DE2519462A1

DE2519462A1 - Kabelmantel und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2519462A1
Application number: DE19752519462
Authority: DE
Inventors: Maurice Arnaud; Andre Bougouin; Rene Cirjean
Original assignee: Lignes Telegraphiques et Telephoniques LTT SA
Current assignee: Lignes Telegraphiques et Telephoniques LTT SA
Priority date: 1974-05-02
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1975-11-06
Also published as: BE828455A; FR2269781A1; IT1032706B; DE2519462B2; FR2269781B1; GB1505125A

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz

Dr. Gertrud Hauser eooc Machen.Paii_ng, 30. April 1975

Dipl.-!ng. Gottfried Leiser Er„,b._r8.r.»ra„. i»

Potentanwälte 2 0 Ί 9 4 Ό L

Telegramme: Labyrinth München

Telefon· 88 5941
Poshdiedclionto: München 117078

LIGNES TELEGRAPHIQUES
ET TELEPHONIQUES

89, Rue de la Faisanderie
PARIS / Frankreich

Uns er Zeichen; L 960

Kabelmantel und Verfahren zu seiner Herstellung

Es ist bekannt, Kabelseelen insbesondere von Fernmeldekabeln mit mehreren nacheinander metallischen und isolierenden Schichten zu umgeben, deren jede einen Schutz gegen eine Einwirkung von außen gewährleistet (Blitz, Nagetiere, Feuchtigkeit, mechanische Einwirkungen usw.). Es wurden bereits zahlreiche Untersuchungen zur Ermittlung der optimalen Kombinationen von Schutzschichten vorgenommen, und zwar gleichzeitig im Hinblick auf die Eigenschaften des Kabels und seine Herstellungskosten. Die Metallschichten oder Mantel erhält man meistens, indem um die Kabelseele oder den bereits gebildeten Kabelteil herum ein Metallband so geformt wird, daß die beiden Ränder des Metallbands aneinanderstoßen, wobei die Kabelseele oder der bereits gebildete

509845/0 815

Kabelteil in dem auf diese Weise gebildeten Zylinder enthalten ist. Der Zylinder kann anschließend abgedichtet werden, beispielsweise indem die beiden Ränder des Bandes in jedem beliebigen, an sich bekannten Verfahren (Verkleben, Verschweißen, Verlöten usw.) miteinander verbunden werden. Die Erfindung betrifft derartige Metallmantel.

Hierbei besteht das Hauptproblem in der Verformung des Bandes bei der Formung. Die mittlere Faser des Bandes (die seine Symmetrieachse bildet) wird nämlich nicht verformt, während die beiden Seiten des Bandes von ihrer ursprünglichen Ebene um so weiter entfernt werden, je mehr sich die betreffende Faser den Rändern nähert. Bei der Formung des Bandes tritt eine Dehnung der Fasern auf, die symmetrisch in dem Maße zunimmt, in dem die betreffende Faser von der mittleren Faser entfernt ist. Diese Dehnung erreicht häufig den Bereich der plastischen Verformung des Metalls, was bedeutet, daß die Ränder des Mantels nach der Formung eine Länge beibehalten, die größer als die der mittleren Faser ist. Hierdurch kommt es zu Verformungen an der Verbindung von zwei Rändern, die sich aus dem Längenunterschied zwischen der mittleren Faser und den miteinander verbundenen Rändern ergeben. Dieser Fehler muß natürlich vermieden werden. Hierzu wurden bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen. Insbesondere sei die französische Patentschrift 1.156.636 erwähnt, in der ein Formungswerkzeug beschrieben wird, das so ausgebildet ist, daß alle Teile des Metallbandes auf der gesamten Breite im wesentlichen gleiche Strecken durchlaufen. Diese Lösung erfordert jedoch sehr umfangreiche und teuere Maschinen. Andere Lösungen erfordern die Ver-

509845/08-5

Wendung eines quer gerillten Bandes. Von den diesbezüglichen Patentschriften seien die französische Patentschrift 1.046.954· und die französische Patentschrift 1.501.238 genannt. Die in dieser Patentschrift beschriebene Maschine ist sehr kompliziert, relativ langsam und besitzt sehr große Abmessungen, da sie eine große Zahl von Rollenpaaren erfordert.

