DE2718082A1 - Verfahren und vorrichtung zum ummanteln eines leiters mit einem thermoplastischen mischpolymerisat sowie nach dem verfahren hergestellte kabelschnur - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum ummanteln eines leiters mit einem thermoplastischen mischpolymerisat sowie nach dem verfahren hergestellte kabelschnurInfo
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- H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
Description
Western Electric A 35 686
Company, Incorporated
195 Broadway
New York, N.Y. 10007
U.S.A.
Verfahren und Vorrichtung zum Ummanteln eines Leiters mit einem thermoplastischen Mischpolymerisat sowie nach
dem Verfahren hergestellte Kabelschnur
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art.sowie auf eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und eine nach dem Verfahren hergestellte Kabelschnur.
Elektrische Kabelschnüre, welche beispielsweise Telefonhörer
mit dem zugehörigen Tischapparat verbinden, enthalten im allgemeinen einen Polymerisatkern, um den eine Vielzahl von
Litzenbändern spiralförmig gewickelt ist. Diese Kabelschnüre besitzen entweder eine geradlinige Form oder können in einer
Vielzahl von Windungen spiralförmig gewickelt sein, wobei die letztgenannte Art als Zieh- oder Spiralschnur bezeichnet wird.
Derartige Telefonschnüre sind beispielsv/eise in den US-Patentschriften
3 037 068, 2 920 351 und 3 024 497 beschrieben.
Früher wurden Litzenleiter mit einem gewirkten Nylongewebe beschichtet und anschließend mit einer extrudierten Polyvinylchlorid-
(PVC) -Verbindung isoliert. Anschließend wurde eine
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Anzahl der einzeln isolierten Leiter mit einer plastizierten PVC-Verbindung ummantelt (vgl. US-PS 3 037 068).
Bei kürzlich eingeführten Telefonschnursystemen werden modulare
Stecker an jedem Ende einer geradlinigen oder spiralförmigen Schnur angebracht, um die Befestigung an den Telefonteilen
zu erleichtern (vgl. US-PSn 3 699 498, 3 761 869 und 3 860 316).
Infolge der Einführung der Modul-Bauweise müssen andere Schnurkonstruktionen
mit geringerem Querschnitt verwendet werden. Zur Verringerung der Größe des isolierten Leiteis wurde die gewirkte
Nylonschicht über der verwendeten Litze entfernt. Hierdurch wurde es wiederum erforderlich, ein zähes Isolationsmaterial zu\entwickeln, das als hochbelastbarer Schutz gegen
die Sehneid-wirkung des Litzenbandes, als elektrische Isolation
über dem Litzenleiter und als Primärkomponente zur Erzielung der erforderlichen Elastizität bei ziehbaren Telefonschnüren,
d.h., Spiral schnür en, dient.
Im Austausch gegen den gewirkten Nylonüberzug wurde zunächst eine plastizierte Nylonisolation verwendet. Da Teile eines
oder mehrerer Litzenbänder manchmal nach außen ragen, können sie bei der langsamen Vulkanisierung der Nylonisolation Ausstülpungen
verursachen. Die mit Nylon isolierten Leiter müssen in diesen Fällen abgewickelt und durch eine Matrize gezogen
werden, um die Ausstülpungen zu beseitigen. Das plastizierte
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Nylon besitzt darüberhinaus auch die Neigung, unter Belastung
wegzukriechen, wodurch die Y/irksamkeit der Zugentlastung von modularen Steckern verringert wird.
Die Suche nach einer Isolation für Litzenleiter, welche die vorstehenden Schwierigkeiten vermeidet, hat zu zahlreichen
Verfahren und Vorrichtungen geführt, mit Hilfe derer eine zuverlässige, gleichbleibend konzentrische Isolation aufgebracht
und das Problem der Litzenausstülpungen in die Isolation, verbunden mit der Notwendigkeit eines Abwicklungsvorganges, vermieden
v/erden kann.
Die Isolation wird typischerweise auf die Litzenleiter als Schlauch aufgezogen, wie beispielsweise in der US-PS 3 553 042
beschrieben ist. Die aufgezogene Schlauchisolation gestattet eine Relativbewegung zwischen dem Leiter und der Isolation,
was die Biegsamkeit und die Standzeit der Telefonschnur erhöht.
Bei einem typischen Aufziehvorgang verläuft das stromabwärts gelegene Ende eines Kernrohrs innerhalb eines Extruder-Kreuzkopfes
zumindest bis in die Nähe der Matrizenöffnung und steht bei einigen Konstruktionen auch über die Matrizenöffnung hinaus,
Bei Matrizenkonstruktionen liegt der eingeschlossene Winkel zwischen einem konvergierenden, kegelstumpfförmigen Abschnitt
der Matrizeninnenwand in der Nähe der Matrizenöffnung in der
Größenordnung von 30 bis etwa 60°. Dieser eingeschlossene Winkel wird vielfach als Angriffswinkel oder Einlaufwinkel
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bezeichnet.
Angaben über typische Angriffswinkel können aus folgenden
Literatursteilen entnommen werden: "Wire and Cable Coater's
Handbook", veröffentlicht von der E.I. duPont Company, 1968, Seite 117; "Plastics Extrusion Technology and Theory"
von Gerhard Schenkel, veröffentlicht von der American Elsevier Publishing Co., 1966 und von Karl Hanser, Deutschland, 1963;
"Plastics Extrusion Technology", von A.L. Griff, veröffentlicht von der Rinehold Book Corp., Seiten 198 bis 241; Aufsatz
"Crosshead Tooling for Jacket Extrusion" von Joe B. Moss in "Western Electric Engineer", April 1967, Seiten 25 - 28;
Prospekt der duPont Co. "HYTREL^/polyester Elastomer Rheology
and Handling"; "Wire Extrusion Techniques" von D.C. Hank, veröffentlicht
von der Β.ϊ1. Goodrich Chemical Company, Seiten
5 bis 6 und US-PS 3 382 535.
Im Stand der Technik sind des weiteren auch Möglichkeiten
zur Steuerung der Berührung zwischen dem schlauchförmigen Kunststoffextrudat und dem Kern angegeben (vgl. US-PSn
3 211 818, 3 227 786, 2 291 670, 2 218 459, 3 112 828, 3 255 621, 3 267 748 und 3 400 428).
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, verfahrenstechnische und konstruktive Möglichkeiten zu schaffen, um auf einfache,
zuverlässige Weise Kabelschnüre herzustellen, die für modulare Stecker verwendbar sind.
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Die auf die Schaffung eines Verfahrens gerichtete Teilaufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet
.
Die auf die Schaffung einer Vorrichtung gerichtete Teilaufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs
7 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vorrichtung nach Anspruch 7 sind in den Ansprüchen 8 bis 18 gekennzeichnet.
\
Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung hergestellte ausziehbare Kabelschnur ergibt sich aus den Ansprüchen 19 bis 25. Sine derartige Kabelschnur
umfaßt mehrere, von einem gemeinsamen Außenmantel umgebene isolierte Leiter, auf deren Herstellung das Hauptgewicht
der Erfindung liegt. Ein solcher isolierter Leiter umfaßt einen Litzenleiter, der einen Polyraerisatkern umhüllt und
mit einem schlauchförmigen Isoliermantel aus einer thermoplastischen Verbindung isoliert ist. Die thermoplastische Verbindung
ist von dem Kern beabstandet und besteht aus einem PoIyäther-Polyester-Mischpolymerisat,
das durch Reaktion von r 1,4-Butan-Diol-Terephthalat mit Terephthalatestern des PoIy-
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tetramethylenglykols (PTMEG) erzeugt wird. Die Gewichtszusammensetzung
der Bestandteile innerhalb der Verbindung besteht aus etwa 15,7 Gew.$ PTMEG, etwa 32,4 Gew.$ 1,4-Butan-Diol
und etwa 50,7 Gew.?S terephthalatester-haltiger Verbindung,
v/ie beispielsweise Terephthalylsäure. Die Verbindung kann mit einem langkettigen, gebundenen (wenig reaktiven bzw.
wachstumshemmenden), nicht-entfärbenden Phenol-Antioxidationsmittelsystem
stabilisiert werden, das einen Stabilisatorwanderung verhindert. Die Kombination der Bestandteile
ist so gewählt, daß die Isolation eine Durometer-Härte
auf der D-Skala im Bereich von etwa 72 und einen Scherungskoeffizienten
von etwa 5273 kg/cm besitzt.
Die Isolationsverbindung enthält ferner ein Färbstoffkonzentrat
aus einem zweiten Polyester-Mischpolymerisat, das in unerwarteter Weise als Verarbeitungshilfe wirkt, wenn die
Verbindung um den Litzenleiter extrudiert wird.
Der Außenmantel zur Umhüllung einer Anzahl einzeln isolierter Litzenleiter besteht aus einer plastizierten Polyvinyl-Chloridverbindung.
Die so hergestellten Kabelschnüre können beispielsweise für Fernsprechapparate verwendet werden. Für
auseinanderziehbare Kabelschnüre wird eine Schnurlänge spiralförmig
aufgewickelt, wärmebehandelt und abgewickelt. Die resultierende
Spiralschnur wird an geeignete elektrische Verbindungsvorrichtungen angeklemmt, um eine auseinanderziehbare
Telefonschnur bzw. Spiralschnur zum Verbinden eines Telefon-
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hörers mit dem zugehörigen Tischgerät zu schaffen. Eine ungewickelte
Kabelschnur der gleichen Bauart stellt eine ausgezeichnete geradlinige Kabelschnur zur Verbindung des Tischgerätes mit einer Wanddose dar.
Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt;
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Telefonkabelschnur mit erfindungsgemäß hergestellten isolierten
Litzenleitern, wobei das eine Ende der Kabelschnur an einen modularen Stecker angeklemmt ist;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Anlage zur Herstellung
von erfindungsgemäßen isolierten Litzen-N leitern;
Fig. 3 eine grafische Darstellung des Verlaufe der
Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur für verschiedene, zur Isolation von Litzenleitern
verwendete Verbindungen;
Fig. 4 einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Teil der Anlage nach Fig. 2, wobei Teile eines Extruder-Kreuzkopfes
und von Kühleinrichtungen sichtbar sind;
Fig. 5 eine vergrößerte Detailanaicht eines Teils der
Extrüdermatrixe und des Kernrohrs innerhalb des Extruder-Kreuzkopfes nach Fig. 4, und
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Pig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Kühlung der auf Litzenleiter extrudierten
Isolation.
