DE2624820B2

DE2624820B2 - Vorrichtung zur Herstellung einer vernetzten Isolierung für elektrische Leitungen

Info

Publication number: DE2624820B2
Application number: DE2624820A
Authority: DE
Inventors: Kanji Yokohama Kanagawa Otani (Japan)
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1975-06-17
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE2624820A1; FR2315156A1; JPS51149573A; JPS5728170B2; FR2315156B1; DE2624820C3; US4111621A

Description

Die Erfindung betriff! eine Vorrichtung zur Herstellung einer vernetzten Isolierung für elektrische Leitungen mit einem Extruder zum Extrudieren der vernetzbaren Kunststoffisolation auf einen den Extruder durchlaufenden Leitungsdraht, mit einer drehbaren Extruderschnecke, die an einem Ende einen konisch geformten Schneckenkopf besitzt und eine Drahtdurchlaßbohrung aufweist, mit einem Spritzkopfgehäuse, das in Abzugsrichtung des Drahtes gesehen am Extruderende mit einer konischen Bohrung versehen ist, in die sich der ebenso konisch geformte Schneckenkopf erstreckt, wobei die Innenwandung der konischen Bohrung und die Außenfläche des Schneckenkopfes einen um die Drahtdurchlaßbohrung konzentrischen Kanal begrenzen, mit einem anschließend an das Spritzkopfgehäuse angeordneten Formkopf, der eine zylinderförmige Bohrung aufweist, deren Durchmesser dem Auöendurchmesser des isolierten Drahtes entspricht, und mit einem stromab an den Formkopf anschließenden Vernetzungsrohr.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 24 54 478 bekannt. Diese Vorrichtung ist so ausgebildet, daß die Extruderschnecke axial verschoben werden kann, um dadurch den Abstand zwischen der Fläche des konischen Schneckenkopfes und der gegenüberliegenden Fläche der konischen Bohrung im Spritzkopfgehäuse einstellen zu können. Je kleiner dieser Abstand eingestellt wird, umso größer sind die an dem Kunststoffmaterial auftretenden Scherungskräfte und

s die dabei erzeugte Erwärmung des Materials, wenn dieses durch den Raum zwischen dem konischen Schneckenkopf und der konischen Bohrung hindurchgefördert wird. Mit diaser Erwärmung soll erreicht werden, daß bereits an dieser Stelle eine Vernetzung des

ι« Kunststoffmaterials eintritt. Die Vernetzung des Kunststoffmaterials setzt sich in dem an dem Formkopf anschließenden Vernetzungsrohr fort Selbst bei relativ geringem Abstand zwischen der konischen Schneckenkopffläche und derjenigen der konischen Bohrung im

'S Spritzkopfgehäuse läuft fast der gesamte Vernetzungsprozeß im Vernetzungsrohr ab, da die auftretenden Scherkräfte nicht ausreichen, um aufgrund der Reibung eine solche Erwärmung des Kunststoffmaterials hervorzurufen, daß bereits an dieser Stelle ein Großteil des Vernetzungsvorganges erfolgt. Daher ist ein relativ langes Vernetzungsrohr notwendig, welches mit Heizeinrichtungen versehen ist, um das sich auf dem Leitungsdraht befindende Kunststoffmaterial bei dessen Durchgang durch das Vernetzungsrohr auf der für die Vernetzung erforderlichen Temperatur zu halten. Es ist offensichtlich, daß ein solches Vernetzungsrohr viel Raum beansprucht.

Aus der DE-OS 24 39 492 ist eine andere Vorrichtung zur Herstellung einer vernetzten Isolierung für elektri sehe Leitungen bekannt. Von einem Extruder wird das Kunststoffmaterial zu einem Spritzkopfgehäuse gefördert, durch welches der zu beschichtende Leitungsdraht geführt wird. In dem Spritzkopfgehäuse ist eine konische Bohrung vorgesehen, in die ein mit einer Längsbohrung ausgebildeten Bolzen mit einem Ende hineinragt, welches konisch ausgebildet ist. Der Leitungsdraht wird durch diese Längsbohrung geführt, während das Isoliermaterial durch den Zwischenraum zwischen der Fläche der konischen Bohrung und derjenigen des konischen Endes des Bolzens eingebracht wird und in einen Formkopf mit zylindrischer Bohrung gelangt, in dem es auf den durchlaufenden Leitungsdraht gelangt. Der Abstand zwischen der Fläche der konischen Bohrung und derjenigen des konisch ausgebildeten Endes des Bobc« kann verändert werden, um auch bereits an dieser Stelle eine Erwärmung des Kunststoffmaterials zu erreichen. Auch bei dieser Vorrichtung ist ein relativ langes Vernetzungsrohr erforderlich, welches im praktischen Fall 5 bis 30 m lang sein kann. Ferner werden Heizeinrichtungen für das Vernetzungsrohr benötigt, um das Kunststoffmaterial auf die für die Vernetzung erforderliche Temperatur zu erwärmen bzw. auf dieser zu halten. Dabei sind Temperaturen in der Größenordnung von 200 bis 300°C üblich. Die Länge des Vernetzungsrohres hängt von der Dicke der Isolationsschicht, der

