhilfsstoff (12) kontinuierlich innerhalb eines kegelmanteiförmigen
Abschnitts (3t) des Nachfolgerrohres (3) zugeführt wird, der sich im Anschluß an den Extruderkopf
(1) und vor Eintritt in den langen Anlandeabschnitt (3a) des Nachfolgerrohrs mit
konstantem Innendurchmesser befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Ausformhilfsstoffs
(12) mit einer Viskosität von 0,5 bis 3000 cSt bei 235° C, mit einem Absorptionsverhältnis durch
die ein Vernetzungsmittel enthaltende Polyolefinzusammensetzung von nicht mehr als 100 mg/cm:
bei 150° C und einer Einwirkungsdauer von 45 Stunden, frei von Gelbildung beim Zusammentreffen
mit einem organischen Peroxid in der vernetzten Polyolefinzusammensetzung und nicht
siedend während der Vernetzung*reaktion.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausformhilfsstoff (12) kontinuierlich an einer Stelle zugeführt wird, die
sich in einem Bereich von mehr als 10 mm vom Einströmende des kegelmantelförmigen Abschnitts
und von mehr als 2 mm vom Ausströmende des kegelmantelförmigen Abschnitts befindet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von
Polyäthylen als Polyolefin.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem
Extruderkopf, mit einem an die Austrittsfläche desselben anschließenden Nachfolgerrohr, das einen
an die Austrittsfläche des Extruderkopfes unmittelbar anschließenden kegelmantelförmigen
Abschnitt und einen Anlandeabschnitt mit gleichbleibendem Innendurchmesser aufweist, mit einer
sich über einen Großteil des Anlandeabschnitts erstreckenden Heizeinrichtung, die eine Erwärmung
auf eine für die Vernetzungsreaktion des ein Vernetzungsmittel enthaltenden Polyolefins ausreichende
Temperatur sicherstellt, und mit einer ein Druckkühlmittel enthaltenden Kühleinrichtung
im Anschluß an das Austrittsende des Nachfolgerrohrs, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelmantelförmige
Abschnitt (3b) eine Ringöffnung zur Applikation des Ausformhilfsstoffs auf
die Innenfläche des Nachfolgerrohres (3) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringöffnung einen Ringspalt
(8) mit einer Spaltbreite zwischen 0,005 mm und 1 mm aufweist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kabels, wonach ein Leiter
kontinuierlich durch einen Extruderkopf und ein auf der Austrittsseite desselben angeordnetes Nachfol
gerrohi geführt ist, wobei eine Polyolefinzusammensetzung mit einem Vernetzungsmittelzusatz um den
Leiter cxtrudiert und ein Ausformhilfsstoff auf der Innenfläche des Nachfolgerrohres zugeführt wird, wonach
eine Wärmevernetzung der Polyolefinschicht in ίο dem Nachfolgcrrohr erfolgt und wonach schließlich
die vernetzte Polyolefinschicht mit einem Druckkühlmittel gekühlt wird.
Dieses in der DT-OS 2 164560 vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kabels
mit einer Isolationsschicht aus einem vernetzten Polymeren arbeitet unter Verwendung eines horizontalen
Flächenformungs- und Vernetzungsabschnitts. Dieses Verfahren läßt höhere Arbeitsgeschwindigkeiten als
das herkömmliche Vertikal-Vulkanisier-Verfahren zu. Die Isolationsschicht aus dem vernetzten Polymeren
ist frei von Hohlräumen und Rissen.
Nach diesem Verfahren wird ein vernetzbares Polymeres in einem Extruderkopf auf einen Leiter aufgebracht
und in einem Anlandeabschnitt oder Flächenformabschnitt
ausgeformt und in der Wärme vernetzt. Dieser Anlandeabschnitt ist etwa 1 bis 50 m
lang oder noch länger. Auf die Innenfläche des Anlandeabschnitts des Nachfolgerrohrs wird ein Ausformhilfsstoff
kontinuierlich appliziert. Die in der Wärme vernetzte Isolationsschicht wird nach der
Ausformung auf dem Leiter mit einer Hochdruckkühleinrichtung innerhalb eines Kühlabschnitts im
Anschluß an den Anlandeabschnitt gekühlt.
Das beschriebene Verfahren ist für die Herstellung von Kabeln mit dünner Isolationsschicht oder von Kabeln
mit einer vernetzten gummiartigen Isolationsschicht befriedigend. Wenn jedoch Kabel mit dickwandiger
Isolationsschicht aus einem vernetzten Polyolefin für Netzspannungen von 154 kV oder
275 kV hergestellt werden sollen, treten Nachteile wie Rauhigkeiten der Oberfläche der Kabel oder Verringerung
der Durchschlagspannung auf. Manchmal muß die Herstellung unterbrochen werden, weil die Rauhigkeit
der Kabeloberfläche fortgesetzt übermäßig zunimmt.
Eingehende Untersuchungen dieser Umstände haben gezeigt, daß die Schmelze des nichtvernetzten Polyolefins
ein viskoses Fließverhalten zeigt, das sich sehr deutlich von einem stopfenartigen Fließverhalten
einer gummiartigen Zusammensetzung unterscheidet. Wenn ein dickmanteliges Kabel hergestellt wird, tritt
in der dicken Polyolefinschicht, die durch das Nachfolgerrohr fließt, eine plötzliche Änderung der Flußrichtung
innerhalb eines Bereichs von dem kegelmantelförmigen
Abschnitt bis zu dem Anlandeabschnitt auf. Deshalb verlangsamt sich die Strömungsgeschwindigkeit
eines Teils der Polyolefinschicht längs der Innenfläche im Eingangsbereich des Anlandeabschnitts.
Die verlangsamte Schicht verschmort und zersetzt sich thermisch innerhalb einer kurzen Zeitdauer.
Infolgedessen lagert sich an der Innenfläche des Anlandeabschnitts verschmortes und zersetztes
Polyolefin ab. Das verschmorte Polyolefin beseitigt die Formungsfähigkeit des Anlandeabschnitts. Die
Außenfläche des Kabels wird infolgedessen durch das verschmorte Polyolefin innerhalb des Anlandeabschnitts
oder des Flächenformungsabschnitts zerstört. Die Durchschlagspannung des Kabels wird dadurch
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP48094059A JPS5834883B2 (ja) | 1973-08-22 | 1973-08-22 | チヨウコウアツケ−ブルノ セイゾウホウホウ |
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Family Applications (1)
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