In Pig. 1 ist als spezielles Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
hergestellten Gegenstandes ein Stück einer Zieh- bzw. Spiralschnur dargestellt, die mit dem Bezugszeichen 10
versehen ist. Obwohl die nachstehende Beschreibung eine Spiralschnur
behandelt, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt, sondern kann ganz allgemein auf die Herstellung
eines Kabelschnurstrangs angewandt werden, der entweder zu
einer Spiralschnur oder zu einer geradlinigen Schnur weiterverarbeitet werden kann.
Die Spiralschnur 10 entspricht der Bauart, wie sie bei Fernsprechapparaten
verwendet wird und enthält eine Anzahl von isolierten Litzenleitern, die mit dem Bezugszeichen 11 versehen
sind. Jeder Litzenleiter 11 besitzt einen zentralen Kern 12 aus einer Vielzahl von Nylonfäden, um den mehrere
Litzenbänder 13» beispielsweise aus Phosphorbronze, spiralförmig gewickelt sind. Der Kern 12 und die darauf gewickelten
Bänder 13 bilden einen Litzenleiter 14.
Über den Litzenleiter 14 wird mittels Extrusion ein schlauchförmiger
Isoliermantel 18 (nachstehend als "Isolation" bezeichnet) aus einem geeigneten Kunststoffmaterial aufgezogen,
v/odurch der isolierte Litzenleiter 11 entsteht. Eine Anzahl dieser isolierten Litzenleiter 11 wird parallel zueinander
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ohne Drall in einer Reihe angeordnet und mit einem Außenmantel 21 umgeben, der beispielweise aus einer plastizierten
Polyvinylchlorid-Verbindung besteht. Anschließend v/erden zur Fertigstellung der Schnur 10 an ihren beiden Enden modulare
Stecker 25 befestigt.
Die Isolation 18 besteht aus thermoplastischem Material, und zwar aus einem Polyäther-Polyesterblock-Mischpolymerisat, das
auf kurzkettigen Estergruppen des 1,4-Butan-Diol-Terephthalats
und auf langkettigen Estergruppen der Terephthalatesier des
Polytetramethylen-Glykols (abgekürzt "PTMEG") basiert. Eine spezielle Verbindung für die Isolation 18 umfaßt etwa die folgenden
Gewichtsanteile: 15,7 $> PTIvIEG mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von etwa 1000; 32,4 i° 1,4-Butan-Diol
und 50,7 fo\ einer terephthalate st er-halt igen Verbindung, wie
beispielsweise Terepthalylsäure. Die Verbindung für die Isolation 18 wird durch Reaktion von zwei Glykolen hergestellt,
d.h., durch Reaktion des 1,4-Butan-Diols und des PTMEG mit
der terephthalatester-haltigen Verbindung, um hieraus einen Ester und Äther zu bilden, was zu einem Polyäther-Polyester-Mischpolymerisat
führt.
Die vorstehend erwähnte Verbindung enthält ferner etwa 1 fi
katalytischen Rest und wird vorzugsweise mit etwa 0,2 $ eines langkettigen, gebundenen Phenol-Antioxidationsmittels,
wie beispielsweise (N,N'-Hexamethylen-bis-(3,5-di-Terbutyl-4-Hydroxy-Hydrocinnamid))
stabilisiert. Dieser Stabilisator ist
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ein symmetrisches Diamid, bestehend aus 2 Mol 3,5-Ditertiär-Butyl,
4-Hydroxy-Hydrocinnamylsäure und 1 Mol 1,6-Hexamethylen-Diamin.
Das langkettige, gebundene Phenol-Antioxidationssystem
besitzt keine Wandungsneigung und ist bei Anwesenheit von ultraviolettem Licht nicht-entfärbend.
Eine für die Herstellung des Kabelschnurstrangs nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren geeignete Isolationsverbindung wird derzeit von der Fa. E.I. duPont de Nemours and Company, Inc.,
Wilmington, Delaware unter der Handelsbezeichnung
verkauft, welches ein HYTREL^7245-Material ist, das mit
einem Antioxidationsmittel stabilisiert ist, das beispielsweise von der Firma Ciba-Geigy Company, Ardsley, New York unter
der Handelsbezeichnung Irganox^-^ 1098 verkauft wird. Der
HYTRElM^ 7,246-Verbindung kann ein Farbstoffkonzentrat beigefügt
werden, beispielsweise ein Polyester-Elastomerisat, das von der Firma duPont unter der Bezeichnung HYTREL^-'4056 verkauft
wird, eine Durometer-Härte auf der D-Skala von 40 besitzt und mit einem Pearl-Afflair-Pigment der gleichen Firma
kombiniert ist. Bei der vierstelligen Zahlenfolge hinter den
Cr)
Handelsbezeichnungen ΗΥΤΕΕίΛ-·'bedeuten die ersten beiden Ziffern
die auf der D-Skala eines Durometers gemessene Materialhärte.
Die Extrusion der thermoplastischen Polyester-Polyäther-Verbindung
erfolgt bei Extrusionstemperaturen mit Hilfe einer
Schnecke, da sich die Isolationsverbindung durch rasche Ände-
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rungen der Schmelzviskosität und Schmelzfestigkeit bei geringen Polymerisat-Temperaturähderungen auszeichnet. Darüberhinaus
unterliegt das Material einem raschen Übergang zwischen der flüssigen und der festen Phase. Diese Eigenschaften können
im ungünstigsten Falle zu einer ungleichförmigen Wandstärke und zu Polymerisat-Strömungspulsationen führen. Diese
Schwierigkeiten können zumindest teilweise dadurch beseitigt werden, daß der Extrudercharge ein Polyester mit geringerem
Molekulargewicht, geringerer Härte und niedrigerem Schmelzpunkt in Form eines Farbstoffkonzentra-ts beigemischt wird.' Das
früher, d.h., bei 1680G schmelzende Polyester-HYTRELvS'-Material
führt zu einer Stabilisierung des Schmelzpunktes des Polymerisats in der Übergangszone des Extruders. Der Pigmentanteil
des Farbstoffkonzentrates minimisiert in unerwarteter
Weise die Änderungen der Schmelzviskosität des Polymerisats, woraus ein gleichförmigerer Extrusionsvorgang mit verbesserter
Größensteuerung der kritischen Abmessungen resultiert. Der weichere HYTRELv-^ -Polyester wurde bisher lediglich als
Pigment benutzt, so daß es völlig unerwartet war, daß ein Farbstoffkonzentrat ebenfalls als Verarbeitungshilfe dienen
kann.
Die Isolation 18 wird schlauchförmig über den Litzenleiter
14 so gezogen, daß ein luftgefüllter Raum zwischen dem Litzenleiter 14 und der Isolation 18 entsteht, welcher dem Litzenleiter
eine freie Bewegung innerhalb der Isolation 18 gestattet, woraus eine Verringerung der Litzenleiterermüdung resul-
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tiert. Bei einem durchschnittlichen Außendurchmesser des Litzenleiters von etwa 0,5 mm und den durch die Verwendung
von modularen Steckern 25 bedingten Größenbeschränkungen
besitzt die schlauchförmige Isolation 18 einen typischen Außendurchmesser in der Größenordnung von 0,94 mm. Da der
mit einem Luftraum von etwa 0,05 mm gekoppelte Außendurchmesser
eine kritische Größe darstellt, ist eine Wanddicke der schlauchförmigen Isolation 18 von etwa 0,18 mm erforderlich.
Diese Dünnwandkonstruktion macht es.erforderlich, daß das thermoplastische Polyäther-Polyester-Isolationsmaterial ausgezeichnete
mechanische Festigkeitseigenschaften, wie beispielsweise
Kerbwiderstand, Härte, Zug- und Druckfestigkeit, besitzt.
Die Isolation 18 kennzeichnet sich durch ein Kristallwachstum
innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs, wenn sie unter die Schmelzpunkttemperatur des Mischpolymerisats von
etwa 218° bis 220°C abgekühlt wird. Das Kristallwachstum ermöglicht
eine horizontale Schlauchextrusion über den unregelmäßigen Litzenleiter bei gleichzeitiger Ausbildung der erforderlichen
Festigkeit und Steifigkeit, um die konstruktiven Beschränkungen des isolierten Litzenleiters einzuhalten.
Die Isolation 18 besitzt eine Durometer-Härt'e von 72 auf der
D-Skala entsprechend der Norm D-2240 der American Society of Testing Materials (ASTM) und besitzt ferner eine Druckfestigkeit
von 2109 kg/cm entsprechend der Norm ASTM D-692. Im Vergleich hierzu zeigte die früher benutzte, plastizierte
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Nylon-Isolation eine Härte von etwa 50 auf der D-Skala. Diese Eigenschaften verleihen den einzelnen isolierten Litzenleitern
11 eine ausgezeichnete Druckfestigkeit. Die ferner vorhandene überlegene Kerbfestigkeit verhindert, daß der scharfe Litaenleiter
14 bei der Biegung der Schnur 10 durch die Isolation hindurchschneidet.
Die Isolation 18 besitzt einen Scherungsmodul von etwa 5273
kg/cm entsprechend der Norm ASTLI D-790. Infolge dieser Eigenschaften
kann der nicht-gewirkte isolierte Litzenleiter 11 ohne Hindernis bearbeitet und aufgewickelt v/erden.
Die hohe Zugfestigkeit der Isolation 18 von 422 kg/cm wird
entsprechend der Norm ASTM D-638 zusammen mit der Härte und Druckfestigkeit/^gewählt , um eine ausgezeichnete Steckerabziehfestigkeit
zu erzielen, welche der Kraft entspricht, die erforderlich ist, um nach erfolgter Anklemmung einen Stecker
vom Ende der Schnur 10 abzuziehen.
