DE2607362A1

DE2607362A1 - Verfahren zur herstellung von elektrischen leitungen

Info

Publication number: DE2607362A1
Application number: DE19762607362
Authority: DE
Inventors: Bernd Eilhardt; Gerhard Dr Ing Ziemek
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1976-02-24
Filing date: 1976-02-24
Publication date: 1977-09-01
Also published as: FI763027A; GB1515073A; DD127906A5; BE851736A; CH596643A5; ATA736676A; AT352813B; US4151238A; SE7701986L; JPS52103687A; FR2342545A1; NO770600L; DK456176A

Description

Kabel- und Metallwerke IOU I OOl.

Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

1 1447

23. Febr. 1976

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Leitungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Leitungen mit einer Isolierung aus geschäumtem Kunststoff, bei welchem der Kunststoff zunächst in ungeschäumtem Zustand auf einen erwärmten, blanken Draht aufgebracht, anschließend vernetzt und schließlich aufgeschäumt wird.

Leitungen mit geschäumter Isolierung werden beispielsweise als Adern für Nachrichtenkabel verwendet. Durch das Aufschäumen der Isolierung ergeben sich für die Kabel elektrische Vorteile, da die Dielektrizitätskonstante infolge des Lufteinschlusses verbessert wird. Durch das Vernetzen des Isoliermaterials vor dem Aufschäumen lassen sich ein höherer Aufschäumgrad, ein niedriges Raumgewicht der Isolierung, eine feinere Schaumstruktur und eine geringere Schichtdicke der Isolierung erreichen.

Durch die DT-AS 10 88 566 ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem das Isoliermaterial im Tauchverfahren auf den Draht aufgebracht wird. Die Aufschäumung wird durch Wärmezufuhr von außen vorgenommen. Ein solches Verfahren ist auf relativ große Isolierschichtdicken beschränkt und der Aufschäumgrad ist verhältnismäßig gering. Darüber hinaus hat eine solche Isolierung den Nachteil, daß die Oberfläche der Adern rauh ist, was bei der Weiterverarbeitung zum Nachrichtenkabel sowohl zu Beschädigungen der Adern selbst als auch der Führungsteile der Verseilmaschinen führen kann. Außerdem muß das Isoliermaterial vor dem Aufbringen in einem Lösungsmittel gelöst werden, das nach dem Aufbringen auf den Draht wieder zu entfernen ist.

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In der DT-OS 24 O4 821 ist ein Verfahren angegeben, wie es eingangs beschrieben ist. Der Kunststoff wird hier in Pulverform auf den erwärmten Draht aufgebracht und die Schichtdicke der Isolierung wird anschließend durch das Hindurchziehen des beschichteten Drahtes durch eine Düse eingestellt. Mit diesem bekannten Verfahren ist die Einhaltung einer rundum gleichen Schichtdicke der Isolierung nur mit erheblichem Aufwand und bei niedrigen Abzugsgeschwindigkeiten möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, eine vernetzbare und aufschäumbare Isolierung mit rundum gleicher Wandstärke bei hoher Abzugsgeschwindigkeit auf einen Draht aufzubringen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Treib- und Vernetzungsmittel enthaltende Kunststoff mittels eines Extruders auf den Draht aufgebracht wird, und daß der Draht vor der Aufbringung des Kunststoffs so erwärmt wird, daß die vom Draht nach dem Austritt aus dem Extruder abgegebene Wärme zunächst die Vernetzung und anschließend die Aufschäumung der extrudierten Kunststoffhülle bewirkt.

Mit einem derartigen Verfahren lassen sich Leitungen mit geschäumter Isolierung mit den für die Aderherstellung üblichen Abzugsgeschwindigkeiten fertigen. Durch den Einsatz eines Extruders mit für die Herstellung extrem dünner Schichten geeignetem Werkzeug ist die gleichmäßige Schichtdicke der Isolierung rund um den Draht herum gewährleistet, die anschließend auch nach der Vernetzung und der Aufschäumung gleichmäßig erhalten bleibt. Für das Vernetzen und das Aufschäumen sind durch die relativ hohe Erwärmung des Drahtes vor der Aufbringung der Kunststoffschicht keine zusätzlichen Vorrichtungen bzw. Arbeitsgänge mehr erforderlich, sondern die sehr hohe Aufheizung des Drahtes ergibt eine Wärmemenge im Draht, die aus-

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reicht, um die extrudierte Kunststoffschicht zunächst zu vernetzen und anschließend im gewünschten Maße aufzuschäumen. Hierdurch wird der gesamte Herstellungsprozeß für die geschäumte Isolierung der Leitung wesentlich vereinfacht.

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Leitung mit einer geschäumten Isolierung und in Fig. 2 ist schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.

Mit 1 ist ein beispielsweise aus Kupfer bestehender Draht bezeichnet, über dem eine Isolierung 2 aus einem geschäumten Kunststoff angebracht ist. Als Kunststoff eignet sich insbesondere Polyäthylen, für welches auch die weiteren Ausführungen gelten sollen.

Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird der Draht 1 von einer Trommel 3 abgezogen und einer Erwärmungsvorrichtung 4t zugeführt, in welcher er auf eine Temperatur von mehr als 200 C erwärmt wird. Der erwärmte Draht wird anschließend in einen Extruder 5 geführt, in welchem der mit einem Treibmittel und einem Vernetzungsmittel versetzte Kunststoff enthalten ist. Dieser Kunststoff wird in gleichmäßiger Schichtdicke auf den erwärmten Draht aufgebracht und es tritt aus dem Extruder 5 die Leitung 6 aus. Durch die Erwärmung des Drahtes 1 auf die hohe Temperatur von über 200° C wird anschließend zunächst die Kunststoffschicht auf dem Draht vernetzt und danach aufgeschäumt, wodurch sich eine geschäumte Isolierung mit den Vorteilen, wie sie in der Einleitung geschildert sind, ergibt. Nach dem Aufschäumen wird die Leitung einer Kühleinrichtung 7 zugeführt und anschließend auf eine Trommel 8 aufgewickelt.

