DE2542532A1

DE2542532A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A COVERING COMPOSED OF THERMOPLASTIC MATERIALS FOR LONG STRETCHED GOOD

Info

Publication number: DE2542532A1
Application number: DE19752542532
Authority: DE
Inventors: Bernd Eilhardt; Lothar Werwitzke
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1975-09-24
Publication date: 1977-04-07
Also published as: FR2336774A1

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshutte AktiengesellschaftCable and metal works Gutehoffnungshutte Aktiengesellschaft

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18.Sept.1975Sep 18, 1975

Verfahren zur Herstellung einer aus thermoplastischen Materialien bestehenden Umhüllung für langgestrecktes GutProcess for making one from thermoplastic Materials existing wrapping for elongated goods

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer aus thermoplastischen Materialien bestehenden Umhüllung für langgestrecktes Gut, bei dem das Gut, z.B. Kabel höherer Spannungen, kettenlinienförmig geführt, die Umhüllung auf das Gut aufgespritzt und diese anschließend abgekühlt wird.The present invention relates to a method for producing a casing made of thermoplastic materials For elongated goods in which the goods, e.g. cables with higher voltages, are guided in a chain line, the sheathing sprayed onto the product and this is then cooled.

Bei der Herstellung elektrischer Kabel, insbesondere solcher, die zur Übertragung höherer Spannungen geeignet sind, werden Isolierwandstärken gefordert, die 5 nun und mehr betragen können. Das Aufbringen der Isolierhülle geschieht in der Regel dadurch, daß über dem durchlaufenden Leiter der thermoplastische Werkstoff, beispielsweise Polyäthylen, das Spritzwerkzeug in Form eines dickwandigen Schlauches verläßt und sich anschließend teils durch Ausziehen, teils durch Unterdruck fest um den Leiter bzw. die auf dem Leiter befindliche innere Leitschicht legt. Eine solche Fertigung von Kabeln hat jedoch eine unvermeidbare Orientierung der Moleküle des verwendeten thermoplastischen Werkstoffs in Längsrichtung des Kabels zur Folge, und diese Orientierung wiederum bedeutetIn the manufacture of electrical cables, especially those which are suitable for the transmission of higher voltages, insulation wall thicknesses are required that can now be 5 and more. The application of the insulating sheath is usually done by placing the thermoplastic over the continuous conductor Material, such as polyethylene, leaves the injection molding tool in the form of a thick-walled hose and then firmly around the ladder or the one on the ladder, partly by pulling out, partly by negative pressure inner conductive layer. However, such a production of cables has an unavoidable orientation of the molecules of the thermoplastic material used in the longitudinal direction of the cable result, and this orientation in turn means

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eine widernatürliche Anordnung der Werkstoffmoleküle und ruft sogenannte Orientierungsspannungen hervor. Ein Maß für solche Orientierungsspannungen ist z.B. die Schrumpfung der Isolierung beim Tempern oberhalb des Schmelzpunktes.an unnatural arrangement of the material molecules and calls so-called orientation stresses emerge. A measure of such orientation stresses is, for example, the shrinkage of the insulation when tempering above the melting point.

Schließt sich unmittelbar hinter dem Extrusionswerkzeug ein Kühlbecken mit einer Temperatur, die unterhalb des Schmelzpunktes der Isolierung liegt, an, dann bedingt dies an der äußeren Oberfläche der Isolierhülle eine harte Kruste, die einen bei der Abkühlung und Kristallisation des gespritzten Isoliermaterials auftretenden Volumenschwund erschwert bzw. verhindert. Hierdurch entstehen im erkaltenden Werkstoff sogenannte Abkühlspannungen, die zusammen mit den Orientierungsspannungen die elektrische Durchschlagfestigkeit des Isolierstoffes erheblich herabsetzen.Closes itself immediately after the extrusion tool Cooling basin with a temperature that is below the melting point of the insulation, then this depends on the outer surface of the insulating sleeve a hard crust that helps cool and crystallize the sprayed Volume shrinkage occurring due to the insulating material prevented. This creates so-called cooling stresses in the cooling material, which together with the orientation stresses considerably reduce the dielectric strength of the insulating material.