Das HYTREL^-' -Material wird in Firmenprospekten als Polyester-Elast
omerisatmaterial angegeben. Nach der ASTM-Terminologie,
2. Ausgabe 1973» wird ein Elastomerisat als natürliches oder
synthetisches Polymerisat definiert, das bei Zimmertemperatur wiederholt auf wenigstens das Zweifache seiner ursprünglichen
Länge gedehnt werden kann und das nach Wegfall der Zugbelastung sofort und rasch auf etwa seine ursprüngliche Länge zurückkehrt.
Da thermoplastisches Polyäther-Polyestermaterial eine minimale bleibende Verformung von etwa 88 $ besitzt, sollte
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dieses Material nicht als Elastomerisat, sondern als thermoplastisches
Material bezeichnet v/erden.
Die thermoplastische Polyäther-Polyester-Verbindung, die für die Herstellung von Litzenleitern nach der vorliegenden Erfindung
geeignet ist, ist in den US-Patentschriften 3 651 014 und 3 763 109 beschrieben. Eine ähnliche Verbindung mit geringerer
Härte ist ferner in der US-PS 3 766 146 beschrieben.
HYTRELW-Kunststoffe sind ferner in dem Firmenprospekt von
duPont mit dem Titel "HYTREL^-Polyester Elastomer"ITr. A-99608
ausführlich beschrieben. Wie aus diesem Firmenprospekt
(DJ
hervorgeht, liegen HYTREL^-^-Kunststoffe in einem Bereich zwischen
Gummi und zähen Kunststoffen mit einer auf den A- und D-Skalen gemessenen Härte von 92 A bis 63D. Die weicheren Vertreter
dieser Serie ähneln den Elastomerisaten stärker als den Kunststoffen, wohingegen das Gegenteil für die härteren
Vertreter dieser Serie zutrifft. In einem späteren Firmenprospekt von duPont, Nr. E-00862 werden die Eigenschaften von
einem noch härteren HYTRELv-^-Kunststoff mit einer Durometer-Härte
von 72 D beschrieben. Dieser HYTREL^-Kunststoff wird
unter der Handelsbezeichnung HYTRELW7245 verkauft,
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte, schematische Ansicht einer Anlage 30 zur Herstellung von Litzenleitern 14, die mit der
Isolation 18 ummantelt sind. Die Anlage 30 besitzt eine Vorratstrommel 31 für den Litzenleiter 14, einen Zwischenspeicher
32, einen Extruder 33 zum schlauchförmigen Aufziehen der Isolation 18 über den Litzenleiter 14, ein Kühlsystem 34,
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eine Auflaufhaspel 36 und eine Aufnahmetrommel 37.
Die Anlagenteile 31, 32, 34, 36 und 37 sind von üblicher Bauart und daher Stand der Technik. Die Aufnahmetrommel 37 ist
beispielsweise in der US-PS 3 270 977 beschrieben. Das Kühlsystem 34 ist so angebracht, daß es bezüglich des Extruders
33 verschoben werden kann.
Zum schlauchförmigen Aufbringen der Isolation 18 auf den Litzenleiter
14 wird die Isolation 18 auf den aus dem Extruder 33 herauskommenden Litzenleiter 14 übergezogen, da die Abzugsgeschwindigkeit
des Litzenleiters 14 höher ist als die Austrittsgeschwindigkeit des Extrudates aus dem Extruder 33·
Als Extrudat wird die aus dem Extruder 33 austretende Polymerisat
schmelze bezeichnet (vgl. z.B. "Engineering Principles of Plasticating Extrusion" von Z. Tadmor und I. Klein, Verlag
Van Nostrand Reinhold Co., 1970, Seite 4 und "Processing of Thermoplastic Materials", von E.C. Bernhardt, Verlag Van
Nostrand Reinhold Co., 1959, Seiten 53 und 253).
Bei früheren Schlauchaufbringungsvorgängen wurde bei einem vorgegebenen Außendurchmesser eine bestimmte Wandstärke erzielt.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Litzenleitern 11 mit einer zum Anschluß von modularen Steckern geeigneten Größe
eine übliche Schlauchaufbringung nicht ausreichend ist, um die Abmessungen der Isolation 18 zu steuern. Darüberhinaua
neigen HYTREL^ -Kunststoffe zu Konsistenzschwankungen und bedürfen
daher einer stärkeren Steuerung.
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Bei dem insoweit beschriebenen Schlauchaufbringungsvorgang treten ferner Schwierigkeiten insofern auf, als die Isolation
18 auf einen Litzenleiter 14 aufgezogen wird,
v/elcher unregelmäßig geformt ist. Der Litzenleiter 14 besitzt gelegentlich dünne Splitter aus Litzenmaterial, Metallgrate
oder Metallklümpchen, die von seinem Umfang nach außen vorspringen. Bisher v/urden diese Splitter oder Grate in die
darüber gezogene Isolation 18 intrudiert, was zu Ausstülpungen in der Außenfläche der isolierten Litzenleiter 11 führen
konnte. In solchen Fällen war es dann·erforderlich, den isolierten
Litzenleiter 11 abzuwickeln, um diese Ausstülpungen zu lokalisieren und zu beseitigen.
Es hat sich gezeigt, daß durch Steuerung des Aufziehens der Isolation 18 über den Litzenleiter 14 der Außendurchmesser
des isolierten Litzenleiters 11 sowie die Wandstärke der Isolation gesteuert und das Auftreten von Oberflächenunregelmäßigkeiten
des isolierten Litzenleiters auf ein Minimum verringert werden kann. Diese Steuerung wird dadurch erzielt,
daß das Extrudat zumindest für eine bestimmte Zeitdauer von dem Litzenleiter H entfernt gehalten wird. Dies ist möglich
aufgrund der verhältnismäßig hohen Schmelzviskosität und Schmelzfestigkeit von HYTEEL^ -Kunststoffen. Mit dem Ausdruck
"Schmelzfestigkeit" soll eine Eigenschaft von Kunststoffen
bezeichnet werden, welche dem Duktilitätsgrad von Metallen in analoger Weise entspricht.
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Die vorstehend erwähnte Abmessungs- und Festigkeitssteuerung
beruht auf der Tatsache, daß das zur Herstellung der Isolation 18 verwendete Polyäther-Polyester-Mischpolymerisat ein kristallines
Material ist, bei dein ein Kristallwachstum im Bereich zwischen etwa 6O0C bis 2160C auftritt, wobei das maximale Kristallwachstum
im Bereich zwischen etwa 82 und 93°C liegt. Um eine Verformung der Außenform des isolierten Litzenleiters 11
durch Unregelmäßigkeiten des Litzenleiters 14 zu vermeiden, wäre es am günstigsten, wenn man in dem Mischpolymerisat vor
der Einnahme seiner endgültigen Lage ,bezüglich des Litzenleiters 14 ein starkes Kristallwachstum und eine ausreichende
Schmelzfestigkeit herbeiführen würde. Dies kann dadurch erfol-
man
gen, daß/das Mischpolymerisat bei einer Temperatur knapp oberhalb
seines Schmelzpunktes, d.h., zwischen 218 C und 220 C, extrudiert und einen Abstand zwischen dem Extrudat und dem
Litzenleiter 14 während eines bestimmten Zeitintervalls einhält, das ausreichend groß ist, damit ein gewünschtes Kristallwachstum
erzielt wird und sich die gewünschte Schmelzfestigkeit entwickeln kann. Üblicherweise beträgt die Temperatur der
Schmelze an der Extrudermatrizenöffnung etwa 224 C, welche, obwohl nur wenige Grade mehr als die Temperatur der Schmelze
im Extruderzylinder, die Schmelzeviskosität erhöht, und zwar aufgrund der Steilheit der Viskositäts-Temperaturkurve der für
die Herstellung der Isolation 18 verwendeten Verbindung.
Zum besseren Verständnis der Bedeutung der Schmelzviskosität des Isolationsmaterials im Zusammenhang mit der Erfindung wird auf
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Firmenprospekte der Firma E. I. duPont Company über HYTREL·^=^
Polyester-Elastomerisate bezug genommen, beispielsv/eise auf
einen Firmenprospekt mit dem Titel "Rheology and Handling". Allgemein ist zu sagen, daß mit der Angabe der Schmelzviskosität
die Frage beantwortet wird, wie viskos ein Material bei einer bestimmten Temperatur is't. Ein niedervisköses Material
fließt ziemlich frei innerhalb des Extruders 33. Die Schmelzviskosität
von HYTREL v^ ändert sich in Abhängigkeit der Dauer und der Temperatur äußerst rasch. Wie beispielsweise in Fig.
dargestellt ist,sinkt die in Poise gemessene Viskosität für 7246 von etwa 7 x 10 Poise bei einer Temperatur von
ο 4
221 C auf etv/a 1 χ 10 Poise bei einer Temperatur von etwa
243 C. Im Vergleich hierzu besitzt plastiziertes Nylon eine Viskosität von etwa 7 χ 10 Poise bei etwa 216°C und fällt auf
etwa 3»75 x 10 Poise bei einer Temperatur von 249 C ab. Dagegen
ändert sich die Schmelzviskosität von Vinyl nicht derart drastisch in Abhängigkeit von der Temperatur. Nylon und
HYTREL® werden dtu
stärker als Nylon.
stärker als Nylon.
HYTRELvfVwerden dünnflüssig, und zwar HYTRELVfVwesentlich
Eine weitere wichtige Maßnahme besteht darin, mit einer gleichförmigen
Schmelze zu arbeiten, da HYTRELw ein kristallines Material mit einer um das eineinhalbfache größeren Kristallisationsgeschwindigkeit
als Nylon ist. Wenn die Schmelze gleichförmig ist, wird auch die Kristallisationsgeschwindigkeit
gleichförmiger.
