DE2545931C3

DE2545931C3 - Verfahren zur Herstellung isolierter Drähte und Leitungen mit hohem Schäumungsgrad des Isolierstoffes

Info

Publication number: DE2545931C3
Application number: DE19752545931
Authority: DE
Inventors: Hans Leo Dipl.-Ing. 5060 Refrath Ditscheid
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Priority date: 1975-10-14
Filing date: 1975-10-14
Publication date: 1981-11-26
Also published as: DE2545931B2; DE2545931A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung isolierter Drähte und Leitungen, insbesondere von Hochfrequenz-Koaxialkabeln mit geschäumter Kunststoffisolierung, wobei die Kunststoffisolierung unmittelbar nach dem Verlassen des Spritzkopfes in einen unter einem Restdruck stehenden Expansionsraum gelangt und anschließend in eine Kalibrierstufe einläuft,

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 11 96 852 bekannt Hierbei schließt sich an das Mundstück ein Raum an, der unter Unterdruck stehen soll, so daß sich eine vorzeitige Abkühlung in der Isolierung ergibt Durch diese vorzeitige Abkühlung erstarrt die Hülle des

ίο Extrudats, so daß das Teibgas gegen den zunehmenden Steifheitsgrad der äußeren Schicht expansiert Damit wirkt dieser Abkühlungsprozeß wie eine fiktive Druckerhöhung der Außenatmosphäre, so daß eine vollständige Ausschäumung des Extrudats nicht möglich

ti ist Entsprechend dem Verfahren der DE-AS 11 96 852 soll sich der Außendruck zum Ende der Expansionskammer hin ständig erhöhen, so daß die von dem Abkühlprozeß bereits bewirkte Druckerhöhung noch verstärkt und somit der Verschäumungsgrad weiterhin verschlechtert wird. Darüber hinaus besteht bei dem bekannten Verfahren die Gefahr, daß die Isolierung durch ihr Eigengewicht zum »Abtropfen« neigt, wodurch störende Inhomogenitäten entstehen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem bekannten Stand der Technik derart zu verbessern, daß eine vollständige Ausschäumung des Extrudats erzielt und ein Abtropfen der Isolierung während des Aushärtens derselben verhindert wird, so daß bei der Kunststoffisolierung eine größere Homogenität der Zellstruktur und eine gute Längshomogenität der Außenkontur des Kunststoffstranges erreicht werden, so daß damit besonders dämpfungsarme koaxiale Hochfrequenzkabel für den Einsatz bis in den GHz-Bereich hergestellt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandung des Expansionsraumes auf eine Temperatur wie etwa die Temperatur des Spritzkopfes aufgewärmt wird und die Kunststwffisolierung so lange im Expansionsraum verbleibt, bis sich die Expansion bis zu 95 bis 98% des theoretischen Endwertes vor Erreichen der Kalibrierstufe ausbilden kann und daß die Isolierung innerhalb der Expansionsstufe vor Eintritt in die Kalibrierstufe zur Kompensation des Eigengewichts der Isolierung einem Auftrieb unterworfen wird, indem das Kabel durch eine Rinne geleitet wird, die mit einem Gleit- respektive Schmiermittel gefüllt ist, wobei die Isolierung vor Eintritt in die Kalibrierstufe mit einem Schmiermittelfilm benetzt wird und das Schmiermittel einen bei der Temperatur des Expansionsraumes respektive der Isolierung unterhalb des Restdruckes von beispielsweise 5 Torr liegenden Dampfdruck aufweist und wasserlöslich ist.

