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Vorrichtung zur Herstellung längswasserdichter elektrischer Kabel
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung längswasserdichter
elektrischer Kabel mit kunststoffisolierten Adern, insbesondere Fernmeldekabel,
bei welchen die Hohlräume der Kabelseele mit einem an der Isolierung der Adern und
an dem die Kabelseele umgebenden Mantel gut haftenden, zähen pastösen Dichtungsmaterial
ausgefüllt sind, bestehend aus einer Kammer mit einem Druckkopf, in welchem das
Dichtungsmaterial unter Druck in und um die Kabel seele gepreßt wird, aus zwei Rohrstücken,
die am Eingang und am Ausgang des Druckkopfes an demselben angebracht sind und welche
mit die Kabelseele umschließenden Dichtungselementen ausgerüstet sind sowie aus
einer Vorrichtung, mit der auf die Kabelseele unmittelbar nach deren Austritt aus
dem ausgangsseitgen Rohrstück ein äußerer Mantel aufgebracht wird.
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Im Gegensatz zu den Kabeln, die mit papierisolierten Adern versehen
sind, und bei welchen sich in die Kabelseele eingedrungenes Wasser in Längsrichtung
nur in durch das Quellen des Papiers bedingten Abständen ausbreiten kann, tritt
bei kunststoffisolierten Adern der Nachteil auf, daß das Wasser sich auf den Isolierungen
der Adern in Längsrichtung kanalartig bestens ausbreiten kann, wodurch die elektrischen
Eigenschaften des Kabels erheblich beeinträchtigt werden. Aus diesem Grunde ist
man heute dazu übergegangen, derartige Fernmeldekabel in ihrer Seele dadurch längswasserdicht
zu machen, daß alle Hohlräume der Kabel seele mit einem Dichtungsmaterial aus Kunststoff,
beispielsweise
aus Polyurethan, ausgefüllt werden, welches sowohl mit der Isolierung der Adern
als auch mit dem die Seele umgebenden Mantel festhaftend verbunden ist.
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Auf diese Weise kann in die Kabelseele eingedrungenes Wasser sich
zumindest nicht mehr in Längsrichtung des Kabels ausbreiten.
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Durch die DT-OS 1 917 267 ist außerdem eine Technik bekanntgeworden,
bei welcher eine vaselinartige Nasse, die bei höherer Temperatur niederviskos und
bei niedrigerer Temperatur hochviskos ist, in die Kabelseele zur Abdichtung eingebracht
wird. Hierbei wird so vorgegangen, daß diese Masse in noch fließfähigem Zustand
vor oder während des Verseilvorgangs, beispielsweise von einzelnen Bündeln bei Bündelkabeln,
aufgebracht wird und infolge seiner Haftfähigkeit an den Adern haftet. Ein Nachteil
eines solchen Vorgehens besteht in dem relativ hohen maschinellen Aufwand, da für
jeden Verseilnippel eine Heizvorrichtung für die Masse, ein Nachfüllgefäß und auch
eine Umlaufvorrichtung für diese Dichtungsmasse angebracht werden müssen. Der entscheidende
Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch darin zu sehen, daß durch die so vorbehandelten
Elemente des Nachrichtenkabels alle nachfolgenden Vorrichtungen, wie Nippel und
zusammenfassende Spulen, Bebänderungen und dergl.
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durch die Masse verschmutzt werden und daher ständig gereinigt oder
sogar ausgewechelt werden müssen, ganz abgesehen von der Gefahr der Beschmutzung
des Bedienungspersonals.