Da die Temperatur der Isolationsverbindung in der Nähe der
-28-709846/0817
Matrizenöffnung abgesenkt wird, um die Schmelzfestigkeit des Extrudates so groß wie möglich machen, könnte man annehmen,
daß die Strömungsbahn in dem Extruder-Kreuzkopf so weitgehend wie möglich stromlinienförmig sein sollte. Bei einer nicht
stromlinienförmigen Strömungsbahn innerhalb des Extruders 33 könnte man daher schließen, daß das thermoplastische Material
längere Zeit innerhalb des Extruder-Kreuzkopfes verbleibt und daher möglicherweise einen Energieverlust erleidet (vgl. das
vorstehend bereits erwähnte Buch "Processing of Thermoplastic Materials1,' Seite 254; Aufsatz "High Dönsity Polyethylene Wire
Extrusion" von C. Lowe und W.H. Joyce in "Wire and Wire Products",
Juli 1960, Seiten 862 bis 865, und Aufsatz "The Design of Dies for High-Speed V/ire Coating" von L.R. Hammond in "V/ire and
Y/ire Products", Juni 1960, Seiten 725 bis 728 und 783 bis 785). Wenn ein Energieverlust auftritt, könnte man des weiteren annehmen,
daß das thermoplastische Material die Schmelzfestigkeit verliert, welche zur Durchführung des nächsten Verfahrensschrittes benötigt wird, bei dem die Isolation 18 unter einem
wesentlichen Abstand von dem Litzenleiter 14 gehalten wird und dabei auskristallisiert. Aus der Verringerung der Schmelzfestigkeit
könnte man letzlich folgern, daß in der Isolation 18 unerwünschte Lufteinschlüsse auftreten. Derartige Polgerungen
treffen indessen nicht zu, wie nachstehend noch erläutert werden soll.
Wie aus den Pign. 2 und 4 hervorgeht, besitzt der Extruder 33
einen Zylinder 39 und eine Materialschnecke der in der US-PS
-29-709846/0817
3 579 608 veranschaulichten Art. Die Materialschnecke wird
in Umdrehung versetzt, um Isoliermaterial durch den Extruderkreuzkopf 41 zu treiben. Der Kreuzkopf 41 umfaßt einen Ständer
42, der mit einer Öffnung versehen ist, welche eine Portsetzung der Bohrung des Zylinders 39 darstellt und mit einer
zylindrischen Bohrung 44 des Ständers 42 quer zu dem Zylinder 39 in Verbindung steht.
Auf dem Ständer 42 ist mittels einer hinteren Kopfmutter 53 und einer Stellmutter 54 ein zylindris-cher Werkzeughalter 50
lösbar befestigt, welcher eine Zentralbohrung 51 besitzt, die
koaxial zu der Bohrung 44 verläuft. Der Werkzeughalter 50 haltert
eine mit der Werkzeugbohrung 51 fluchtende Matrize 59 sowie ein koaxial zu der Matrize 59 angebrachtes Kernrohr 61.
Der Werkzeughalter 50 ist so ausgebildet, daß er das Isolationsmaterial aus einer nach unten bezüglich Pig. 2 gerichteten
Strömung in eine das Kernrohr 61 umfließende und durch die Matrize 59 hindurchtretende Strömung umlenkt, wodurch sich der
Mantel 18 konzentrisch um den vorv/ärtsbewegten Litzenleiter
14 ausbildet.
In den Pign. 4 und 5 ist das Kernrohr 61 im einzelnen dargestellt.
Das Kernrohr 61 besitzt eine abgestufte zylindrische Form mit einem verbreiterten Basisabschnitt 66, einem zweiten
Abschnitt 67, der bei verringertem Durchmesser mit seinen Außenwänden parallel zu der Längsachse des Kernrohrs 61 verläuft,
einen dritten, zylindrischen Abschnitt 68, der sich in
-30-709846/0817
einen konischen Abschnitt 69 fortsetzt, welcher schließlich in einem zylindrischen Abschnitt 71 ausläuft. Das Kernrohr 61
wird in dem Hohlraum 51 des Kreuzkopfes 41 so gehaltert, daß
sich der zylindrische Abschnitt 71 zumindest bis zu der Stirnfläche 75 des Kreuzkopfes erstreckt, wo sich die Mündungsöffnung der Matrize 59 befindet. Der Extruder 33 ist so konstruiert,
daß sich die Isolation 18 schlauchförmig über den aus dem Extruder austretenden Litzenleiter 14 legt, und zwar
so, daß ein Luftraum zwischen der Isolation 18 und dem Litzenleiter 14 vorhanden ist.
Wie am besten aus Pig. 5 ersichtlich ist, ist das Kernrohr 61 mit einer konischen Bohrung versehen, die durch die Abschnitte
66 bis 68 verläuft. Die Bohrung 72 setzt sich in eine zylindrische
Bohrung 73 fort, die zur Umgebung hin offen ist.
D,ie Matrize 59 ist mit einem Hohlraum 76 versehen, deren seitliche
oder tragende Wand 77 eine kegelstumpfförmige Gestart besitzt und unter einem bestimmten Winkel gegen einen Hals
bzw. eine Einlaufstelle 78 in der Nähe einer Öffnung 79 konvergiert.
Der Winkel, welcher von der zu der Einlaufstelle 78 neben der Matrizenöffnung 79 konvergierenden, konischen Seitenwand
77 des Matrizenhohlraums 76 eingeschlossen wird, wird üblicherweise als Einlaufwinkel oder Angriffswinkel bezeichnet.
Der Einlaufwinkel, der zwischen einer Erzeugenden der
kegelstumpfförmigen Wand 77 und der Längsachse des Kernrohrs 61 vorhanden ist, liegt üblicherweise in der Größenordnung von
-31-709846/0817
15° bis 30°. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt,
daß man einen Einlaufwinkel in der Größenordnung zwischen 60c
und 90 , vorzugsweise 63°, benötigt, um eine aus HYTRELw
bestehende Isolation 18 um den Litzenleiter 14 mit Erfolg zu extrudieren.
Das Kunststoffmaterial fließt zwischen einer Wand 80 des Hohlraums
76 und dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 69 des Kernrohrs 61, wobei die gegenseitig beabstandeten Teile 80 und
69 voneinander divergieren (vgl. Fig. 5). Das Kunststoffmaterial
fließt mit hoher Geschwindigkeit auf die Stirnfläche des Kernrohrs 61 zu. Kurz vor Erreichen der Mündungswände 77 des
Matrizenhohlraums 76 vergrößert sich die Querschnittsfläche des Strömungskanals gegenüber der zwischen den divergierenden
Teilen der Matrize 59 und des Kernrohrs 61 vorhandenen Querschnittsfläche. Da das Material das Kernrohr 61 allseitig
umströmt, hebt sich der Materialdruck gegen das Kernrohr 61 auf. Der Litzenleiter 14 wird aus dem Kernrohr 61 im wesentlichen
längs der Achse des zylindrischen Austrittskanals 79 der Matrize 59 herausgeführt.
Die Ausformung des Matrizenhohlraums 76 mit einem ungewöhnlich großen Einlaufwinkel der Mündungswände 77 bewirkt eine
zufriedenstellende Extrusion der Isolation ungeachtet der Erzeugung eines größeren sogen. "Tot raums" 81. Man könnte
nämlich aus Pig. 5 schließen, daß der Tot raum 81 zu einer verlängerten Verweildauer des Extrudates innerhalb der Matrize
führt. Dieser Vermutung soll nachstehend nachgegangen werden.
709846/0817 ~32~
Aufgrund der "beschriebenen Abänderung eines üblicherweise verwendeten Extruder-Kopfes mit einem zu der Einlaufstelle
78 konvergierenden, stromlinienförmigen Durchgang könnte man annehmen, daß der am vorderen Ende der Matrize 59 auf rad-ial
gegenüberliegenden Seiten des Kernrohrs 61 erzeugte Totraum
(ει)
81 zu einer turbulenten Strömung in dem HYTRELv_y -Material
führt oder als Reservoir dient, das das Aushungern der Extrudatströmung
verhindert. Ganz generell müßte man annehmen, daß somit eine stromlinienförmige Strömung erwünscht ist, um
ein vollkommen konzentrisches Material um den abgezogenen Litzenleiter 14 zu extrudieren. Überraschenderweise hat sich
jedoch herausgestellt, daß die Verwendung von stromlinienförmigen Durchgängen zwischen den stromlinienförmigen Strömungspassagen
des Kernrohrs 61 und der Wände des Matrizenhohlraums 76 kein geeignetes Ausgangsprodukt liefert,. Vielmehr hat
sich gezeigt, daß der Matrizenhohlraum 76 in der vorstehend erläuterten und in den Zeichnungen dargestellten Weise mit
einer von der Einlaufsteile 78 bis zu den Innenwänden des Matrizenhohlraums
divergierenden Wand 77 versehen werden muß, deren Einlaufv/inkel im Bereich zwischen 120° und 180° liegt,
um einen völlig konzentrischen Isolationsmantel 18 um den
Litzenleiter 14 zu extrudieren.
Da während des Extrusionsvorganges, wie dargelegt, die Schmelzviskosität
abnimmt, wäre es günstig, das Molekulargewicht des Extrudates konstant zu halten. Da jedoch das Molekulargewicht
zum Abnehmen neigt, ist es wichtig, daö thermoplastische Mate-
-33-709846/0817
rial so schnell wie möglich durch die Matrizenöffnung zu extrudieren, um die Schmelzfestigkeit des Extrudafces beizubehalten.
Diese Peststellung bestärkt die vorstehende Annahme,
daß es günstig sei, die Verweildauer des Extrudates innerhalb der Extrudermatrize so gering wie möglich zu halten. Wenn
daher entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre die Matrize 59 mit einem großen Einlaufwinkel versehen wird, könnte man meinen,
daß die Isolationsverbindung einen Energieverlust innerhalb des Extruder-Kreuzkopfes 41 erleidet.
Eine Erklärung für den unerwarteten technischen Erfolg der vorstehend beschriebenen Matrizenkonstruktion beruht auf der
Affinität von HYTRELv->
gegenüber Metall, die im Vergleich zu anderen Werkst offen, v/ie beispielsweise Nylon, völlig unterschiedlich
ist. Das HYTRELW-Material kann die Wände 77 und 80 des Matrizenhohlraums 76 mit einer laminaren Schicht auskleiden,
wodurch ein Schmiermittel für das zwischen der laminaren Schicht und der Außenfläche des Kernrohrs 61 bewegte
dl)
^ -Material vorhanden ist.