Eine Möglichkeit, innere Spannungen, die zur Verminderung der elektrischen Festigkeit führen, zu vermeiden oder doch zumindest auf ein unschädliches Maß herabzusetzen, besteht, wenn man die Isolierung in einer sogenannten Turmanlage aufbringt. Hierbei wird ein von oben senkrecht nach unten geführter Leiter derart mit dem thermoplastischen Isoliermaterial umspritzt, daß sich dieses ähnlich wie beim metallischen Strangguß um den Leiter herumlegt. Der Vorteil dieses Verfahrens ist neben der guten Zentrizität der Isolierung die Möglichkeit, sehr langsam mit hohen Kühlmedientemperaturen und unter Druck abzukühlen, so daß eine Entorientierung und Kompaktierung der einzelnen Moleküle möglich ist, bevor die Kristallisation beginnt.One way of avoiding internal stresses that lead to a reduction in electrical strength, or at least one At least to reduce it to a harmless level, if you apply the insulation in a so-called tower system. Here, a conductor led vertically downwards from above is covered in this way with the thermoplastic insulating material encapsulated so that this lies around the conductor, similar to the metallic continuous casting. The advantage of this procedure In addition to the good centricity of the insulation, it is also possible to work very slowly with high coolant temperatures and to cool under pressure, so that a disorientation and compaction of the individual molecules is possible before the Crystallization begins.

Nachteilig hierbei ist jedoch, daß nur mit verhältnismäßig geringen Fertigungsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 0,2 bis 0,5 m/min gefahren werden kann, da die TurmhöheThe disadvantage here, however, is that only with relatively low production speeds of the order of magnitude can be driven from 0.2 to 0.5 m / min, because the tower height

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wegen des Aufwandes für die Erstellung einer solchen Anlage begrenzt ist.is limited because of the effort involved in creating such a system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen einer isolierenden Hülle für langgestrecktes Gut anzugeben, das die Fertigung z.B. kunststoffisolierter Hochspannungskabel mit geringem wirtschaftlichen Aufwand zuläßt und gleichzeitig sicherstellt, daß die gespritzte Umhüllung auch den jeweiligen elektrischen Anforderungen genügt.The invention is based on the object of a method for applying an insulating sheath for elongated material indicate the production of e.g. plastic-insulated high-voltage cables with little economic outlay and at the same time ensures that the injection-molded cover also meets the respective electrical requirements.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das thermoplastische Material unmittelbar nach seiner Formgebung im freien Durchgang bei gleichzeitiger Stützung des noch fließfähigen Extrudates durch ein umgebendes flüssiges oder gasförmiges Medium kurzfristig mit Ausnahme eines äußeren Bereiches in Oberflächennähe auf Temperaturen noch oberhalb der Kristallisationstemperatur abgekühlt wird, daß anschließend, aber noch während des Durchlaufes, der im Bereich der äußeren Oberfläche durch die vorangegangene Abkühlung bereits erstarrte Bereich durch Wärmezufuhr von außen wieder auf Temperatunjßoberhalb der Kristallisationstemperatur erwärmt wird und daß schließlich im weiteren Verlauf der Kettenlinie noch immer im freien Durchhang die nunmehr vollständig im zähelastischen Bereich befindliche Umhüllung in einem gasförmigen Medium, wie Luft, abgekühlt wird.This object is achieved according to the invention in that the thermoplastic material immediately after its shaping in free passage with simultaneous support of the still flowable extrudate by a surrounding liquid or gaseous medium for a short time with the exception of an outer area near the surface to temperatures is cooled above the crystallization temperature that then, but still during the run, in the area the outer surface area already solidified by the previous cooling due to the supply of heat the outside is again heated to a temperature above the crystallization temperature and that finally in the further course the catenary still in the free slack the sheath, which is now completely in the viscoplastic area is cooled in a gaseous medium such as air.

Bei diesem Verfahren erfolgt zunächst eine Viskositätserhöhung des Extrudates von außen nach innen so weit, daß die schmelzflüssige Masse auf dem Leiter ohne Unterstützung im freien Hang.und ohne Verlagerungen zum Leiter hin weitergeführt werden kann. Zu Beginn der unterstützungsfreien Führung wird dann die äußere, bereits erkaltete Schicht wieder so stark erwärmt, daß bei der nachfolgenden Abkühlung der äußere aufgeschmolzene Bereich symmetrisch nach innen gezogen wird. Der Einsatz bis-In this process, the viscosity is first increased of the extrudate from the outside to the inside so far that the molten mass on the conductor without support in the open Slope. And can be continued without shifting towards the ladder. At the beginning of the support free tour is then the outer, already cooled layer warms up again so much, that in the subsequent cooling the outer melted Area is pulled symmetrically inwards. The use up to-

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her üblicher Spritzvrerkzeuge ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterhin möglich, Probleme der Exzentrizität des gespritzten Leiters treten nicht mehr auf, da das Extrudat, so lange es abtropft, bzw. zu Querschnittsveränderungen neigt, durch die gleichzeitige Stützung während der kurzfristigen Abkühlung auf Temperaturen oberhalb der Kristallisationstemperatur an einer Formänderung gehindert wird. Bei der weiteren Abkühlung wird nur so viel Wärme abgegeben, daß die Versteifung des Extrudates eintritt, ohne daß im Produkt größere Spannungen entstehen.Her usual Spritzvrerkzeuge is when using the invention Process still possible, problems with the eccentricity of the injection-molded conductor no longer occur on, because the extrudate, as long as it drips, or to changes in cross-section tends to be due to the simultaneous support during the short-term cooling down to temperatures a change in shape is prevented above the crystallization temperature. As the cooling continues, only given off so much heat that stiffening of the extrudate occurs without creating greater stresses in the product.