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Durch die DT-OS 2 112 674 ist weiterhin eine Vorrichtung bekanntgeworden,
wie sie eingangs beschrieben ist. Diese Vorrichtung hat in der Praxis inzwischen
erhebliche Bedeutung erlangt. Sie ist durch ihren speziellen Aufbau für die Füllung
von Kabeln mit relativ niedriger Anzahl von Verseilelementen bestens geeignet, bedingt
jedoch bei größerer Anzahl von Verseilelementen
zur Erzielung des
erforderlichen Fülldruckes im Druckkopf einen zu großen Aufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Füllung
von elektrischen Kabeln anzugeben, die bei geringem apparativem Aufwand für Kabel
seelen mit beliebiger Anzahl von Verseilelementen verwendbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs geschilderten
Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in jedem Rohrstück mindestens ein ringförmiges
Dichtungselement angebracht ist, das aus einem elastischen, abriebfesten und temperaturbeständigen
Material besteht und in einem zylindrischen Rohr zwischen Druckringen geführt ist,
und daß der lichte Durchmesser der Dichtungselemente durch in axialer oder radialer
Richtung wirkende Kräfte veränderbar ist.
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Der Vorteil einer solchen Vorrichtung ist in der Verwendung dieser
speziellen Dichtungen zu sehen, deren Durchmesser auf den Durchmesser der Kabel
seele eingestellt werden kann. Bei der Auswahl der Dichtungsringe wird der bekannte
Seelendurchmesser des abzudichtenden Kabels zugrundegelegt, so daß die Dichtungsringe
im Ausgangszustand einen geringfügig größeren inneren Durchmesser haben. Anschließend
wird durch axialen oder radialen Druck der Durchmesser dieser Ringe so verändert,
bis sie auf der Kabel seele aufliegen und diese eng umschließen.
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Durch die Dichtung im ausgangsseitigen Rohrstück wird innerhalb des
Druckkopfes eine geringfügige Aufkorbung der Kabelseele erzielt, durch welche sichergestellt
ist, daß die Kabelseele bis in die Mitte hinein mit dem Dichtungsmaterial gefüllt
wird. Der Abrieb an den Dichtungselementen wird durch die Sebstschmierung mit dem
Dichtungsmaterial vermindert.
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Eine kontinuierliche Einstellung des lichten Durchmessers der Dichtungselemente
in Abhängigkeit von der Abzugskraft ist außerdem möglich.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine gesamte Vorrichtung
gemäß der Erfindung. Fig. 2 gibt eine Einzelheit aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab
wieder und in den Fig. 3 und 4 sind mögliche Dichtungselemente in wiederum vergrößertem
Maßstab dargestellt.
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Mit 1 ist eine Kabeltrommel bezeichnet, von welcher eine fertig verseilte
Kabel seele 2 abgezogen wird. Diese Kabelseele wird danach in eine Kammer 3 geführt,
an deren Druckkopf 4 die Rohrstücke 5 und 6 angeschlossen sind. Nach dem Austritt
aus dem ausgangsseitigen Rohr stück 5 wird die Kabelseele durch einen Extruder 7
geführt, in welchem ein Schutzmantel auf die Kabelseele 2 aufgebracht wird, so daß
aus dem Extruder das fertige Kabel 8 heraustritt. Das fertige Fernmeldekabel wird
dann anschließend auf die Trommel 9 aufgewickelt, welche gleichzeitig als Abzug
für das Kabel dient.
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In der zeichnerischen Darstellung in Fig. 1 bis 4 sind der Einfachheit
halber alle aus der üblichen Technik bekannten Vorrichtungen, wie Aufschmelzgefäß
für das Dichtungsmaterial, Überwachungseinrichtungen für den erforderlichen Druck
und die erforderliche Viskosität des Dichtungsmaterials und Rückführeinrichtungen
für überschüssiges Dichtungsmaterial fortgelassen.
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Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 ist an dem Druckkopf 4 der
Kammer 3, in welchem das Dichtungsmaterial in und um die Kabel seele gepreßt wird,
auf der Eingangsseite das Rohrstück 6 angebracht, in dem sich durch ein Kästchen
angedeutet ein Dichtungselement 10 befindet. Ein gleiches Dichtungselement 11 ist
im Rohrstück 5 angebracht, welches ausgangsseitig am Druckkopf 4 befestigt ist.