Wenn der Einlaufwinkel wesentlich geringer ist, d.h. in der
üblichen Größenordnung von 60° liegt, hemmt der Aufbau einer laminaren Schicht auf den Wänden des Matrizenhohlraums unzweckmäßigerweise
die Strömungsbahn und führt zu Pulsationen innerhalb des Extrudates um den Litzenleiter 14. Durch Ver~
wendung eines größeren EinlaufwinkeIs besteht nach dem Aufbau
einer laminaren Schicht genügend Platz für die Strömungsbahn,
-34-709846/0817
um vorteilhafterweise zu einer gleichförmigen Schmelzeströmung
zu gelangen, und zwar infolge der Strömung des Mischpolymerisatmaterials längs einer Strömungsbahn, die zumindest an ihrer
einen Seite mit einer Schicht des Liischpolymerisatmaterials verbunden ist.
Der Aufbau einer laminaren Schicht aus Mischpolymerisat längs der Wände 77 und 80 der Extrudermatrize 59 führt noch zu einem
v/eiteren Vorteil. Die laminare Schicht kann nämlich vorteilhafterweise als Wärmeschild wirken, um das Mischpolymerisat
in der Strömungsbahn zwischen der Matrize und den Kernrohr gegen die von dem Kreuzkopf kommende Wärme zu isolieren, was
die Extrusion des Mischpolymerisats bei einer Temperatur nur knapp oberhalb des Mischpolymerisat-Schmelzpunktes erleichtert.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die anfängliche Abstandsvergrößerung
der HYTREL^-'-Isolation gegenüber dem Litzenleiter
14 durch Verwendung eines Kernrohrs 61 erzielt wird, das an seinem stromaufwärts gelegenen Ende einen spitz zulaufenden
Hohlraum 72 besitzt. Der spitz zulaufende Hohlraum 72 bildet eine Art Düse für ein gasförmiges Medium,wie beispielsweise
Druckluft von 1,4 kg/cm , die mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von etv/a 0,17 bis 0,22 m pro Stunde durch einen Strömungsgeschwindigkeitsmesser 85 und ein Rohr 86 in eine Öffnung
eingeleitet werden kann. Die Öffnung 87 steht in Verbindung
mit einem Durchgang 88 durch ein Teil 89, das konzentrisch zu
der Längsachse des Kreuzkopfes 41 angebracht ist. Die unter
-35-709846/0817
Druck gegen das Austrittsende des Extruder-Kreuzkopfes 4-1
getriebene Luft tritt in den zylindrischen Abschnitt des Kernrohrs 61 zwischen dem Litzenleiter 14 und den Wänden des Kernrohrs
ein und tritt am Ende des Kernrohrs 61 aus, das in die Matrizenöffnung 79 vorspringt.
Die Konstruktion des Kernrohrs 61 in Verbindung mit der Verwendung
von Druckluft führt dazu, daß sich die HYTRELv3 -Isolation
ballonartig nach außen von den Litzenleiter 14 expandiert, wie aus den Pign. 4 und 5 hervorgeht. Nachdem dann der
Litzenleiter 14 um eine bestimmte Wegstrecke mit einer bestimmten Abzugsgeschwindigkeit weitergelaufen ist, die ausreichend
groß für die Bildung eines Kristallwachstums der HYTREL^-Isolation ist, wird die Isolation 18 auf den Litzenleiter
14 aufgezogen.
Kristalline Polymerisate wie beispielsweise HYTREL^-Hischpolymerisat
zeigen eine hohe Festigkeit, Flexibilität und Wachstumsgeschv/indigkeit, wenn sie einer Behandlung unterzogen
werden, bei der die Polymerisatmoleküle parallel zueinander und parallel zu der Außen- oder Innenfläche der Isolation
18 orientiert werden.
Das Einbringen von Luft in das Kernrohr 61, um den Isolationsmantel 18 um ein kurzes Stück stromabwärts der Matrizenöffnung
79 zu expandieren, beansprucht die Isolation und bewirkt die gewünschte Molekülorientierung. Die Verwendung von Luft
zur Expansion und Molekül—orientierung des Mischpolymerisats
709846/0817 ~36~
wird ermöglicht durch die Extrusion des Mischpolymerisats bei einer Temperatur knapp oberhalb, jedoch so nahe wie möglich
an dem Schmelzpunkt des Mischpolymerisat-Extrudates, d.h.,
etwa zwischen 2180C und 22O0C. Wenn das Mischpolymerisat-Extrudat
bei einer Temperatur extrudiert wird, die wesentlich höher ist als der Schmelzpunkt des Mischpolymerisates, tritt kein
Kristallwachstum auf, so daß jeder Versuch zum Expandieren des
Extrudates zu einem Riß der Isolation 18 führt.
Das Einbringen von Luft in das Kernrohr 61 zur Expansion des Extrudates von dem Litzenleiter 14 hinweg nach außen kühlt
vorteilhafterweise das Extrudat unter die an der Matrizenöffnung
79 vorhandene Schmelztemperatur. Diese Kühlung bewirkt ein Absinken der Temperatur des Polymerisats auf den vorstehend
erwähnten Temperaturbereich, wo ein Kristallwachstum auftritt.
Das kristalline Isolationsmaterial besitzt eine geeignete Festigkeit,
um die vom Litzenleiter 14 wegstehenden Litzensplitter zu überwinden und sie in die Fläche des Litzenleiters zurückzupressen.
Da die Isolation 18 ihre endgültige Lage bezüglich des Litzenleiters 14 niit einem dazwischenliegenden Luftraum
von beispielsweise 0,05 mm einnimmt, besitzt die Isolation 18 ferner eine ausreichende Schmelzfestigkeit, um sich auch über
größere Iüetallgrate oder Lletallstückchen auf der Oberfläche
des Litzenleiters 14 ohne Riß darüberzulegen. Vorteilhafterweise
führen diese Eigenschaften zu einem gleichförmigen, zuverlässig geformten isolierten Litzenleiter 11, der den "bei
-37-
7098A6/0817
bekannten Litzenleitern erforderlichen Rückwicklungsvorgang entbehrlich macht.
Im Verlaufe des weiteren Herstellungsvorganges wird der isolierte Litzenleiter 11 längs einer Bahn durch die Behandlungseinrichtung 34 (Fig. 6) gezogen, wo die Isolation mit einer
Flüssigkeit, beispielsweise Y/asser, behandelt wird, um die Isolation in bestimmter Weise abzukühlen. Die Behandlungsbzw. Kühleinrichtung 34 enthält üblicherweise einen Trog 90,
um die den Litzenleiter 14 bedeckende 'Isolation 18 zu behandeln und zu tempern.
In Fig. 6 ist die Behändlungseinrichtung 34 im einzelnen dargestellt.
Wie hieraus ersichtlich ist, besitzt die Behandlungseinrichtung 34 eine Kaltwasserstation 91 und eine Heißwasser-Temperungsstation
92.
Die Kaltwasserstation 91 besitzt Einrichtungen zum Beaufschlagen
der Isolation 18 mit Kühlwasser, dessen Temperatur in der Größenordnung von 100C bis 15°C liegt. Und zwar besitzt die
Station 91 einen ersten V-förmigen Trog 93, der für eine Längsbewegung auf einem Bock 94 befestigt ist und sich in einem Abstand
oberhalb des Trogs 90 befindet. Der Trog 93 wird von einer Leitung 9 5 gespeist und besitzt drei beabstandete Öffnungen
96, um drei Kühlwasserstrahleη gegen den isolierten Litzenleiter
11 auszubringen, wobei der weiteste stromaufwärts gelegene Kühlwasserstrahl der Austrittsmündung des Extruders benachbart
ist.
709846/0817
Das stromaufwärts gelegene Ende des Wassertrogs 93 besitzt einen bestimmten Abstand "d" zu dem stromabwärts gelegenen
Ende der Mutter 54 des Extruder-Kreuzkopfes. Durch Änderung des Abstandes "d" wird der Außendurchmesser des isolierten
Litzenleiters 11 und die Länge des Aufziehkegels der Isolation 18 geändert, was die Kristallisationsgeschwindigkeit des Mischpolymerisates
beeinflußt.
Ein zweiter V-förmiger Trog 101 befindet sich in einem Abstand unterhalb des ersten Trogs 93 und in einem ausreichenden Abstand
stromabwärts von diesem, damit die aus dem ersten Trog 93 austretenden '.Tasserstrahlen den isolierten Litzenleiter
ungehindert beaufschlagen können. Der zweite Trog 101 wird von
einer Rohrleitung 102 gespeist, um eine Y/asserströmung mit
einer Temperatur von etwa 16 C entgegen der Bewegungsrichtung des isolierten Litzenleiters 11 zu erzeugen, welcher durch
diese Wasserströmung hindurchgezogen wird.
Anschließend wird der isolierte Litzenleiter 11 durch die Station 92 gezogen, wo er in V/asser mit einer Temperatur in
der Größenordnung von 66 G eingetaucht und mit diesem behandelt wird. Die Station 92 umfaßt eine Rohrleitung 103, die
in einem Abstand oberhalb des als Auffangwanne dienenden Trogs 90 angebracht ist, sowie einen an eine nicht-dargestellte
Speisequelle angeschlossenen Einlaß 104.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorge sehene Vorrichtung optimiert das Kristallwachstum und gev/ähr-
-39-709846/0817
leistet, daß ein erheblicher Prozentsatz des gesamten Kristallwachsturas
vor dem Aufhaspeln des Litzenleiters auftritt, wodurch vermieden wird, daß das Material eine dauernde Verformung
entsprechend der Form der Aufnähmetrommel 39 erhält.
Im darauffolgenden Verfahrensschritt wird ein als Außenmantel
bezeichneter Kunststoff-Isolationsmantel 21 aus plastiziertem Polyvinylchlorid auf mehrere, nebeneinander angeordnete, isolierte
Litzenleiter 11 aufextrudiert, um so einen ummantelten Kab el s chnur st rang 23 zu bilden. Diese* Extrusion kann beispielsweise
entsprechend der Lehre der US-PS 3 941 908 erfolgen. Aus dem ummantelten Kabelschnurstrang 23 können gerade Kabelschnüre
verschiedener Länge hergestellt werden, in-dem der endlose Kabelschnurstrang 23 auf die gewünschte Länge zugeschnitten
und an seinen Enden mit modularen Steckern 25 (Pig· 1)
entsprechend der Lehre der US-PSn 3 699 498, 3 761 869.und 3 860 316 verbunden wird, wodurch die geradelinige Kabelschnur
10 fertig ist.