Zwar ist es aus DE-OS 22 36 779 bekannt, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Herstellen von aufgeschäumten Profilen aus Thermoplasten mit geringer Dichte die Expansionskammer zu erwärmen und in ihr einen Unterdruck zu erzeugen, jedoch handelt es sich dort um homogene Profile, die hergestellt werden sollen, und nicht um elektrische Leitungen mit einer Kunststoffisolierung, so daß bei derartigen Profilen nicht die Probleme zu beachten sind, wie bei der Hersteilung elektrischer Hochfrequenzkabel. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, in der Expansionskammer die Spritzkopftemperatur aufrechtzuerhalten, wird eine Verhärtung der äußeren Extrudatschicht verhindert, und zwar so lange, bis die Expansionsphase nahezu vollständig beendet ist. Die weitere erfindungsgemäße

Maßnehme, über die gesamte Länge der Expansionskammer einen sehr hohen Unterdruck aufrechtzuerhalten, bewirkt, daß nahezu kein Gegendruck die Schaumbildung behindern kann. Durch die weitere erfindungsgemäße Maßnahme, in der Expansionskammer einen Abschnitt vorzusehen, in dem ein Auftrieb erzeugt wird, der das Eigengewicht der Isolierung weitgehendst kompensiert, wird das Abtropfen der Isolierung verhindert, so daß das Auftreten von Inhomogenitäten mit Sicherheit vermieden wird, was zu einer wesentlichen Verbesserung der Übertragungseigenschaften von Hochfrequenzkabeln führt. Indem der Auftrieb mittels eines Schmiermittels (Gleitmittels) erzeugt wird, wird die Schaumstoffoberfläche somit vor dem Eintreten in das Kalibrierwerkzeug mit einem Schmiermittel (Gleitmittel) beaufschlagt, das den angestrebten Unterdruck nicht durch Verdampfen bricht und das in den anschließenden Kühlwasserstufen abgewaschen werden kann.

Vorteilhaft wird als Schmiermittel beispielsweise Polyäthyiengiyko! verwendet Zudem kann es von Vorteil sein, wenn die Isolierung bereks in der Expansionsphase mittels axial verschiebbarer Blenden vorkalibriert wird.

Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung, die aus einem Expansionsraum besteht, der axial in mindestens zwei Kammern unterteilt ist und eine derartige Länge besitzt, und zwar in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit des Kabels, daß sich die Expansion bis zu 95% bis 98% des theoretischen Endwertes vor dem Austritt bilden kann.

In Ausgestaltung der Erfindung ist jede zweite Kammer ganz oder teilweise mit dem Schmier- resp. Gleitmittel gefüllt und deren Länge so bemessen, daß die unter dem Eigengewicht des expansierenden Thermoplastes eintretende Querschnittsveränderung infolge des »Abtropfens« des Kunststoffes in der flüssigkeitsgefüllten zweiten Kammer infolge des dort herrschenden Auftriebs weitestgehend rückgängig gemacht wird.

Die abschottenden Blenden sind erfindungsgemäß axial verschiebbar so bemessen, daß durch £>ie bereits in der Expansionsphase eine Egaüsierung der Außenkontur entsteht

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Prinzipzeichnung näher erläutert

Unter hohem Druck stehendes thermoplastisches Material 1 wird in einem Spritzwerkzeug eines Extruders vermittels eines Düsenringes 2 und einer Dornspitze 3 um einen Kabelinnenleiter 4 herumgeführt und auf diesem aufliegend in der zylindrischen Zone des Düsenringes 2 vorgeformt

An das Spritzwerkzeug schließt sich eine als druckdichter Hohlkörper ausgebildete Expansionskammer 5 an, die über Stutzen 6 und 7 evakuiert wird. Die Expansionskammer wird äußerlich durch Heizmanschetten 8 etwa auf die Spritzkopftemperatur aufgeheizt Die Kammer 5 ist axial durch eine Lochblende 9 unterteilt Während eine der beiden Kammern leer ist ist die zweite mit einem Schmiermittel 10 gefüllt das durch eine Öffnung 11 in der Blende 9 hindurchtritt und so einen Schmiermittelfilm auf dem expandierenden Kunststoffstrang erzeugt Überschüssiges Schmiermittel 10 läuft durch den einen Stutzen 12 ab und gelangt über ein Piimpsystem zurück in dir !chmiermittelgefüllte Kammer (Stützen 13), die ihicrsüits auch unter Unterdruck steht