Es ist zwar schon bekannt, eine gespritze Hülle anschließend, z.B. in warmem Wasser von 8o bis 90 C abzukühlen. Hier zeigt sich zwar eine starke Kühlwirkung sowie eine gute. Zentrizität des Leiters, hohe mechanische Spannungen in der Isolierung sind jedoch unvermeidbar. Eine schonende Abkühlung mit geringerer Kühlwirkung in stehender oder bewegter Luft führte zwar zu geringeren mechanischen Spannungen in dem extrudierten Material, insbesondere bei dicken Isolierwandstärken jedoch zeigte sich eine starke Exzentrizität bzw. eine Verformung der Umhüllung zu einem birnenförmigem Querschnitt.It is already known to then cool an injected casing, e.g. in warm water at 8o to 90 ° C. Here shows a strong cooling effect as well as a good one. Centricity of the conductor, high mechanical stresses in the insulation however, are inevitable. A gentle cooling with a lower cooling effect resulted in standing or moving air Although it leads to lower mechanical stresses in the extruded material, especially in the case of thick insulating wall thicknesses There was a strong eccentricity or a deformation of the casing to a pear-shaped cross-section.

In Durchführung der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, zur Stützung und gleichzeitigen Kühlung der gespritzten Umhüllung Wasser mit oder ohne Zusätzen zu verwenden. Der Fertigungsablauf gestaltet sich dadurch besonders einfach, der maschinelle Aufwand für ein solches Herstellungsverfahren ist gering. Als Zusätze für das Kühl- und Stützwasser werden zweckmäßig solche Stoffe verwendet, die einen günstigen Einfluß auf die mechanischen oder elektrischen Eigenschaften der Umhüllung, z.B. einer Kabelisolierung, haben. So ist es möglich und oft auch vorteilhaft, dem Kühl- oder Stützwasser Zusätze beizugeben, die z.B. die Be-It has proven to be particularly advantageous in carrying out the invention proven to support and at the same time cool the sprayed coating with water with or without additives use. The manufacturing process is particularly simple as a result, as is the machine outlay for such a manufacturing process is low. As additives for the cooling and support water, such substances are expediently used that a favorable influence on the mechanical or electrical properties of the covering, e.g. a cable insulation, to have. So it is possible and often advantageous to add additives to the cooling or support water, e.g.

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netzbarkeit der Oberfläche verbessern, eine Kaikabscheidung verhindern oder auch spannungsstabilxsxerend wirken.Improve the wettability of the surface, a quay deposit prevent or also have a tension-stabilizing effect.

Als für die Zwecke der Erfindung besonders vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn das thermoplastische Material kurzfristig soweit abgekühlt wird, daß die Viskosität auf das 5-bis 5Ofache des Wertes ansteigt, den das Material während der Formgebung aufweist. Die Stützung und gleichzeitige Kühlung des gespritzten Extrudates kann z.B. bei einer Temperatur von 110 bis 120 C erfolgen. Hier hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein flüssiges Kühlmittel, z.B. Wasser einzusetzen, das eine Temperatur zwischen 20 und 90 C, je nach Kabeltype _t aufweist.It has also proven to be particularly advantageous for the purposes of the invention if the thermoplastic material is briefly cooled to such an extent that the viscosity rises to 5 to 50 times the value that the material has during shaping. The support and simultaneous cooling of the injected extrudate can take place, for example, at a temperature of 110 to 120.degree. Here it has proven to be advantageous to use a liquid coolant, for example water, which has a temperature between 20 and 90 C, depending on the cable type _t .

Selbstverständlich können bei Verwendung geeigneter Einrichtungen auch zur Stützung und Kühlung der gespritzten Umhüllung gasförmige Medien, wie Luft oder auch Schutzgas, eingesetzt werden, die z.B. nach Art eines Luftkissens das durchlaufende Kabel und den durchlaufenden gespritzten Strang führen.Of course, when using suitable devices for supporting and cooling the injected Enclosure of gaseous media, such as air or protective gas, can be used, e.g. in the manner of an air cushion, the continuous cable and the continuous sprayed Lead strand.