Im weiteren Verlauf des Rohrstücks 5
ist ein zweites Druckgefäß
12 angeordnet, welches als zusätzliches Gefäß vorgesehen ist, um - falls dies erforderlich
sein sollte - zusätzliches Dichtungsmaterial auf die Kabel seele 2 aufzubringen.
Hinter diesem Druckgefäß 12 befindet sich eine weitere Dichtung 13, die beliebig
gestaltet sein kann und beispielsweise als Stahlnippel ausgeführt ist, dessen Durchmesser
dem Durchmesser der Kabelseele angepaßt ist. Selbstverständlich ist es auch möglich,
hinter dem Druckgefäß 12 mehr als eine zusätzliche Dichtung anzubringen.
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Die Dichtungselemente 10 und 11 bestehen nun gemäß der Erfindung aus
Ringen aus einem elastischen, abriebfesten und hochtemperaturbeständigen Material.
Für diese Ringe eignet sich dementsprechend beispielsweise Silikon-Gummi, das bis
1500 C temperaturbeständig ist. Der Dichtungsring 17 eines Dichtungselements ist
entsprechend der Darstellung in Fig. 3 in einem zylindrischen Rohr 14 geführt und
von beiden Seiten zwischen Druckringen 15 und 16 eingeschlossen, welche aus metall
bestehen. Diese beiden Druckringe 15 und 16 sind relativ zueinander, d. h. also
in axialer Richtung, bewegbar, wozu beispielsweise eine in Richtung der Pfeile 20
und 21 wirkende Verschraubung gewählt werden kann, die von außen zu betätigen ist.
Wenn die beiden Druckringe 15 und 16 aufeinanderzubewegt werden, wird der Dichtungsring
17 zusammengepreßt und er verringert dabei seinen lichten Durchmesser, da er außen
durch das Rohr 14 geführt ist. Auf diese Weise kann also der Durchmesser des Dichtungsringes
17 an den Durchmesser einer durch denselben hindurchgeführten Kabelseele angepaßt
werden.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Dichtungselemente nicht aus
einem einteiligen Dichtungsring 17 aufzubauen, sondern diesen Dichtungsring entsprechend
Fig. 4 in mehrere Teilringe 18 zu zerlegen, die flach ausgebildet sind und unmittelbar
aneinander liegen. Falls mehrere solcher Teilringe
verwendet werden,
ist es zweckmäßig, den gesamten Dichtung körper durch eine zusätzlichen Metallring
19 zu unterteilen, der etwa in der Mitte der Teilringe 18 liegt. Auch hier wird
durch eine Bewegung der Druckringe 15 und 16 aufeinander zu eine Verringerung des
Durchmessers des gesamten Dichtungskörpers erreicht, welcher sich somit dicht um
die hindurchgeführte Kabelseele legt. Damit die die Zusammenpressung des Dichtungskörpers
bewirkende Kraft gleichmäßig über den Umfang verteilt am Druckring 16 angreift,
wird zweckmäßig ein von außen zu drehendes Rohrstück mit Außengewinde eingesetzt,
welches im Rohr 14, das ein Innelgewinde 22 aufweist, um seine Achse gedreht werden
kann.
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Neben dieser in den Zeichnungen dargestellten Möglichkeit zur Veränderung
des lichten Durchmessers der Dichtungselemente, kann dieser Vorgang auch durch radial
wirkende Kräfte erreicht werden, die gleichmäßig über den Umfang verteilt außen
an den Dichtungselementen angreifen. In diesem Falle wären die Druckringe 15 und
16 fest und unverrückbar anzuordnen.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet nun beispielsweise wie
folgt: Die fertig verseilte Kabelseele 2 wird von einer Trommel 1 abgezogen und
durch das Rohrstück 6 in den Druckkopf 4 der Kammer 3 geführt, in welcher das Dichtungsmaterial
mit ausreichendem Druck in und um die Kabelseele gepreßt werden soll. Um den erforderlichen
Druck aufbauen zu können, sind die Dichtungselemente 10 und 11 vorgesehen, welche
enßprechend den obigen Ausführungen die Kabel seele 2 dicht umschließen sollen.