Das Schmiermittel 10 grenzt an eine wassergekühlte Kalibrierstufe 14, die über Stutzen 15 und 16 kontinuierlich mit Kühlwasser 17 beaufschlagt wird. Zwischen der auf Spritzkopftemperatur aufgeheizten Expansionskammer 5 und dem auf gleicher Temperatur aufgeheizten Schmiermittel 10 einerseits und der auf Wasserbadtemperatur befindlichen Kalibrierstufe 4 andererseits ist eine Wärmesperre 18 vorgesehen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ohne nennenswerten Mehraufwand ein höherer Schäumungsgrad erzielt wird als dies mit den herkömmlichen Mitteln und Materialien möglich war. Neben der Materialersparnis lassen sich mit dem beschriebenen Verfahren koaxiale Hochfrequenzkabel mit geringerer Dämpfung und wesentlich verbesserter Längshomogenität realisieren. Da die Expansion des Kunststoffes vor dem Erreichen der Kalibrierstufe abgeschlossen ist, ist eine wesentlich verbesserte Längshomogenität der Oberflächenkontur zu erreichen als dies bisher möglich war. Die Zellstruktur ist unverändert feinstporig und völlig homogen.

Hiercu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung isolierter Drähte und Leitungen, insbesondere von Hochfrequenz-Koaxialkabeln mit geschäumter Kunststoffisolierung, wobei die Kunststoffisolierung unmittelbar nach dem Verlassen des Spritzkopfes in einen unter einem Restdruck stehenden Expansionsraum gelangt und anschließend in eine Kalibrierstufe einläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Expansionsraumes auf eine Temperatur wie etwa die Temperatur des Spritzkopfes aufgewärmt wird und die Kunststoffisolierung so lange im Expansionsraum verbleibt, bis sich die Expansion bis zu 95 bis 98% des theoretischen Endwertes vor Erreichen der Kalibrierstufe ausbilden kann, und daß die Isolierung innerhalb der Expansionsstufe vor Eintritt in die Kalibrierstufe zur Kompensation des Eigengewichtes der Isolierung einem Auftrieb unterworfen wird, indem das Kabel durch eine Rinne geleitet wird, die mit einem Gleit- resp. Schmiermittel gefüllt ist, wobei die Isolierung vor Eintritt in die Kalibrierstufe mit einem Schmiermittelfilm benetzt wird und das Schmiermittel einen bei der Temperatur des Expansionsraumes resp. der Isolierung unterhalb des Restdruckes von beispielsweise 5 Torr liegenden Dampfdruck aufweist und wasserlöslich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d$3 als Schmiermittel Polyäthylenglykol verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung bereits in der Expansionsphase mittels axial verschiebbarer Blenden vorkalibriert wird.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Isolierung durchlaufende Expansionsraum axial in mindestens zwei Kammern unterteilt ist und eine derartige Länge besitzt, und zwar in Abhängigkeit der Durchlaufgeschwindigkeit des Kabels, daß sich die Expansion bis zu 95% bis 98% des theoretischen Endwertes vor dem Austritt ausbilden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Kammer ganz oder teilweise mit dem Schmier- resp. Gleitmittel gefüllt ist und deren Länge so bemessen ist, daß sie unter dem Eigengewicht des expandierenden Thermoplasten eintretende Querschnittsveränderung infolge des »Abtropfens« des Kunststoffes in der flüssigkeitsgefüllten zweiten Kammer infolge des dort herrschenden Auftriebs weitestgehend rückgängig gemacht wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Kalibrierung mehrere Kalibrierstufen und/oder mehrere Kammern mit und ohne Schmiermittelfüllung hintereinander angeordnet sind,