Zur spannungsfreien Abkühlung auf Raumtemperatur wird das zunächst kurzfristig, z.B. in einem Stützbecken abgekühlte Gut, von außen her wieder erwärmt. Das Erwärmen der Oberfläche der gespritzten Umhüllung sowie der angrenzenden durch die Kühlung von außen beeinflußten Bereiche erfolgt in Weiter führung der Erfindung auf Temperaturen oberhalb 115 , vorzugsweise zwischen 150 und 200 C. Bei diesen Temperaturen wird der äußere Bereich der gespritzten Umhüllung so weit aufgeschmolzen, daß eine spannungsfreie Volumenkontraktion bei der nachfolgenden langsamen Luftkühlung erreicht wird.For tension-free cooling to room temperature, the first thing is cooled down briefly, e.g. in a support basin Well, warmed up again from the outside. The heating of the surface of the sprayed cover and the adjacent one through the cooling of externally influenced areas takes place in continuation of the invention to temperatures above 115, preferably between 150 and 200 C. At these temperatures, the outer area of the injection-molded cover is so Melted far enough that a tension-free volume contraction is achieved during the subsequent slow air cooling will.

Anstatt das Wiedererwärmen der zunächst gekühlten OberflächeInstead of reheating the initially cooled surface

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in einem einzigen Verfahrensschritt vorzunehmen, kann es oft vorteilhaft sein, die Oberfläche kurzfristig zunächst aufzuwärmen, anschließend über eine längere Strecke an Luft abzukühlen, hieran anschließend wiederum eine Erwärmung vorzunehmen usw. , bis die endgültige Abkühlung auf Raumtemperatur vorgenommen wird. Dieses schrittweise Wiederaufwärmen und langsame Abkühlen bringt eine extrem spannungsfreie und elektrisch hochwertige Isolierung, z.B. in einem elektrischen Kabel, mit sich.It can often be done in a single process step It may be advantageous to first warm up the surface for a short time, then to cool it down in air over a longer distance, then again to warm up, etc., until the final cooling to room temperature is made. This gradual rewarming and slow cooling brings an extremely stress-free and electrically high-quality insulation, e.g. in an electrical Cable, with itself.

In Durchführung der Erfindung wird man die Zeit, während der das gleichzeitig stützende Kühlmedium auf das gespritzte Extrudat einwirkt, nur zu einem Bruchteil der Zeit wählen, während der das zumindest an der Oberfläche wieder erwärmte Extrudat abgekühlt wird. So kann z.B. bei einer üblichen Anlage für die Hochspannungskabelfertigung die Verweilzeit im Stütz- und Kühlbecken 1 Min. betragen, z.B. bei einer Wassertemperatur von 20 C, während die Verweilzeit an Luft mit einer Temperatur von etwa 20 C im Anschluß an die Wiedererwärmung 38 Min. betragen kann.In carrying out the invention, the time during which the simultaneously supporting cooling medium acts on the injected extrudate, only select it for a fraction of the time, during which the extrudate, which has been heated again at least on the surface, is cooled. For example, in a conventional system For high-voltage cable production, the dwell time in the support and cooling basin is 1 minute, e.g. at a water temperature of 20 C, while the residence time in air with a temperature of about 20 C after reheating can be 38 minutes.

Eine weitere Möglichkeit der Spannungsverminderung im Innern der gespritzten Isolierung ist die, den Leiter eines Kabels oder einer Leitung vor dem Einlauf in die Spritzvorrichtung vorzuwärmen, um eine extreme Wärmeabfuhr in Leiternähe aus der Isolierung in den Leiter beim Aufspritzen der Isolierung, die Anlaß zu mechanischen Spannungen ist, zu verhindern.Another way of reducing tension inside The insulation being sprayed is that of the conductor of a cable or conduit before it enters the spray device preheating in order to ensure extreme heat dissipation in the vicinity of the conductor from the insulation into the conductor when the insulation is sprayed on, the cause of mechanical stress is to be prevented.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, in Durchlaufrichtung hinter dem Spritzkopf des Extruders ein vorzugsweise 1 bis 4 m langes Stütz- und Kühlbecken anzuordnen, durch das das extrudierte Gut weitgehend berührungslos hindurchgeführt wird. Je nach der Wandstärke der Umhüllung wird man dieTo carry out the method according to the invention, it has proven particularly expedient to arrange a preferably 1 to 4 m long support and cooling basin behind the extruder head in the direction of flow, through which the extruded material is guided largely without contact. Depending on the wall thickness of the envelope, the