Erfindungsgemäß wird eine ηβμβ Lösung des Problems der Verformung der Fasern des Bandes während seiner Formung vorgeschlagen. Die Erfindung beruht im wesentlichen auf einer Vorverformung des Bandes vor der Formung, wodurch eine Dehnung der Fasern bewirkt wird, die allmählich in dem Maße .zunimmt, in dem der Abstand der Fasern von der mittleren Faser zunimmt, so daß das Band vor der Formung Fasern besitzt, deren relative Dehnungen (Bereich der plastischen Verformung) sich in einer Gesetzmäßigkeit ändern, die der sich aus der Formung ergebenden Gesetzmäßigkeit nahekommt. Da die Fasern annähernd die Länge besitzen, die für ihre Stellung auf dem durch die Formung erhaltenen Zylinder erforderlich ist, wird der Formungsvorgang beträchtlich erleichtert, was sich in einer starken Vereinfachung der Formungswerkzeuge und einer starken Verringerung der für den Antrieb des Bandes durch das Formungswerk^ zeug erforderlichen Kraft äußert. Eine Anordnung der Erfindung gestattet ohne Schwierigkeit die Einstellung der Dehnungen nach der Formung, so daß man eine konstante Dehnung der einzelnen Fasern des Bandes erhält. Diese beiden Folgen der Erfindung gestatten die Erhöhung der Durchgangsgeschwindigkeit des Kabels durch die Vorrichtung zur Formung des Mantels, was für alle Kabelhersteller von großer Bedeutung ist.

509845/081 5

Die Vorverformung des zu formenden Bandes erhält man erfindungsgemäß dadurch, daß man das ebene Band zwei Arbeitsgängen unterwirft, in denen es durch zur Bandebene senkrechte Verformungen gewellt oder gebogen wird. In dem ersten Arbeitsgang werden dem Band Querwellungen mit einem auf der Breite des Bandes konstanten Profil und mit konstantem Schritt verliehen. Im zweiten Arbeitsgang werden dem Band Längswellungen mit einem auf der Breite des Bandes veränderlichen Profil verliehen, so daß die Amplitude der Wellungen symmetrisch links und rechts der mittleren Faser zunimmt. In manchen Fällen werden die Längswellungen auf einem die mittlere Faser umgebenden Bereich weggelassen. Diese beiden Arbeitsgänge können hintereinander durch Durchgang des Bandes durch zwei Sätze von entsprechend gerillten Rollen oder gleichzeitig mittels eines Satzes von Rollen mit entsprechendem Profil ausgeführt werden. Die erfindungsgemäße Verwendung einer doppelten Wellung des zur Bildung des Mantels eines Kabels dienenden Metallbandes wurde in der englischen Patentschrift Nr. 942.730 beschrieben. Wie jedoch aus dem Schnitt von Fig.2 dieser Patentschrift hervorgeht, bleibt das Profil der Längswellungen auf der gesamten Breite des Bandes konstant. Das Band wird somit an jedem Punkt seiner Breite gleichmäßig verformt und befindet sich nicht in dem. erfindungsgemäßen Verformungszustand. Die sich ergebende Verformung des Bandes bildet ein sogenanntes Diamantenspitzen-Relief, das dem Band eine hohe Steifheit verleiht. Es hat sich herausgestellt, daß die Verformung eines derartigen Bandes und seine Formung zu einem Zylinder eine sehr hohe Zugkraft erfordert, und an der Fuge zwischen den beiden Rändern sind nach der Formung des Zylinders zum Ausgleich der Dehnung der Ränder bezüglich der mittleren Faser Verformungen aufgetreten. Das Band bleibt nach der Prägung eben.