Reaktionstemperatur des Kunststoffmaterials und der Durchlaufgeschwindigkeit des Leitungsdrahtes ab. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der

eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die

Vernetzungsreaktion innerhalb einer kürzeren Zeit

abgeschlossen wird und die Verwendung eines kürzeren

Vernetzungsrohres ermöglicht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß die Außenfläche des konischen Schneckenkopfcs und/oder die Innenwandung der entsprechenden konischen Bohrung des Spritzkopfes einen sich jeweils über einen Teil ihres Umfanges erstreckenden Vorsprung

aufweisen, wodurch der durch den Schneckenkopf und den Spritzkopf gebildete Kanal eine düsenförmige Verengung aufweist, und daß der Schneckenkopf und der Spritzkopf relativ zueinander drehbar sind.

Aufgrund der düsenförmigen Verengung, welche durch die sich in den durch den Schneckenkopf und den Spritzkopf gebildeten Kanal erstreckenden Vorsprünge hervorgerufen ',inrd, tritt eine starke Erwärmung des Kunststoffmaterials bei dessen Durchgang durch diesen Kanal auf. Die Erwärmung ist dabei so stark, daß bereits vor Eintritt des Kunststoffmaterials in den Formkopf eine Vernetzungsreaktion einsetzt, so daß für den vollständigen Ablauf dieser Reaktion nur ein kurzes Vernetzungsrohr benötigt wird. Dadurch ergibt sich, daß die gesamte für die Vernetzungsreaktion erforderliche Zeit verringert wird. Dadurch, daß nur ein relativ kurzes Vernetzungsrohr erforderlich ist, ergibt sich auch eine Verringerung der Kosten und der erforderlichen Aufstellfläche für die Vorrichtung.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, daß das Vernetzung»rohr mit einer Schmiermittelzuführeinrichtung ausgeb'ldet ist, durch die auf die Außenfläche der Isolierung des durch das Vernetzungsrohr geführten Drahtes ein Schmiermittel aufbringbar ist. Dieses Schmiermittel kann beispielsweise Ol sein und begünstigt die Vorwärtsverschiebung des mit dem Kunststoffmaterial überzogenen Leitungsdrahtes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen teilweise weggebrochenen Längsschnitt durch die Vorrichtung, und

F i g. 2 eine Darstellung im vergrößerten Maßstab des Spritzkopfes und des Formkopfes der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Der Zweistufen-Schneckenextruder gemäß Fig. 1 weist einen ersten Schneckenextruder A, einen zweiten Schneckenex.ruder B und ein innen geschmiertes Vernetzungsrohr C aus Metall auf, wobei an einer Übergangsstelle 1 zwischen den beiden Schneckenextrudern eine Verbindungsbohrurig 2 vorgesehen ist. Ferner umfaßt die Vorrichtung eine Halterung 3 für den /weiten Schneckenextruder B, ein Untersetzungsgetriebe 4, einen Schneckenmantel 5, eine !entlüftungsöffnung 6, eine Schnecke 7 für den zweiten Extruder, einen Zylindermantel 8, einen Konus 9, einen Schneckerkopf 10, einen Spritzkopf 11, ein spezieller Düsenkanal 12, ein Düsenmantel 13, ein Spritzkopfmantel 14, einen Formkopf 15, eine Schmiermittelzuführeinrichtung 16 für das Vernetzungsrohr aus Metall mit einem porösen Körper 16', ein Heizelement 17 für das Vernetzungsrohr Cund ein Kühlrohr 18.

Ein Leitungsdraht VK der durch eine nicht dargestellte Heizeinrichtung auf etwa 90 bis 110⁰C vorgewärmt worden ist, wird zu der in einer hohlen Hülse des zweiten Schneckenextruders B angeordneten Halterung 3 geführt und dann durch den Extruder B und den Konus 9 am Ende der Halterung 3 zu dem Formkopf 15 gefördert, an dem die Kunststoffisolation auf den Leitungsdraht aufgebracht wird.

Ein Kunststoffmaterial, etwa Polyäthylen in Pulveroder Granulatform, wird bei seinem Durchgang durch den ersten Schneckenextruder A fluidisiert und über die Verbindungsbohrung 2 in den zweiten Schneckenextruder B eingeführt Die Temperatur des fluidisierten Kunststoffmaterials liegt dabei bei etwa 125 bis 127⁰C.