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größere oder kleinere Länge wählen, wobei es zweckmäßig ist, die Länge des Sütz- und Kiihlbeckens durch geeignete Trennwände in der Länge zu variieren.Choose a longer or shorter length, whereby it is advisable to use suitable partition walls to reduce the length of the support and cooling basin to vary in length.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das Stütz- und Kühlbecken bis unmittelbar an das Spritzmundstück des Extruders reicht, so daß das extrudieite Material unmittelbar in die Kühlzone eingebracht werden kann. Zur berührungslosen Einführung des Gutes in das Stütz- und Kühlbecken wird in Weiterführung der Erfindung das kühlende Medium dem einlaufenden Gut durch eine Einführungsöffnung entgegengedrückt. Das ausströmende Kühlmedium umgibt das einlaufende, noch zähelastische Material ringförmig und sorgt so für eine Zentrierung des Gutes in der Eintrittsöffnung, ohne daß dieses mit den Wänden des Kühlbeckens in Berührung kommt. Am Ende des Stütz- und Kühlbeckens hat der gespritzte Strang bereits eine erhärtete Oberfläche, so daß hier vorteilhaft eine das Gut umgebende höhen- und seitenverstellbare Dichtung aus einem flexiblen Material angeordnet ist.It is also advantageous if the support and cooling basin extends right up to the injection nozzle of the extruder, see above that the extrudieite material introduced directly into the cooling zone can be. For the contactless introduction of the In a continuation of the invention, the cooling medium is passed through to the incoming goods in the support and cooling basin opposed an insertion opening. The outflowing Cooling medium surrounds the incoming, still viscoplastic material ring-shaped and thus ensures a centering of the goods in the inlet opening without this with the walls of the The cooling basin comes into contact. At the end of the support and cooling basin, the extruded strand already has a hardened one Surface, so that an advantageous one surrounding the good here vertically and laterally adjustable seal made of a flexible material is arranged.

Vorteilhaft kann es mitunter auch sein, wenn das zumindest in den äußeren Bereichen aufgewärmte Gut im ersten Drittel der anschließenden langsamen Abkühlung in einem Schutzschacht geführt ist, damit können Schmutz- und Staubteilchen ferngehalten werden, die sich an der noch zähflüssigen Isolierung festlegen und im weiteren Fertigungsverlauf zu Schwierigkeiten führen könnten.It can sometimes also be advantageous if the goods, which are heated at least in the outer areas, are in the first third the subsequent slow cooling is guided in a protective shaft, so that dirt and dust particles can be kept away, which attach themselves to the still viscous insulation and in the further course of production to Difficulties.

Die Erfindung sei anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht die zur Durchführung der Erfindung verwendete Anlage aus dem schematisch dargestellten Extruder 1, dem anschließenden Stütz- und Kühl-As can be seen from Fig. 1, the system used to carry out the invention consists of the one shown schematically Extruder 1, the subsequent support and cooling

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becken 2 und der daran in Durchlaufriehtung folgenden Aufwärmvorrichtung 3· Das strangförmige Gut 4, im Ausführungsbeispiel , z. B. die isolierte Ader eines elektrischen Hochspannungskabels, ist durch die Anlage frei hängend geführt und hat einen kettenlinienförmigen Verlauf. Für das Stütz- und Kühlbecken ist eine Wasserfüllung vorgesehen. Sie hat z. B. eine Temperatur von 20 C. Die schematisch angedeutete Aufwärmvorrichtung 3 kann aus einer Infrarot-Lampe oder einer Gasflamme bestehen, die den ganzen Umfang der gespritzten Isolierung erfaßt. basin 2 and the heating device 3 following it in through-flow direction. B. the insulated wire of an electrical high-voltage cable is suspended freely through the system and has a chain-like course. A water filling is provided for the support and cooling basin. She has z. B. a temperature of 20 C. The schematically indicated heating device 3 can consist of an infrared lamp or a gas flame that covers the entire circumference of the injection-molded insulation.

Der Leiter des Hochspannungskabels wird von einer nicht dargestellten Vorratstrommel abgezogen, ggf. vorgewärmt und mit der inneren Leitschicht versehen. Anschließend wird dieser so behandelte Leiter in den Extruder 1 eingeführt und hierauf die Isolierhülle, z. B. mit einer Wandstärke von l8 mm und einer kassetemperatur von 200 C aufgebracht. Der umspritzte Strang wird unmittelbar im Anschluß hieran in das Stützbecken 2 eingeführt, das bei einer Verweilzeit des Kabels von etwa 1 Min. dafür sorgt, daß der dem Leiter zugekehrte innere Bereich auf ca. 170 C, die Oberfläche und der daran anschließende äußere Bereich auf Temperaturen von 20 bis 90 C abgekühlt wird. Diese kurzfristige Abkühlung führt zur Festlegung der äußeren Dimensionen des Kabels und einer Festlegung des Leiters im Innern der Isolierung, so daß die Zentrizität des Leiters in der IscLierung gewährleistet ist. Wird nun nach Durchlaufen des Stütz- und Kühlbeckens die Oberfläche und der anschließende Be-The conductor of the high voltage cable is of a not shown Storage drum removed, preheated if necessary and with the inner conductive layer provided. Subsequently, this conductor treated in this way is introduced into the extruder 1 and then the Insulating cover, e.g. B. applied with a wall thickness of l8 mm and a cash register temperature of 200 C. The overmolded strand is immediately thereafter introduced into the support basin 2, which with a dwell time of the cable of about 1 minute. For this ensures that the inner area facing the conductor is set to approx. 170 C, the surface and the adjoining outer area is cooled to temperatures of 20 to 90 C. These Short-term cooling leads to the definition of the outer dimensions of the cable and a definition of the conductor in the Inside the insulation, so that the centricity of the conductor in the insulation is guaranteed. After going through the Support and cooling basin, the surface and the subsequent loading