509845/0815

Dagegen tritt das erfindungsgemäß vorgeformte Band verzogen aus der zweiten Walzphase aus. Die erfindungsgemäße Vorverformung durch Dehnung der Ränder kann folgendermaßen erklärt werden: Die Querwellung erzeugt eine auf dem Querschnitt des Bandes konstante Verformung und bewirkt im wesentlichen eine Erleichterung der Längsverformung des Bandes. Die Längswellung erzeugt eine auf dem Querschnitt veränderliche Verformung der zuvor gebildeten Querwellungen. Man kann in etwa sagen, daß die Querwellungen von den Längswellungen in Nähe der Bänder stärker eingedrückt werden. Da diese Wellungen einer bleibenden Verformung des Bandes entsprechen, nimmt die Länge der Fasern, gemessen an Parallelen zur Achse des Bandes, in dem Maße zu, in dem die Querwellungen stärker verformt sind. Die Vorverformung bewirkt eine Vergrößerung der Länge der Ränder bezüglich der Länge der mittleren Faser, und zwar ebenso wie die Formung. Infolgedessen verringert sich die für die Formung eines vorgeformten Bandes erforderliche Energie beträchtlich bezüglich der zur Formung desselben, jedoch nicht vorgeformten Bandes erforderlichen Energie. Dieser Arbeitsgang kann also auf einer geringen Länge des Bandes und mit einer höheren Geschwindigkeit als bei Fehlen einer Vorverformung vorgenommen werden. Die auf der mittleren Faser beibehaltene Querwellung begünstigt seine Verformung für den Ausgleich der Dehnung der mittleren Faser nach der Formung des Bandes zu einem Zylinder, wenn die Dehnungsänderungen nicht gleich sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen , wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser Zeichnung zeigen:

509845/081 5

Fig. Λ Längsschnitte und Querschnitte durch das vorgeformte Band,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des vorgeformten Bandes,

Fig. 5 und 4 schematische Darstellungen von zwei Abwandlungen der Walzen zum Längswalzen und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Abwandlung eines erfindungsgemäßen Kabelmantels.

Zur Vereinfachung der Darstellung wird in Fig. 1 davon ausgegangen, daß die beiden Reihen von Wellungen hintereinander ausgeführt werden. Fig. IA zeigt einen Längsschnitt durch ein metallisches Band 1, das einer ersten Vorverformung unterzogen wurde, die aus einer konstanten Querwellung des Bandes besteht. Diese Wellungen haben ein trapezförmiges Profil. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Form beschränkt. Fig. 1B zeigt einen Querschnitt nach der Linie B-B¹ von Fig.1 durch das Band nach diesem Arbeitsgang. Dieser Querschnitt ist gerade, da angenommen wird, daß das Band zu Beginn eben ist. Die untere Linie entspricht dem Boden der Wellungen. Die Achse A-A¹ gibt die Schnittebene von Fig.1A an.

Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch das ebene Band, das durch Durchgang durch die Walze zur Bildung von Längswellungen verformt wurde. Die Figuren 1C und 1D entsprechen nicht einem tatsächlichen Verfahrensstadium, da die Erfindung entweder eine Querwellung vor der Längswellung oder eine gleichzeitige Wellung in beiden Eichtungen vorsieht. Das Band bleibt eben.

Fig.1D zeigt einen entsprechenden Querschnitt des Bandes, 50 9 8 45/0815

Das Band ist in Nähe der mittleren Faser (Achse C-C) relativ wenig verformt und die Verformung verstärkt sich in dem Maße,in dem eine Faser von der mittleren Faser weiter entfernt ist, wobei die stärkste Verformung an den Rändern des Bandes auftritt.

Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Bandlänge nach Herstellung der beiden in den Figuren 1 gezeigten Wellungen, wobei nur eine Hälfte der Breite des Bandes dargestellt ist. Der Anschaulichkeit halber wurde die Tiefe der Wellungen übertrieben. Die zweite Hälfte ist bezüglich der hinteren Schnittebene zur der dargestellten Hälfte symmetrisch. Wie Fig.2 zeigt, sind die Querwellungen T1, T2, TJ usw. in Nähe der die Achse des Bandes enthaltenden Symmetrieebene beibehalten worden. Das auf diese Weise geschaffene Relief besitzt Vertiefungen L^, 1^, L,, L^ mit zunehmender Tiefe, die den Längswellungen entsprechen. Das in Fig. 2 gezeigte Band wurde auf folgende Weise vorgeformt: Zunächst wurde es zwischen zwei Walzen hindurchgeführt, die auf ihrem Umfang mit regelmäßigen Rillen versehen sind und deren Achse zur Breite des Bandes parallel ist. Diese Walzen verleihen dem Band die Querwellungen (vgl. Fig.1A). Die beiden Walzen haben Rillen mit trapezförmigem Querschnitt. Sie sind so montiert, daß das Band tiefgezogen wird. Die Längsverformung des Bandes gemäß Fig.2 erhält man durch Durchgang zwischen einer gerillten Walze, die mit dem oberen Teil des in Fig.2 gezeigten Bandes in Kontakt ist, und einer glatten Walze. Auf diese Weise bildet die untere Fläche des Bandes eine Ebene, die durch die Böden 2 der Querwellungen bestimmt wird und in der Vertiefungen vorgesehen sind. Bei anderen Ausführungsformen werden für die Längswellung zwei gerillte Walzen benutzt, wodurch eine bezüglich der durch

509845/0815

die Böden der Querwellungen bestimmten Ebene erhabene und vertiefte Verformung erzeugt wird.