Der ummantelte Kabelschnurstrang 23 kann ferner in Spiralschnüre 10 entsprechend der Lehre der US-PSn 2 920 351 und
3 024 497 oder entsprechend der US-Patentanmeldung Serial No.
641 003 vom 15. Dezember 1975 verarbeitet und. an seinen Enden
mit modularen Steckern 25 gemäß der US-PS 3 895 434 verbunden werden.
Die Eigenschaften, die dem Kabelschnurstrang 23 durch die Verwendung einer Isolation aus Polyester-Polyäther-Mischpoly-
-40-709846/0817
merisat verliehen werden, sind völlig unerwartet. Der Schmelzpunkt
des früher verwendeten plastizierten Nylons von etwa 185 C liegt höher als die Fließtemperatur des PVC-Außenmantelmaterials
von etwa H1°C. Demgegenüber liegt der-Schmelzpunkt
von HYTRELvB/-Kunststoffmaterial von etwa 2180C deutlich
oberhalb des Schmelzpunktes von Nylon. Man hatte zunächst erwartet, daß bei Verwendung der Polyäther-Polyester-Verbindung
eine Warmformtemperatur weit oberhalb der Warmformtemperatur für Nylon erforderlich sein würde, um die Spiralwindungen des
um einen nicht dargestellten Dorn gewickelten Kabelstrangs 23 bleibend zu formen bzw. eine auseinanderzxehbare Schnur 10
mit befriedigenden Federeigenschaften zu schaffen. Durch eine höhere Warmformtemperatur als bei Nylon befürchtete man ein
unerwünschtes Anschmelzen der Isolation 18 an den PVC-Außenmantel 21 und/oder ein Verschmelzen benachbarter Windungen
der Spiralschnur 10. Andererseits glaubte man, daß ohne Erwärmung des Isoliermaterials auf eine Temperatur oberhalb
der Y/armverformungstemperatur des bisher benützten, bei niedri
gerer Temperatur schmelzenden Nylons eine Warmverformung sich nicht würde erzielen lassen, mit der Folge, daß man nach Entfernen
des Kabelschnürstrange von dem nicht dargestellten
Dorn eine Spiralschnur mit schlechten Federeigenschaften erhalten würde.
Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß bei einem aufgewickelten Kabelschnurstrang mit einer Litzenleiter-
^„„_ „M -Kunststoffmaterial mit einer Durometer-
709846/0817
Härte von 72 eine Erwärmung auf eine. Temperatur von etwa 127 C, d.h., auf eine Temperatur wesentlich unterhalb des
Schmelzpunktes der Litzenleiterisolation, zu einem Kabelschnurstrang
mit ausgezeichneten Auszieh-Zusammenzieheigenschaften
führt.
Bei Anklemmen der modularen Stecker ist erforderlich, einen Teil des Außenmantels zu entfernen, um die einzelnen Litzenleiter
freizulegen. Die Isolation 18 besitzt vorteilhafterweise verhältnismäßig hohe Schmelz- und Erweichungstemperaturen
von 218°C bzw. 2O3°C, v/as ein Ankleben des mit einer niedrigeren Fließtemperatur von etwa 149°G ausgestatteten PVC-Außenmantel
21 an den einzelnen isolierten Litzenleitern 11 und damit Anschlußprobleme verhindert.
Definitionsgemäß bildet sich ein Elastomerisat nach Aufhebung einer Zugbelastung praktisch vollständig zurück, während dies
bei Kunststoffen nicht der Fall ist. Man könnte daher erwarten, daß die erfindungsgemäß hergestellte Schnur 10 nicht
die gleichen Auszieh-Zusammenzieheigenschaften wie eine Kabelschnur
mit einer aus einem wirklichen Elastomerisat bestehenden Isolation aufweist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine
erfindungsgemäß hergestellte Kabelschnur 10 mit Litzenleitern 11, die mit der Isolation 18 ummantelt sind, ausgezeichnete
Auszieh-Zusammenzieheigenschaften besitzt.
Daß dieses Ergebnis überraschend ist, ergibt sich aus dem
bereits vorstehend erwähnten Firmenprospekt der Firma E.I.
-42-709846/0817
duPont über HYTREL^ HYT-501 mit der Nr. A-99590, der auf
der hinteren Rückseite und insbesondere in Fig. 1 ein Zug-Dehnungsdiagramm
gemäß ASTM-D412 zeigt. Danach besitzen weniger harte HYTREL^-^-Kunststoffe die klassischen S-förmigen
Zug-Dehnungskurven eines Elastomerisates, während die härte-
-Kunststoffe ausgeprägte Bruchstellen besitzen, und zwar Kunststoffe mit einer Durometerhärte von 63 D bei
50 fo Belastung und Kunststoffe mit einer Durometer-Härte von
72 D bei 25 7» Belastung. Daraus konnte man schließen, daß
bei einer Belastung eines dieser Kunststoffe über die genannten Bruchlasten eine irreversible Dauerverformung eintreten
würde. Lian hat geglaubt, daß die Verwendung eines thermoplastischen
Polyestermaterials mit einem wesentlich größeren Schermodul als plastiziertes Nylon, d.h., von 5273 kg/cm
gegenüber 3515 kg/cm ,zu einer Kabelschnur führt, zu deren
Dehnung außerordentlich hohe Kräfte erforderlich wären. Diese Annahme schien noch durch die Beobachtung bestärkt zu werden,
daß Kabelschnüre, deren Litzenleiterisolation aus Polymerisaten mit niedrigem Scherungskoeffizienten, beispielsweise
ο
von 2109 kg/cm bis 3515 kg,
von 2109 kg/cm bis 3515 kg,
zieheigenschaften besitzen.
2 2
von 2109 kg/cm bis 3515 kg/cm bestehen, ausgezeichnete Aus-
Entgegen diesen Erwartungen besitzt die erfindungsgemäß hergestellte
Kabelschnur 10 gegenüber herkömmlichen Kabelschnüren mit plastizierter PVG-Litzenleiterisolation eine wesentlich
bessere Drehelastizität und eine wesentlich höhere Stoßfestigkeit bei niedriger Temperatur.
709848/0817
Weitere Vorteile ergeben sich daraus, daß die Isolation 18 nicht-plastiziert ist. Während des WarmverformungsVorganges
kam es nicht selten vor, daß die Weichmacher der plastizierten PVC- oder Nylon-Isolation in den PVC-Außenmantel 21 eindrangen.
Dies führte zu einer unerwünschten Erweichung des Außenmantels 21, verbunden mit einem Verschmelzen des Außenmantels
21 und der Litzenleiter 11, was die Möglichkeit einer Entfernung des PVC-Außenmantels zur Freilegung der einzelnen
Litzenleiter bei AbisolationsvorgängenverscTilechteriePer weichere
Außenmantel 21 führt ferner in unerwünschter Weise dazu, daß benachbarte Windungen der spiralförmig aufgewickelten
Schnur miteinander verkleben. Eine derartige Weichmacherwanderung
trägt ferner zur Verformung unter Belastung bei, wodurch die Zugentlastungssysteme der Stecker 25 nachteilig beeinflußt
werden.
Die Verwendung einer nicht-plastizierten Isolation gestattet
darüberhinaus die Anwendung höherer Temperungstemperaturen,was zu einer besseren Spannungsentlastung von spiralförmig aufgewickelten
Telefonschnüren führt und eine bessere Kriechfestigkeit begünstigt. Die bessere Kriechfestigkeit wird trotz des
größeren spezifischen Gewichtes der Isolation 18 gegenüber einer Nylon-Isolation, d.h., 1,25 gegenüber 1,05, erzielt.
Die Verwendung von erfindungsgemäß hergestellten isolierten
Litzenleitern 11 ist des weiteren auch vorteilhaft für den Anschluß der Kabelschnüre 11 an die modularen Stecker 25.
Und zwar wirkt die Isolation 18 mit den Steckern 25 dahin-
709846/0817
gehend zusammen, daß das Zugentlastungssystem dieser Stecker voll funktionsfähig ist.
Im folgenden sollen einige Beispiele angegeben werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform/zur HersxeXLung eines
isolierten Litzenleiters 11 mit einem Außendurchmesser von etwa 0,94 mm, einer Isolationswandstärke von etwa 0,14 mm
und einem Luft-Zwischenraum zwischen der Isolation und dem
Litzenleiter von 0,05 mm wurde ein Litzenleiter 14 mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 762 m/min durch den Extruder 33 gezogen,
dessen L/D-Verhältnis 24:1 betrug. Die Gangtiefen der Extruderschnecke betrugen in der Speisezone etwa 10,8 mm und
in der Homogenisierzpne etwa 3»81 mm und verliefen in der
schräg ansteigenden Übergangszone von 10,8 mm am Anfang bis 3,81 mm am Ende. Im Extruderzylinder betrug die Temperatur in
der Speisezone etwa 204 C, in der Übergangszone etwa 221 C,
in der Homogenisierzone etwa 227 C und am Extruderkopf etwa 235°C. Die Temperatur des Extrudates an der Matrizenöffnung
78 betrug etwa 2220C. Der Luftdurchsatz in dem Kernrohr 61
betrug 0,226 m /Std. Die Stromaufnahme des Extruders betrug
15 Amp, während die Schneckendrehzahl des Extruders bei etwa 32 UpM lag. Die Matrize hatte eine öffnung von 3,58 mm bei
einem Einlaufwinkel von 126 , während das Kernrohr 61 einen Außendurchmesser von 2,28 mm hatte. Die Extrudatverbindung
enthielt etwa 1,36 kg Farbstoffkonzentrat pro 45 kg HYTHEL' 7246-Polyester-Elastomerisat. Das Polyester besaß eine Viel-
709846^0817 ~45~
zahl periodischer Esterverbindungen, wie "beispielsweise Ester der Dicarboxylsäuren und Diole , die zu Keltenmolekülen
verbunden v/aren. Zumindest 70 $ der Ester in den Polyestern
waren Derivate der Terephthalylsäure, während die
restlichen Ester im wesentlichen Ester der Isophthalylsäure
oder der Phthalylsäure waren. Die Diole, aus denen die Polyesterkette abgeleitet war, bestanden aus (1.) Poly(Alkalioxid)-Glykol
mit einem Molekulargewicht zwischen 400 und 4000 und einem Kohlenstoff-Sauerstoffverhältnis im Bereich von 2,0 bis
4^ und (2.) Poly(Alkalioxid)-Glykol mit" einem Llolekulargewicht
von weniger als 250, das zumindest 70 0Ja 1,4-Butan-Diol-Anteile
besaß. Der Anteil des Polymerisates, der das Poly(Alkalioxid)-Glykol
mit einem Llolekulargewicht von weniger als 250 umfaßte, lag bei zumindest 66 Gew.^ des Mischpolyesters. Die Summe der
prozentualen Anteile der in dem Polyester vorhandenen, nicht terephthalylsauren Diazide und die Anzahl der kurzkettigen,
nicht aus 1,4-Butan-Diol bestehenden Diolgruppen lag unter
30 Io.
Der zusammengesetzte thermoplastische Mischpolyester ist
gattungsmäßig in den US-PSn 3 651 014 und 3 763 109 beschrieben und kann beispielsweise von der Pa. E. I. duPont de
Nemours Company unter der Bezeichnung HYTRBL^--' 7246 Polyester-Elastomer
gekauft werden.