der
reich mittels/Aufwärmvorrichtung 3 auf Temperaturen oberhalb der Kristallisationstemperatur, z. B. 120 C, aufgewärmt, so wird damit das zunächst im Stütz- und Kühlbecken geschaffene Korsett gelöst und dem Material die Möglichkeit gegeben, über den gesamten Querschnitt spannungsfrei abzukühlen. Die weitere Abkühlung erfolgt in einer anschließenden Luftkühlstrecke, wobei der Temperaturverlauf in der Isolierung von innen, z. B. aufthe
rich by means of / heating device 3 to temperatures above the crystallization temperature, e.g. B. 120 C, so that the corset created initially in the support and cooling basin is released and the material is given the opportunity to cool stress-free over the entire cross-section. The further cooling takes place in a subsequent air cooling section, the temperature profile in the insulation from the inside, e.g. B. on

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130° C, nach außen zur Oberfläche l40° C beträgt. Die Temperaturabstufung kann im übrigen ao gesteuert werden, so daß auch an der wärmsten Stelle der Aufwärmvorrichtung 3 noch ein druckfestes Gebilde besteht.130 ° C, outwards to the surface is l40 ° C. The temperature gradation can also be controlled ao, so that even at the hottest point of the heating device 3 there is still a pressure-resistant structure.

Im übrigen ist auch die Heizleistung der Aufwärmvorrichtung 3, beispielsweise in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Gutes, mit bekannten Mitteln steuerbar.In addition, the heating power of the heating device 3 is also dependent on the surface temperature, for example of the property, controllable with known means.

Neben der Aufgabe, für eine kurzfristige Abkühlung des Gutes zu sorgen, hat das Kühlbecken 2 die weitere wesentliche Aufgabe, das gespritzte Gut an einem Abtropfen von dem Leiter zu hindern. Zu diesem Zweck ist es wesentlich, daß das stützende Gas oder die stützende Flüssigkeit das Gut allseitig umgibt und im Falle einer stützenden Flüssigkeit das spezifische Gewicht der Flüssigkeit so gewählt ist, daß je nach Kabeldurchmesser ein Auftrieb im Kühlbecken wirksam ist, der so groß ist, daß eine Verformung der gespritzten Hülle weder nach unten noch nach oben zu befürchten ist. Bei Verwendung von Kühlwasser mit einem spezifischen Gewicht von und einer Polyäthylen-Isolierung mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0,9. sind die Verhältnisse ideal, da die auf die Isolierung wirkenden Kräfte vom Umfang her gesehen an jeder Stelle praktisch gleich groß sind.In addition to the task of cooling the goods for a short time ensure, the cooling basin 2 has the further essential task of preventing the sprayed material from dripping off the conductor. For this purpose, it is essential that the supporting gas or the supporting liquid surrounds the material on all sides and in the case of a supporting liquid, the specific gravity of the liquid is chosen so that, depending on the cable diameter, a buoyancy in the cooling basin is effective, which is so great that a deformation of the sprayed cover is not to be feared either downwards or upwards. When using cooling water with a specific weight of and a polyethylene insulation with a specific weight of about 0.9. the conditions are ideal because the forces acting on the insulation are seen from the circumference at every point are practically the same size.

In der Figur 2 ist in einem Schaubild der Temperaturverlauf über die Isolierwanddicke angegeben. So zeigt die Kurve I die Temperatur der Isolierung bei Verwendung eines Kupferleiters vonIn FIG. 2, the temperature profile is shown in a graph the insulation wall thickness specified. So curve I shows the temperature of the insulation when using a copper conductor of

ο
1.500 mm , die- Kurve II den Temperaturverlauf der Isolierung ο
1,500 mm, curve II shows the temperature profile of the insulation

bei Verwendung eines Kühl- oder Stützbeckens mit einer Temperatur von 120° C und die Kurve III das Temperaturprofil der Isolierung über die Wanddicke bei Verwendung eines kühlenden Mediums von 20 bis 90° C.when using a cooling or support basin with a temperature of 120 ° C and curve III the temperature profile of the Insulation across the wall thickness when using a cooling medium from 20 to 90 ° C.