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Mit dem so beschriebenen Verfahren lassen sich Leitungen mit geschäumter Isolierung herstellen, die infolge der vom Draht herkommenden Wärme vernetzt und aufgeschäumt werden, wobei sich infolge der gegenüber dem Draht kühleren Umgebung und wegen der isolierenden Wirkung der inneren, leiternahen Isolierstoffschicht für die Leitung nach dem Austritt aus dem Extruder eine glatte, ungeschäumte Außenhaut (Schwarte)10 ergibt. Falls Leitungen gewünscht werden, die keine glatte Außenhaut, sondern eine vollständige geschäumte Isolierung 2 haben, muß hinter dem Extruder 5 eine Wärmezone 9 angeordnet werden, in welcher die Isolierung zusätzlich auch von außen erwärmt wird, und zwar auch auf eine Temperatur von mehr als 200 C. Durch diese zusätzliche Erwärmung wird dann sichergestellt, daß die Isolierschicht vollständig ohne Außenhaut aufschäumt.

Die Erwärmung des Drahtes 1 hängt im wesentlichen von seinem Durchmesser ab. Die Angabe über 200 C gilt als Richtwert für Drahtdurchmesser bis etwa 1 mm. Um die für die Vernetzung und die Aufschäumung des Isoliermaterials erforderliche Wärmemenge zu garantieren, muß ein Draht mit kleinerem Durchmesser also höher erwärmt werden als ein Draht mit größerem Durchmesser. Neben diesen Temperaturangaben ist für die Erfindung allerdings auch die Zusammensetzung des aufzubringenden Kunststoffs von Bedeutung, da Vernetzungsmittel und Treibmittel so aufeinander abzustimmen sind, daß sichergestellt ist, daß die Vernetzungsreaktion vor dem Aufschäumen einsetzt. Nur dann lassen sich die vorteilhaften Raumgewichte und Aufschäumgrade mit Sicherheit erreichen.

Im Extruder 5 wird auf den Draht 1 eine ungeschäumte Kunststoffschicht von 3° bis 50 um Dicke aufgebracht, die je nach Aufschäumgrad in der fertigen Leitung eine Dicke bis zu 200 um ergibt. Für die Isolierung lassen sich Raumgewichte in der Größenordnung von 200 kg/m erreichen und die Dielektrizitätskonstante der geschäumten Isolierung liegt zwischen 1,3 und 1,5·

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Im folgenden werden zwei Beispiele zur Herstellung von geschäumten elektrischen Leitungen mit dem Verfahren nach der Erfindung angegeben:

1. Es wird eine Kunststoffmischung der folgenden Zusammensetzung verwendet:

100 Teile Weich-PE

0,8 Teile Peroxid

3,0 Teile Treibmittel.

Als Weich-PE wird beispielsweise ein unter dem Handelsnamen "Lupolen l8l0 H" bekanntes Material verwendet, als Peroxid kann ein Dicumylperoxid eingesetzt werden und als Treibmittel eignet sich ein Material, das unter der Bezeichnung ADCF bekanntgeworden ist. Diese Mischung wird in dem Extruder 5 auf den Draht 1 aufgebracht, der vorher in Abhängigkeit von seinem Durchmesser auf eine Temperatur zwischen 220 und 2^0 C erwärmt wurde.

2. Wenn eine härtere Isolierung gewünscht wird, dann eignet sich auch das folgende Material:

50 Teile Weich-PE
50 Teile Hart-PE
0,8 Teile Peroxid
3,0 Teile Treibmittel.

Auch hier wird der Draht vor der Einbringung in den Extruder wieder auf eine Temperatur von 220 bis 24O° C erwärmt.

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Claims

Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

23. Febr. 1976

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Leitungen mit einer Isolierung aus geschäumtem Kunststoff, bei welchem der Kunststoff zunächst in ungeschäumtem Zustand auf einen erwärmten, blanken Draht aufgebracht, anschließend vernetzt und schließlich aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Treib- und Vernetzungsmittel enthaltende Kunststoff mittels eines Extruders (5) auf den Draht (l) aufgebracht wird, und daß der Draht (l) vor der Aufbringung des Kunststoffs so hoch erwärmt wird, daß die vom Draht (l) nach dem Austritt aus dem Extruder (5) abgegebene Wärme zunächst die Vernetzung und anschließend die Aufschäumung der extrudierten Kunststoffhülle (2) bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (l) vor der Aufbringung des Kunststoffs auf mindestens 200° C erwärmt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht mit der extrudierten Kunststoffschicht zusätzlich von außen mit einer Temperatur von mehr als 200 C erwärmt wird.

km Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß ein Kunststoff auf der Basis von Polyäthylen mit der folgenden Zusammensetzung verwendet wird:

100 Teile Weich-PE

0,8 Teile Peroxid

3,0 Teile Treibmittel.

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CRiGlNAL INSPECTED

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet , daß ein Kunststoff auf der Basis von Polyäthylen mit der folgenden Zusammensetzung verwendet wird;

50 Teile Weich-PE

50 Teile Hart-PE

0,8 Teile Peroxid

3,0 Teile Treibmittel.

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