Das Kühlsystem 34 wurde bei dem vorliegenden Beispiel so angeordnet,
so daß der am weitesten stromaufwärts gelegene KaItwasserstrahl
96 mit einer Temperatur von etwa 16 C in einem
-46-709846/0817
Abstand von 31,7 mm von der Stirnfläche 75 der Matrize 59 angebracht wurde, wobei zwischen den drei Wasserstrahlöffnungen
ein Abstand von 25,4 mm vorhanden war. Der zweite Trog 101 mit Wasser von 16 C wurde in einem Abstand von 11,43 cm von
dem am weitestens stromabwärts gelegenen Wasserstrahl 96 angebracht.
Der Eintritt der Rohrleitung 103 wurde in einem Abstand von 1,37 m von der Matrizenöffnung 79 angeordnet, wobei
das in der Rohrleitung 103 fließende Wasser eine Temperatur von etwa 680C besaß. Die nach diesem Beispiel hergestellten
isolierten Litzenleiter 11 zeigten eine "Fehlerhäufigkeit" von 13,716 lan, v/onit zum Ausdruck gebracht werden soll, daß
unzulässige Ausstülpungen des Leiterprofils infolge von vorhandenen Litzenoplittern oder Metallgraten etwa alle 13,716 km
auftraten.
Dieses Beispiel wurde unter den gleichen Bedingungen wie das Beispiel I durchgeführt, außer daß die Extrudercharge aus etwa
(a) 97 i° eines ersten zusammengesetzten, thermoplastischen
LIischpolyesters bestand, der eine Vielzahl periodischer
Esterverbindungen aufwies, wie beispielsweise Ester der Carboxylsäuren und Diole, welche in kettenförmigen Molekülen
miteinander verbunden sind. Zumindest 70 % der Ester in den Polyestern waren Derivate der Terephthalylsäure, während
die restlichen Ester im wesentlichen Isophthalyl- oder Phthalylsäureester
waren. Die Diole, aus denen die Polyesterkette -abgeleitet wurde, bestanden aus (1.) einem Poly(Alkalioxid)-Glykol
mit einem Molekulargewicht zwischen 400 und 4000 und
709846/0817 -47-
einem Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis im Bereich zwischen
2,0 und 4,3, und (2.) einem Poly(Alkalioxid)-Glykol mit einem
Molekulargewicht von Aveniger als 250, das zumindest 70 Jf
1,4-Butan-Diol-Anteile aufwies. Der Anteil des Polymerisates,
v/elcher das Poly(Alkalioxid)-Glykol mit einem Molekulargewicht von weniger als 250 aufwies,lag bei wenigstens 66 Gew.^
des Mischpolyesters. Die Summe der prozentualen Anteile der in dem Polyester vorhandenen, nicht-terephtalylsauren Diazide
und die Anzahl der kurzkettigen, nicht 1,4-butan-diol-haltigen
Diolgruppen lag unter 30 0A. Die etwa zu 97 $ aus dem ersten
zusammengesetzten Polyester bestehende Charge war kombiniert mit (b) etwa 1,5 0A eines zv/eiten Zusammengesetzen, thermoplastischen
Mischpolyesters, der eine Vielzahl periodischer
Esterverbindungen enthielt, wie beispielsweise Ester der Dicarboxylsäuren und Diole,die in kettenartigen Molekülen
miteinander verbunden waren. Zumindest 70 ^ der in dem zweiten
Polyester vorhandenen Ester waren terephthalylsauer, während
die restlichen Ester im wesentlichen Isophthalyl- oder Phthalylsäureester
waren. Die Diole, aus denen die zweite Polyesterkette abgeleitet war, bestand aus (1.) einem Poly(Alkalioxid)-Glykol
mit einem Schmelzpunkt von weniger als 60°C, einem Molekulargewicht
zwischen 400 und 4000 und einem Kohlenstoff-Sauerstoff -Verhältnis im Bereich von 2,0 bis 4,3» und (2)
einem Poly(Alkalioxid)-Glykol mit einem Molekulargewicht von
weniger als 250, das zumindest 70 Ά 1,4-Butan-Diol-Anteile
besaß. Der Anteil des Polymerisates, der in dem Poly(Alkalioxid)-Glykol
mit einem Molekulargewicht von weniger als 250 Yorhan-
-48-709848/0817
den ist, lag bei etwa 48 bis 65 Gew.^ des Mischpolyesters.
Die Summe der prozentualen Anteile der in dem Polyester vorhandenen, nicht-terephthalylsauren Diazide und die Anzahl der
kurzkettigen, nicht 1, 4-b'utan-diol-haltigen Diolgruppen lag
unter 20 $. Der zweite zusammengesetzte Polyester kann beispielsweise
von der Fa. E.I. duPont de Nemours unter der Bezeichnung HYTREL^-^4056 Polyester-Elastomer gekauft v/erden.
Des v/eiteren umfaßte die Charge (c) etwa 1,5 i° Silberpigment,
wie beispielsweise das von der Pa. E.I. duPont de Nemours käuflich erhältliche "Pearl Afflair". Die Stromstärke des zum
Antrieb der Extruderschnecke erforderlichen Stromslag im Bereich
zwischen 19 und 20,5 Amp, woraus ersichtlich ist, daß sich die Verbindung nach Beispiel II durch eine größere Stabilität
als die Verbindung nach Beispiel I auszeichnet und zu einem gleichförmigeren Produkt führt. Das HYTREL^ 4056-Material ist
gattungsmäßig in der US-PS 3 766 146 beschrieben.
Das Beispiel III entsprach dem Beispiel I, mit Ausnahme, daß
die Temperatur der Einspeisezone 189 C, der Ubergangszone
229°C, der Homogenisierzone 2410C und des Extruderkopfes
232 C betrug. Das Polymerisat v/urde mit einer Temperatur von 229,40C extrudiert. Der Luftdurchsatz betrug 0,198 m /Std.
Die Gangtiefe betrug bei der Einspeisezone 8,84 nun, bei der
Homogenisierzone 3,05 mm und variierte bei der Ubergangszone
linear von 8,84 nun bis 3,05 mm. Die Stromaufnahme des Extruders betrug 12,0 Amp und die Schneckendrehzahl lag bei 37,0 UpM.
-49-709846/0817
Die Fehlerhäufigkeit wurde zu 9,150 km bestimmt.
Das Beispiel IV entspricht dem Beispiel I, mit Ausnahme, daß die Temperatur der Speisezone 21O°C, der Übergangszone 2320C,
der Homogenisierzone 232°C, des Extruderkopfes 2320C und des
an der Matrizenöffnung austretenden Polymerisat-Extrudates 2320C betrug. In das Kernrohr 61 wurde keine Druckluft eingeleitet.
Die Stromaufnahme des Extruders betrug 13.Amp und die Schnecicendrehzahl lag bei 40 UpM. Es w.urde nur eine Heißwassertemperung
bei 71,50C vorgenommen. Der isolierte Litzenleiter 11 besaß keinen Zwischenraum zwischen dem Litzenleiter 14 und
dem Isolationsmantel, dessen Wandstärke 0,18 mm betrug. Die Fehlerhäufigkeit wurde zu 1,220 lern bestimmt.
Das Beispiel V entspricht dem Beispiel I, mit Ausnahme, daß die Temperatur der Speisezone 21O0C, der Übergangszone, der
Homogenisierzone und des Extruderkopfes 232°C und des Polymerisates an der Matrizenöffnung 232°C betrug. In das Kernrohr
61 wurde keine Druckluft eingeführt; die Stromaufnahme des Extruders betrug 13 Amp und die Schneckendrehzahl lag bei
40 UpM. Der isolierte Litzenleiter 11 wieä keinen Luftzwischenraum
auf und besaß eine Isolationsmantelstärke von 0,18 mm.
Die Wasserbadbehandlung umfaßte eine Kaltwasserabkühlung bei
einer Temperatur von etwa 16°C und eine Heißwaasertemperung bei einer Temperatur von etwa 710C. Die Pehlerhäufigkeit wurde
zu 2,440 km bestimmt.
7098*6/0817
Beispiel VI
Las Beispiel VI entspricht dem Beispiel I, außer daß die Was-
Las Beispiel VI entspricht dem Beispiel I, außer daß die Was-
Serbehandlung nur eine Heißwassertemperung bei einer Temperatur von 710C umfaßte. Die Pehlerhäufigkeit wurde zu 11,285 km
bestimmt.
Es versteht sich, daß die vorstehend erläuterten Ausführungsformen der Erfindung nur beispielhaft sind und diese in keiner
Weise beschränken.