Der Verlauf der Dehnungsänderung der Pasern durch erfindungsgemäße Vorverformung des Bandes richtet sich nach der Beschaffenheit des betreffenden Metalls und nach Anforderungen der Kabelherstellung. Der sich aus der Formung des Bandes ergebende Änderungsverlauf der Dehnung kann unter Berücksichtigung der Beschaffenheit des Metalls, der Abmessung des Bandes und des Radius des herzustellenden Zylinders sowie unter Berücksichtigung der Länge des zur Formung benutzten Bandes bestimmt werden. Die Dehnung des Bandes durch Vorverformung hängt mit der Beschaffenheit des Metalls, seiner metallurgischen Vorbehandlung und der Amplitude der Verformungen zusammen, die das Band bei den beiden aufeinanderfolgenden Walzvorgängen erfahren hat, durch die bleibende Wellungen des Bandes erzeugt werden. Die Amplitude der Wellungen wird von der Bedienungsperson festgelegt, die die Merkmale der zur Wellung benutzten Walzen bestimmt. Gemäß einer bevorzugten Abwandlung der Erfindung wird die maximale Amplitude der Längswellungen so gewählt, daß die durch die Vorverformung erreichte Dehnung der Ränder des Bandes etwas größer als die für die Formung des Bandes zu einem Zylinder erforderliche Dehnung ist. Hierbei ist die Erzeugende des Zylinders am Stoß der beiden Ränder nach der Formung des Zylinders etwas länger als die der mittleren Faser entsprechende, nicht verformte Erzeugende. Diese ungleiche Dehnung wird erfindungsgemäß durch eine Dehnung der mittleren Faser ausgeglichen, die durch das Vorhandensein der Querwellungen auf dem Band erleichtert wird. In manchen Fällen kann es zweckmäßiger sein, genau den Verlauf der Dehnungsänderung vorzusehen, der für die Formung erforderlich ist und der sich aus der Vorverformung des Bandes ergibt.

509845/0 8 15 .

Als Beispiel werden zwei schematische Schnitte durch die Hälfte einer der für die Längsverformung des Bandes benutzten Walzen dargestellt. Fig. 3 entspricht einer Ausführungsform der Walze, bei der die Spitzen der Zähne auf zwei bezüglich der diametralen Mittelebene der Walze symmetrischen Ebenen liegen, die in Fig. 3 mit unterbrochenen Linien dargestellt sind. Das in Fig. 3 gezeigte Profil entspricht dem Band von Fig.2. Bei der in Fig.4 gezeigten Ausführungsform liegen die Spitzen der Zähne der Walze auf einer annähernd zylindrischen Fläche, deren Achse in der Mittelebene der Walze liegt und die in Nähe dieser Ebene eine Abflachung besitzt. Die geometrische Gesetzmäßigkeit, in der die Kanten der Walzen angeordnet sind, richtet sich nach dem durch die Vorverformung zu erreichenden Verlauf der Dehnungsänderung und kann für jeden besonderen Fall errechnet werden. Die zweite zugeordnete Walze kann entweder glatt oder gerillt sein, wie es dem Fachmann bekannt ist.

Fig. 5 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Kabel, dessen Kabelseele3 mit einem Mantel 4 versehen ist, der durch Formung des in Fig.2 gezeigten Bandes zu einem Zylinder erhalten wurde. Die anderen äußeren Mäntel und Hüllen, die das Kabel bilden, sind nicht dargestellt. Diese bestehen bekanntlich aus mindestens einer Schicht, die das Metall des Mantels 4 gegen Korrosion schützt, und aus einem isolierenden Außenmantel. Die Darstellung von Fig. 5 ist nicht maßstabsgetreu, da die Tiefe der Längswellungen der Anschaulichkeit halber verstärkt dargestellt wurde.