Das fluidisierte Kunststoffmaterial fließt dann in die Schnecke 7 des zweiten Schneckenextruders B.

In dem zwischen dem Schneckenkopf 10 und dem Spritzkopf 11 am Ende der Extruderschnecke 7 gebildeten konischen Kanal 51 ist ein spezieller Düsenkanal 12 durch radiale Erweiterung bzw. einen Vorsprung W eines oder beider Teile, die den konischen Kanal 51 bilden, festgelegt Diese be^; ien Teile sind der konische Schneckenküpf 10 und die mne-iwaiiuung der entsprechenden konischen Bohrung des Spritzkopfes 11. Die Temperatur des fluidisierten Kunststoffmaterials bei seinem Durchgang durch die ExtruderschnecKe 7 wird ai:f etwa 130⁰C eingestellt und anschließend infolge der Scherwirkung beim Durchgang des Materials durch den Düsenkanal 12 um etwa 20 bis 7O⁰C erhöht. Bei einigen bestimmten Kunststoffmaterialien erreicht die Temperatur etwa 240⁰C. Nach dem Durchgang durch den Düsenkanal 12 gelangt das auf

JO etwa 150 bis 200⁰C erwärmte Kunststoffmaterial über einen Durchlaß vergrößerten Durchmessers zum Formkopf 15, an dem es auf den vorgesehenen Durchmesser eingestellt wird. Anschließend werden der geformte Kunststoff und der Leitungsdraht zum Vernetzungsrohr C weitergefördert, das sich an dem zweiten Schneckenextruder β anschließt.

Bei der dargestellten Ausführungsform is* ein Vernetzungsrohr mit einer geschmierten Innenfläche vorgesehen, obgleich es nicht unbedingt erforderlich ist.

Das von der Schmiermittelzuführeinrichtung 16 zugeführte Schmieröl begünstigt die Vorwärtsverschiebung des mit Kunststoffisolation überzogenen Leitungsdrahtes W zum Kühlrohr 18. Zu dem Zeitpunkt, an welchem der isolierte Leitungsdraht das Kühlrohr 18 erreicht, ist die Vernetzungsreaktion bereits abgeschlossen.

Das unter Druck stehende Kühlrohr 18 bewirkt ein langsames Abkühlen des ausgehärteten Materials. Obgleich die Vernetzungsreaktion hauptsächlich durch die gleichmäßige Wärrneverteilung in dem Düsenkanal 12 herbeigeführt wird, kann das Vernetzungsrohr C durch ein Heizelement 17 beheizt werden, um den vollständigen Ablauf der Vernetzungsreaktion zu gewährleisten. Die Temperatur des Vernetzungsrohres C wird in Abhängigkeit vom Temperaturanstieg im Düsenkanal 12 bestimmt. Vorzugsweise wird sie auf etwa 200 bis 300⁰C eingestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung einer vernetzten Isolierung für elektrische Leitungen mit einem Extruder zum Extrudieren der vernetzbaren Kunststoffisolation auf einen den Extruder durchlaufenden Leitungsdraht, mit einer drehbaren Extruderschnekke, die an einem Ende einen konisch geformten Schneckenkopf besitzt und eine Drahtdurchlaßbohrung aufweist, mit einem Spritzkopfgehäuse, das in Abzugsrichtung des Drahtes gesehen am Extruderende mit einer konischen Bohrung versehen ist, in die sich der ebenso konisch geformte Schneckenkopf erstreckt, wobei die Innenwandung der konischen Bohrung und die Außenfläche des Schneckenkopfes einen um die Drahtdurchlaßbohrung konzentrischen Kanal begrenzen, mit einem anschließend an das Spritzkopfgehäuse angeordneten Form'iopf, der eine zylinderförmige Bohrung aufweist.tieren Durchmessendem Außendiirchmesser des isolierten Drahtes entspricht, und mit einem stromab an den Formkopf anschließenden Vernetzungsrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des konischen Schneckenkopfes (10) und/oder die Innenwandung der entsprechenden konischen Bohrung des Spritzkopfes (11) einen sich jeweils über einen Teil ihres Umfanges erstreckenden Vorsprung (50) aufweisen, wodurch der durch den Schneckenkopf (10) und den Spritzkopf (M) gebildete Kanal (51) eine düsenförmige Verengung aufweist, und daß der Schneckenkopf (10) und der Spritzkopf -,/1) relativ zueinander drehbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruci. I, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsrohr (C) mit einer Schmiermittelzuführeinrichtung (16) ausgebildet ist, durch die auf die Außenfläche der Isolierung des durch das Vernetzungsrohr (C) geführten Drahtes ein Schmiermittel aufbringbar ist.