Zur Einstellung der Dichtungselemente wird so vorgegangen, daß der Durchmesser der
Kabel seele 2 vor Inbetriebnahme der Vorrichtung gemessen wird, und daßdrnach Dichtungselemente
mit passendem Innendurchmesser in die zugehörigen Rohre 14 eingesetzt werden.
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Nach der Durchführung der Kabel seele durch beide Dichtung elemente
werden dieselben durch axiale Verschiebung des Druckrings 16 fest um die Kabelseele
herumgedrückt, wobei das ausgangsseitige Dichtungselement 11 etwas fester auf der
Kabelseele aufliegen soll. Hierbei muß selbstverständlich die Abzugskraft überwacht
werden und die Anpreßung der Dichtungselemente darf nicht zu groß werden, damit
ein Abreißen der Kabelseele oder ein unzulässiges Dehnen der Verseil elemente vermieden
wird. Nach der Einstellung der Dichtungselemente 10 und 11 kann dann mit der kontinuierlichen
Füllung der Kabelseele begonnen werden. Die Einstellung der Dichtungselemente wird
über die Abzugskraft während der Fertigung ständig überwacht. Bei Durchmesserschwankungen
der Kabelseele ist so jederzeit eine Verstellung der Dichtungselemente von außen
möglich. Dieser Vorgang kann mit einer Regelschaltung auch automati -siert werden.
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Wie bereits weiter oben erwähnt, wird die Kabelseele 2 zwischen den
Dichtungselementen 10 und 11 etwas aufgekorbt, so daß das Dichtungsmaterial bis
ins Innerste der Kabelseele gelangen kann. Da hierzu das Dichtungselement il relativ
fest auf der Kabelseele aufliegt, kann es sein, daß hinter demselben außen auf der
Kabel seele nicht genügend Dichtungsmaterial vorhanden ist. Hierzu ist dann das
zweite Druckgefäß 12 vorgesehen, welches auf die Kabelseele zusätzliches Dichtungsmaterial
aufbringt, das dann in erforderlichem Maße durch die anschließenden Dichtungen 13
wieder abgestreift wird. Danach kann die gefüllte Kabelseele dann im Extruder 7
mit dem Schutzmantel versehen werden.
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Als Dichtungsmaterial sollte eine Masse, wie beispielsweise Vaseline
oder Petrolat, verwendet werden, die in einem Temperaturbereich zwischen 200 und
700 C nicht oder kaum schrumpft.
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Diese Masse muß so verarbeitbar sein, daß sie bei einer
Temperatur
von 700 C eine derartige Viskosität besitzt, daß sie bei Drücken bis zu 4 atü in
den Kern der Kabelseele eingebracht werden kann, und zwar so, daß sämtliche Hohlräume
ausgefüllt sind, die jedoch bei einer Temperatur 0 von 20 C nur noch zäh haftend
und nicht mehr flüssig ist.
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Zur Erreichung dieser Viskosität ist es erforderlich, daß die Dichtungsmasse
aufgeheizt wird. Da sie in diesem Zustand relativ flüssig ist, ist es zweckmäßig,
alle Dichtungselemente von außen zu kühlen. Dies gilt insbesondere für die Dichtungselemente,
welche hinter dem zweiten Druckgefäß 12 folgen. Da durch diese Kühlung die Masse
höherviskos wird, kann bei Stillstand der Vorrichtung durch di-e Kühlung leicht
eine Verstopfung der Dichtungen erfolgen.
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Um diese Verstopfung zu vermeiden ist es zweckmäßig, die Kühlung bei
Stillstand der Vorrichtung in eine Beheizung umzuwandeln, was durch einfaches Umschalten
von einem Kühlmittel auf ein Wärmmittel erreicht werden kann.