Der erfindungsgemäß hergestellte Mantel des Kabels besitzt folgende Merkmale: Das Band 4 besteht aus

509845/081 5

Stahl mit einer Stärke von 0,25 mm und einer Breite von 76mm. Die Querwellungen haben einen Schritt von 2,8 mm, die Längswellungen einen Schritt von 3,25mm. Die maximale Stärke des Bandes von Scheitel zu Scheitel nach dem Prägen beträgt 1 mm. Die konstante Tiefe der Querwellungen beträgt 0,5mm und die Tiefe der Längswellungen nimmt linear zwischen jedem der Ränder und zwei zur Achse des Bandes symmetrischen Erzeugenden von 0,3mm bis zum Wert Null ab. Der in Fig.5 sichtbare, zur Kabelseelekonzentrische Ring entspricht dem Boden einer Querwellung, die nicht durch die Längswellung verformt wurde (vgl. Fig.2). Man stellt eine leichte Abnahme der Stärke auf die Ränder zu fest. Der Durchmesser der Kabelseele3 beträgt 20 mm. In Fig. 5 wurden die beiden Ränder des Bandes der Anschaulichkeit halber zusammenstoßend dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel überlappen sich die beiden Ränder leicht. Dies erfordert, daß das Profil der Werkzeuge, die die Längswellungen bilden, so ausgebildet ist, daß diese Überlappung möglich ist. Die LängsSchließung des Mantels wird in jedem beliebigen, an sich bekannten Verfahren vorgenommen.

509845/081 5

Claims

Patentansprüche C\

1./Verfahren zur Herstellung von Kabelmänteln durch ]?ormung eines ebenen Metallbandes, gekennzeichnet durch eine vor der Formung vorgenommene Vorverformung des Bandes, durch die eine Dehnung der Fasern erreicht wird, die symmetrisch zu beiden Seiten der mittleren Faser in einer Gesetzmäßigkeit zunimmt, die nahe bei der sich durch die Formung des Bandes zu einem Zylinder ergebenden Gesetzmäßigkeit liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die durch die Vorverformung erreichte Dehnung größer als die während der Formung des ebenen Bandes zu einem Zylinder erzeugte Dehnung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Vorverformung des Bandes durch eine zweifache Wellung des Bandes erreicht wird, deren erste eine Querwellung mit konstanter Amplitude und konstantem Schritt ist und deren zweite eine Längswellung ist, deren Kenngrößen sich symmetrisch zu beiden Seiten der Symmetrieachse des Bandes ändern.

4·. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Band in einem einzigen Arbeitsgang vorverformt wird, in dem gleichzeitig die doppelte Wellung des Bandes vorgenommen wird.

509845/081 5

5. Metallmantel für Fernsehkabel, der aus einem Band hergestellt ist, das zwei Raster von parallelen Wellungen mit verschiedenen Richtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Profil der Wellungen eines der Raster in einem Schnitt des Bandes in einer zur Richtung der Wellungen senkrechten Ebene ändert.

6. Metallmantel nach Anspruch 5» d a d u r c h gekennzeichnet , daß das Wellungsraster mit veränderlichem Profil zur Achse des Bandes parallel ist.

7. Metallmantel nach Anspruch 6, dadurch

g ekennzeichnet, daß der Schritt der Längswellungen konstant ist und daß ihre Amplitude in einer bezüglich der Achse des Bandes symmetrischen Gesetzmäßigkeit von jedem der Ränder aus auf die Achse zu abnimmt.

8. Metallmantel nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Scheitel der Rillen auf zwei bezüglich der Symmetrieebene des Bandes symmetrischen Ebenen liegen.

9. Metallmantel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheitel der Rillen auf einem Zylinder liegen, dessen Achse zur Symmetrieachse des Bandes parallel ist.

10. Metallmantel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial gerichteten Rillen in Nähe der Symmetrieachse des Bandes unterbrochen sind.

509845/0815

11. Metallmantel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Wellungsraster rechtwinklig zueinander sind.

12. Metallmantel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Band aus Stahl besteht.

13. Fernmeldekabel, dessen Kabelseele durch eine Gruppe von Hüllen geschützt ist, die mindestens einen Metallmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einen Korrosionsschutzmantel und einen auf diesen Schutzmantel aufextrudierten Kunststoffmantel besitzt.

509845/081 5

1H

Leerseite