Als Beispiel sei noch einmal auf die Fertigung eines HOkV-Hochspannungskabels hingewiesen, dessen kupferner Leiterquerschnitt 300 mm² betragen soll. Der Fertigungsablauf entsprechendAs an example, the production of a HOkV high-voltage cable should be referred to, the copper conductor cross-section of which should be 300 mm ² . The production process accordingly

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der Figur 1 wird dann so eingestellt, daß die Verweilzeit im Stütz- und Kühlbecken bei einer Wassertemperatur von 20 C 1 Min. und die Zeit, während der die Erwärmung der Isolieraberfläche auf Temperaturen über 115° C erfolgt eine 3/4 Min. beträgt. An Luf£7e\wa 20Verfolgt dann die endgültige Abkühlung, die Zeit hierfür beträgt unter den vorangegangenen Bedingungen etwa 38 Min.of Figure 1 is then set so that the residence time in the support and cooling basin at a water temperature of 20 C 1 min. And the time during which the insulating surface is heated to temperatures above 115 ° C 3/4 minutes. At Luf £ 7e \ wa 20Then pursues the final Cooling down, the time for this is about 38 minutes under the previous conditions.

In der Figur 3 ist schließlich der Bereich der Kühlung und anschließenden Aufwärmung der thermoplastischen Umhüllung in einem vergrößerten Maßstab dargestellt. In einem Extruder wird auf den durchgehenden Leiter 6 eines elektrischen Kabels die Isolierung 7, z. B. aus Polyäthylen, aufgebracht. Das so umhüllte Gut ist im Anschluß daran in einer Kettenlinie geführt und wird unmittelbar nach dem Aufbringen in das Kühl- und Stützbecken 8 eingeführt, das im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Wasser 9 gefüllt ist. Zum Zwecke der Einführung des Kabele ist die stirnseitige Wand 10 mit einer Ü-förmigen Öffnung versehen, durch die das Wasser nach außen gedrückt wird und damit das eingeführte Gut allseitig umströmt. Ohne Abstützung kann damit das Kabel in das Kühl- oder Stützbecken einlaufen. Die in Durchlaufrichtung hintere Wand 11 des Kühl- und Stützbeckens besteht aus einem das Kabel umschließenden Gummiring 12, einem zur Halterung dieses Ringes verwendeten Stahlring I3 sowie einer Gummischürze 14, die in der verstellbar angeordneten Wand 15 durch Löten, Kleben oder dgl. befestigt ist. Die Verstellbarkeit der gesamten Abschlußwand 11, z. B. an der Stelle l6, 17 oder l8, hat den Vorteil, daß das Stütz- und Kühlbecken dem jeweiligen Kabeldurchmesser sowie der Abzugsgeschwindigkeit in diesem Bereich angepaßt werden kann, so daß das Kabel berührungslos und frei von einer mechanichen Unterstützung durch das Becken hindurchtreten kann.Finally, FIG. 3 shows the cooling area and subsequent heating of the thermoplastic envelope shown on an enlarged scale. In an extruder the insulation 7, z. B. made of polyethylene, applied. That so The wrapped material is then guided in a chain line and is immediately after application in the cooling and introduced support basin 8, which is filled with water 9 in the illustrated embodiment. For the purpose of introduction of the cable, the front wall 10 is provided with a U-shaped opening through which the water is pushed outwards is and thus flows around the imported good on all sides. Without support, the cable can then go into the cooling or support basin come in. The rear wall 11 of the cooling and support basin consists of a rubber ring 12 surrounding the cable, one used to hold this ring Steel ring I3 and a rubber apron 14, which is adjustable in the arranged wall 15 by soldering, gluing or the like. Is attached. The adjustability of the entire end wall 11, z. B. at the point l6, 17 or l8, has the advantage that the support and cooling basin the respective cable diameter as well the withdrawal speed can be adjusted in this area, so that the cable contactless and free of mechanical Support can pass through the pelvis.

Durch eine nicht dargestellte Pumpenanordnung wird das Wasser mittels des Ansaugstutzens 19 aufgenommen und über Verteilerdüsen 20, die sich zweckmäßig unterhalb des durchlaufendenBy a pump arrangement, not shown, the water added by means of the intake 19 and via distributor nozzles 20, which are expediently located below the continuous

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Gutes befinden, zugeführt.Good located, fed.