709846/0817
Claims (25)
- Western Electric A 35 686Company, Incorporated λ η a Q Q Q 2Broadv/ayNew York'i IT.Y. 10007U.S.A..PatentansprücheΛ Verfahren zum Ummanteln eines Leiters mit einem thermoplastischen Mischpolymerisat, bei dem(a) der Leiter, welcher einen Kern und eine Anzahl von darauf aufgewickelten, flexiblen Leiterbändern aufweist, in Längsrichtung abgezogen wird, und(b) ein Isoliermantel unter Einhaltung eines Abstandes zu dem abgezogenen Leiter extrudiert wird,dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (18) bei einer Extrudattemperatur extrudiert wird, die knapp oberhalb des- Schmelzpunktes des Mischpolymerisats liegt, daß das Extrudat für eine bestimmte Zeitspanne von dem Leiter nach außen hin expandiert wird, um das Mischpolymerisat abzukühlen und ein orientiertes Kristallwachstum des Mischpolymerisats anzuregen, und daß der Isoliermantel unter weiterer Abkühlung konzentrisch um den Leiter aufgezogen wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Expansion des Extrudates709846/0817Luft zwischen das Extrudat und den abgezogenen Leiter eingebracht wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Mischpolymerisat längs einer Bewegungsbahn zwischen einem von einem Mehrfaserkern durchlaufenen Kernrohr eines Extruders und einem Matrizenhohlraum abgezogen wird, wobei das Kernrohr so angeordnet v/ird, daß sein stromabwärts gelegenes Ende zumindest bis zu der Stirnseite der Matrizenöffnung verläuft, um eine schlauchföriaige Ausbringung des thermoplastischen Materials in der Umgebung des Leiters zu erleichtern.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegungsbahn des Mischpolymerisats so gewählt ist, daß der Druckabfall längs des Extruders minimisiert und damit die Extrusion des Mischpolymerisats auf einer Temperatur knapp oberhalb des Schmelzpunktes des Mischpolymerisats erleichtert wird, wobei der Schmelzpunkt des Mischpolymerisats etwa der maximalen Temperatur entspricht, bei welcher ein Kristallwachstum des Mischpolymerisats auftritt.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zur Abkühlung des Isoliermantels dieser mit beabstandeten Wasserstrahlen behandelt wird, deren Temperatur im Bereich von etwa 10 C bis-3-709846/0817etwa 16°G liegt..
- 6. Verfahren nach Anspruch 5 > dadurch gekennzeichnet , daß zur Abkühlung des Isoliermantels folgende weitere Schritte vorgesehen sind:(a) Hindurchziehen eines isolierten Litzenleiters durch ein Kühlwasserbad mit einer Temperatur von etwa 1O0G bis 16°C, und(b)Kontaktieren des Isoliermantels mit heißem Wasser von etwa 66 C bis 71 C während einer bestimmten Zeitdauer.
- 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:(a) eine Vorrichtung (36) zum Abziehen eines Litzenleiters (14)» der aus einem Kern (12) und mehreren, um den Kern (12) gewickelten Litzenbändern (13) besteht;(b) eine Vorrichtung (33) zum Extrudieren eines Isoliermantels (18) aus thermoplastischem Mischpolymerisat unter Einhaltung eines Abstands zu dem abgezogenen Litzenleiter;(c) eine Vorrichtung (85 - 89) zum Expandieren des Extrudates für eine bestimmte Zeitspanne von dem Litzenleiter (14) hinweg nach außen zu, um das Mischpolymerisat abzukühlen;(d) eine die Abzugsvorrichtung (36) steuernde Vorrichtung zumAufziehen des Isoliermantels (18) konzentrisch um den709846/0817 ~4~Litzenleiter (14), und .(3) eine Vorrichtung (34) zum weiteren Abziehen des Isoliermantels (18), um das Kristallwachstum des Mischpolymerisats aufrechtzuhälten.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß eine Extrusionsmatrize'(59) an einem Ende des Durchgangs eines Extrusionskopfes (41) befestigt ist, daß die Extrusionsmatrize (59) einen im Inneren ausgebildeten Hohlraum (51) und eine zylindrische Austrittsmündung (79) aufweist, die mit einem Abschnitt (76) des Matrizenhohlraums (51) in Verbindung steht, daß der Matrizenhohlraum (51) und die Austrittsmündung (79) gleiche Längsachsen besitzen, die mit der Abzugsbahn durch den Extruder (33) zusammenfallen, daß der mit der Austrittsmündung (79) in Verbindung stehende Abschnitt (76) des Matrizenhohlraums (51) eine generell kegelstumpfförmige Gestalt besitzt, dessen konvergierender Wandbereich so geformt ist, daß bei der Extrusion des Mischpolymerisats die Extrudattemperatur knapp oberhalb der maximalen Temperatur liegt, bei der ein Kristallwachstum in dem Mischpolymerisat auftritt.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Durchgang der Matrize (79) ein Kernrohr (61) zur Führung einer Litzenader (14) gegen die Austrittsmündung (79) der Matrize (59) konzentrieeh angeordnet ist, daß das Kernrohr (61) einen zylindrischen709846/0817 "5"Abschnitt (71) aufweist, der konzentrisch zumindest innerhalb eines Teils der Austrittsmündung (79) angeordnet ist und ferner einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (69) aufweist, der mit dem zylindrischen Abschnitt (71) verbunden ist und sich in das Innere des Matrizenhohlraums (51) erstreckt, daß die Wände des Matrizenhohlraums (51) im Bereich seines kegelstumpfförmigen Abschnitts (76) und die Wände des Kernrohrs (61) einen sich graduell vergrößernden Strömungskanal für das thermoplastische Material bilden, und daß das Kernrohr (61) in seinem zylindrischen Abschnitt (71) einen zylindrischen Durchgang (73) und in seinem kegelstumpfförmigen Abschnitt (69) einen kegelstumpfförmigen Durchgang (72) aufweist.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet , daß die Vorrichtung (85 - 89) zum Expandieren des thermoplastischen Extrudates unter Einhaltung eines Abstandes zu dem Litzenleiter (14) eine Einrichtung (86) zum Einführen eines Gases in das Kernrohr (61) an dessen stromaufwärts gelegenem Ende (89) aufweist, derart, daß das Gas durch das Kernrohr (61) hindurchströmt und in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Litzenleiters (14) derart gesteuert wird, daß das Extrudat von dem Litzenleiter einen ausreichend großen Abstand besitzt, um das Mischpolymerisat unter Spannung auszurichten.-6-709846/0817
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e kennzeichnet , daß die Vorrichtung (34) zum Abkühlen des Mantels (18) eine bestimmte Zeitdauer nach Beginn der Expansion des Extrudates in Wirkung tritt.
- 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelstumpfförmige Abschnitt (76) des Matrizenhohlraums (51) so ausgebildet ist, daß der doppelte Winkel zwischen einer Erzeugenden seiner divergierenden Wand (77) und der Längsachse des Matrizenhohlraums (51) im Bereich eines EinlaufwinkeIs von etwa 120° bis etwa 180° liegt.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaufwinkel gleich 126° ist.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet , daß das stromabwärts gelegene Ende des Kernrohrs (61) mit der Außenfläche (75) der Matrize (59), in welche die Austrittsmündung (79) endet, in fluchtender Ausrichtung steht.
- 15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckgas Umgebungstemperatur besitzt.
- 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, d a -709846/0817 ~7~durch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung (34) eine bestimmte Wegstrecke unterhalb der Austrittsmündung (79) angebracht ist, wobei die Wegstrecke so gewählt ist, daß der Isoliermantel (18) des isolierten Litzenleiters (11) im Sinne einer Steuerung des Kristallwachstums des Mischpolymerisats behandelt wird.
- 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühlvorrichtung (34) eine Einrichtung (91) zum Beaufschlagen des isolierten Litzenleiters (11) mit Kühlwasser von 1O0C bis 16°C in Form von beabstandeten Strahlen sowie zum anschließenden Eintauchen des isolierten Litzenleiters (11) in das Kühlwasser aufweist.
- 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (92) zum Behandeln des abgezogenen, isolierten Litzenleiters (11) mit heißem Wasser von etwa 66 C im Anschluß an die Kühlwasserbehandlung.
- 19. Kabelschnur, die nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 herstellbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:(a) Eine Anzahl von einzeln isolierten Litzenleitern (11), von denen jeder einen Mehrfaserkern (12), eine Anzahl von spiralförmig um den Kern (12) gewickelten, elek--8-709846/0817trisch leitenden, flexiblen Litzenbändern (13), und einen den Litzenleiter einhüllenden Isoliermantel (18) aufweist, wobei jeder Isoliermantel (18) aus einer Mischpolyäther-Esterverbindung besteht, die durch Reaktion von 1,4-Butan-Diol-Terephthalat mit Terephthalate stern des Polytetramethylen-Glykols entsteht, und(b) ein plastizierter Außenmantel (21), welcher die einzelnen isolierten Litzenleiter (11) umhüllt.
- 20. Kabelschnur nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß der Isoliermantel (18) aus folgender Verbindung besteht: Etwa 15,7 Gew.$ PoIytetramethylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 1000; etwa 32,4 Gew.# 1,4-Butan-Diol, und etwa 50,7 Gew.$ terephthalatester-haltige Verbindung.
- 21. Kabelschnur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Isoliermante!verbindung eine Durometer-Härte auf der D-Skala von etwa 72 und einen Scherung skoef f izienten von etwa 5270 kg/cm besitzt.
- 22. Kabelschnur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß der Isoliermantel (18) aus folgender Verbindung besteht: Etwa 19,4 Gew.?& 1,4-Butan-Diol; etwa 44,8 Gew.# Polytetramethylenglykol mit-9-709846/0817einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 1000; etwa 27,4 Gew.# Terephthalylsäure, und etwa 7,9 Gew.$ Isophthalylsäure.
- 23. Kabelschnur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Isoliermantelverbindung ferner 0,2 Gew.^ eines langkettigen, gebundenen (v/enig reaktiven) Phenol-Antioxidationsmittels enthält.
- 24. Kabelschnur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Isoliermantelverbindung einen Schmelzpunkt von etwa 218°C, einen Schmelzkoeffizienten von etwa 12,0 und ein spezifisches Gewicht von etwa 1,25 besitzt.
- 25. Kabelschnur nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (21) aus einer Polyvinylchlorid-Verbindung besteht, die etwa 60 Gewichtsteile Weichmacher auf etwa 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid besitzt, und daß die Schmelzpunkttemperatur der Isoliermantelverbindung wesentlich größer ist als die Temperatur,bei der die Außenmantelverbindung ohne Zwang fließt.709846/0817
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