Auch an der Stelle des Austritts des Gutes aus dem Kühlbecken bildet das Kühlwasser einen mehr oder weniger dicken Film auf der Oberfläche, so daß eine Führung in diesem Bereich ermöglicht wird. Wie in der Figur angedeutet, tropft das Kühlwasser anschließend von der Oberfläche herunter und wird dem Sammelbecken 21 zugeführt. Übrig bleibende Wassertropfen an der Oberfläche werden zweckmäßig durch eine die Oberfläche allseitig erfassende Düse 22 be-seitigt, mittels der verbleibendes Restwasser von der Kabeloberfläche entfernt wird. Even at the point where the goods exit the cooling basin, the cooling water forms a more or less thick film on the surface, so that guidance in this area is made possible. As indicated in the figure, the cooling water then drips down from the surface and is fed to the collecting basin 21. Remaining water droplets on the surface are expediently removed by a nozzle 22 which covers the surface on all sides and by means of which remaining water is removed from the cable surface.

i-iit 23 ist eine in Dur chlaufri chtung an das Kühl- und Stützbecken sich anschließende Heizvorrichtung (Infrarot- oder Gasheizung) bezeichnet, mittels der die Oberfläche 3 aufgewärmt wird, bevor das Gut dann zur endgültigen Abkühlung einer Luftkühlstrecke zugeführt wird.i-iit 23 is a pass-through direction to the cooling and support basin subsequent heating device (infrared or gas heating), by means of which the surface 3 is warmed up before the material is then fed to an air cooling section for final cooling.

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Claims

Cable and metal works Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

1 1420

l8. Sept 1975

Claims

. \ A process for the production of a cover made of thermoplastic i-iaterialien for elongated goods, in which the goods, e.g. B. electrical cables for higher voltages, guided in a chain line, the sheath is sprayed onto the material and this is then cooled, characterized in that the thermoplastic material immediately after its shaping in free slack with simultaneous support of the still flowable extrudate by a surrounding liquid or Gaseous tiedium, with the exception of an outer area near the surface, is briefly cooled to temperatures above the crystallization temperature, so that subsequently, but still during the run, the area in the area of the outer surface that has already solidified due to the previous cooling is brought back to temperatures above the temperature by the supply of heat from the outside Crystallization temperature is heated and that finally, in the further course of the chain line, still in free slack, the envelope, which is now completely in the viscoplastic region, is cooled in a gaseous medium, such as air.

Method according to Claim 1, characterized in that water with or without additives is used to support and simultaneously cool the sprayed casing.

Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the thermoplastic material is briefly cooled to such an extent that the viscosity rises to 5 to 50 times the value that the material has during the shaping process.

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4. The method according to claim 2, characterized in that the support and simultaneous cooling by a liquid or gaseous medium with a temperature between 20 and 90 ° C takes place.

5. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in that a gaseous i ^v iedium, such as air or protective gas, z. B. used in the manner of an air cushion ■ is «

6. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in that the heating of the surface of the sprayed cover and the adjacent areas influenced by cooling from the outside to temperatures above 115 C, preferably between 150 and 220 C.

7. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in that the reheating following the short-term cooling and the subsequent cooling in a gaseous medium takes place in several steps.

8. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in that the time during which the simultaneously supporting cooling medium acts on the injected extrudate, is only a fraction of the time during which the at least on the surface reheated extrudate is cooled.

9. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the conductor is preheated before entering the spray device.

10. Device for performing the method according to claim 'or one of the following, characterized by a through

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running direction behind dera spray head of the extruder is arranged, preferably 1 to k m long supporting and cooling basins, through which the material passes freely support.

11. The device according to claim 10, characterized in that the support and cooling basin extends directly to the injection nozzle of the extruder.

12. Device for performing the method according to claim or one of the following, characterized by a heating device influencing the envelope ar-1 entire circumference, such as gas flame, infrared lamp or the like. Following the support and cooling basin.

13. Device according to claim 12, characterized in that the heating power of the heating device can be controlled, for example, as a function of the surface temperature of the goods.

l * i. Device according to Claim 10, characterized in that the length of the support and cooling basin can be changed by means of suitable partition walls.

15. The device according to claim 10, characterized in that for the support-free introduction of the goods into the support and cooling basin, the cooling medium is pressed against the incoming goods through an introduction opening.

16. The device according to claim 10, characterized in that the output of the support and cooling basin is formed by a vertically and laterally adjustable seal surrounding the material made of a flexible material.

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17 · Device for carrying out the method according to claim 1 or one of the following, characterized by a protective shaft receiving the material after the rewarming.

l8. Device according to Claim 17, characterized in that the protective shaft covers at least the first third of the route to be traversed.

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