DE2720583A1

DE2720583A1 - Verfahren und vorrichtung zum ueberziehen von kabelelementen mit elektrischer isolation

Info

Publication number: DE2720583A1
Application number: DE19772720583
Authority: DE
Inventors: Vitaly Leonidovitsch Gantts; Nikolai Vladimirovits Krupenin; Gennady Ivanovitsch Meschanov; Izyaslav Borisovitsch Peschkov
Original assignee: VNI PK I T I KABELNOJ PROMY
Current assignee: VNI PK I T I KABELNOJ PROMY
Priority date: 1976-06-04
Filing date: 1977-05-07
Publication date: 1977-12-29
Also published as: SU634375A1; DE2720583B2; JPS52151880A; DE2720583C3; US4186041A; FR2353937B1; FR2353937A1; JPS5737085B2; CS191633B1

Description

Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky, Proektno-Konstruktorsky i Tekhnologichesky Institut Kabelnoi Promyshlennosti

VEKFAHR&M UMD VORRICHTUNG ZUM ÜBiiüZIÜHEis VON

MIT ELEKTRISCH!!» ISOLATION

Die Erfindung bezieht sich auf die Fabrikation von isolierten Kabeln und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überziehen von Kabelelementen mit elektrischer Isolation. Sie eignet sich für die Erzeugung einer qualitätsgerechten Isolation von Drähten mit einem ^uer-

2
schnitt von 1,5 bis 70 mm .

Strenge Forderungen, welche an Kabelelemente, nämlich an die Unveränderlichkeit der physikalisch-mechanischen und Isolierexgenschaften der Isolation über die Länge eines Kabelelementes gestellt werden, und welche zur Betriebssicherheit von beispielsweise Wicklungen der Unterwasser- bzw· Traktionsmotoren erforderlich sind, lassen sich nicht in vollem Maße unter Verwendung von bekannten Verfahren erfüllen,

709852/0714

Es sind Verfahren zum Überziehen von Kabelelementen mit elektrischer Isolation bekannt, die darin bestehen, daß auf die Leitungs- bzw, Kabelader eine Schicht aus einem Isolierstoff, z. B₀ aus polymeren Folien aufgetragen und anschließend zur sicherung des Verschlusses der Lage bzw. der

* Dichtigkeit der Isolation gesintert wird.Die Sinterung der Isolierschicht durch .erhitzung beispielsweise in Vviderstandsöfen ergibt nicht immer hohe elektrische und physikalischmechanische m/erte der Leiter, und dies ist besonders dann der

i'all, wenn der Leiter quer schnitt über j> bis 5 mm und die Dicke der Isolierung über 0,15 bis 0,20 mm liegen. In diesen Fällen ist das vollkommenste Verfahren die Sinterung des Isolationsauftrages durch induktive Hi'-^rwärmung der Ader (siehe z„ B. Urheberschein ür_e 219649, Kl. HOIB 15/10, 1967, UdSoH)₀

Die aiiv/endung der induktiven Erwärmung führt zu einer Verbesserung der Sinterungsqualität, weil bei der Erhitzung der Isolation die Temperatur der inneren Schichten höher als die der äußeren Schichten sein kann, was im Prinzip unmöglich bei der Erwärmung in V/iderstandsöfen, der Anwendung einer Salzschmelze U₀ dgl₀ ist. Hierbei wird eine höhere Produktionsleistung erzielt, besonders bei Leitern großen Querschnitts,

Besonders nahe steht dem erfind* ngsgemäßen Verfahren nach dessen technischem Aesen und dem erreichten Ergebnis dc.£ Verfahren, bei dem man einen vorher isolierten Draht

* d. h. erhit zt _wird. bis

iwird. bis ein. Verschmelzen der Lagen eintritt 098Ö2/0 7U

längs der irlatten eines iochleii'erdnduktors bewegt, so daß ein transversales Magnetfeld auf den Draht wirkt (siehe z. B. Urheberschein Nr₀ 306175, Kl. H05 4/00, 19b7, UdS^ß)» Die te'hitzung von unmagnetisehen ütoffen im transversalen Magnetfeld geschieht bekanntermaßen unter Erzielung eines größtmöglichen Wirkungsgradesβ

Die vorstehend erwähnten Forderungen an die »icl'lungsdrähte und zwar an die Konstanz der Kennwerte -'iber die Länge des Drahtes werden in vollem Maße durch das genannte Verfahren nicht erfüllt, und das ist in erster Linie bei Jiunddrähten großen Querschnitts und Rechteckdrähten der Fall. Dafür liegen folgende Gründe vor. Eine hochqualitative elektrische Isolation läßt sich nur erreichen, wenn bei der Sinterung während der Drahtbewegung eine optimale Lrhitzungskurve stabil gesichert wird, d.h. in der ersten Zone der Draht schnell genug auf die Erweichungstemperatur des Stoffes zu erhitzt wird, bei welcher äine Sinterung sichergestellt ist, und dann in der zweiten Zone der Draht bei der besagten Temperatur so lange gehalten wird, bis die erwünschten Eigenschaften des Isolationsauftrages erhalten sind. Bei .Erhitzung nur im transversalen Magnetfeld, indem dafür ein Schleifeninduktor eingesetzt ist, erhält man eine solche Temperaturkurve durch ein Auseinanderschieben der Platten des Induktors in der zweiten Zone der Erhitzung, also durch eine künstliche Verminderung dee Wirkungsgrades des Induk-

708852/0714

tors. Hinzu kommt, daß bei der Herstellung von fiunddrähten

großen Durchmessers (über 10 mm ) und Vierkantdrähten im Schleifeninduktor beträchtliche elektrodynamische Kräfte entstehen, durch die der Draht aus dem Induktor herausgestoßen und demgemäß die Konstanz der Eigenschaften des Drahtes über dessen Länge gestört wird. Je größer hierbei das Seitenverhältnis des Yierkantdrahtes ist, desto größer liegen die Ausstoßkräfteο

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umerziehen von Kabelelementen mit elektrischer Isolation und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, "bei welchem die Verbesserung der .Qualität der elektrischen Isolation sowie die Sicherung der Konstanz der Eigenschaften des Drahtes über seine Länge durch eine zusätzliche Erwärmung in der zweiten Zone erzielt werden, worin nur das Aufrechterhalten der erreichten Temperatur binnen der Zeit erforderlich ist, die für eine hochqualitative Sinterung des Isolationsauftrages ausreicht.

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Umerziehen von Kabelelementen mit elektrischer Isolation durch eine HF-Erwärmung einer stromleitenden Ader, welche mit Bändern aus polymeren Stoffen, z, B. aus polyimidfluorplastischen Folien überzogen ist, im transversalen Magnetfeld für eine Zeitspanne, die für die Erreichung des Erweichungspunktes des Stoffes notwendig ist, und das Halten bei der genannten Temperatur, bis dessen Sin-

709352/07U

terung stattfindet, gemäß der Erfindung die Sinterung im lon-fgitudinalen Magnetfeld vorgenommen wird.

Der Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens, die

zu

einen Schleifeninduktor sowie einen''diesem koaxial angeordneten Zylinderinduktor umfaßt. Zwecks Verwendung einer gemeinsamen Speisungsquelle und Vereinfachung des Aufbaus sowie des Betriebes empfiehlt es sich, den Schleifen- und den Zylinderinduktor hintereinander zu schalten.

Um die erforderlichen Ströme in den Induktoren zu erzeugen, ist es zweckmäßig, einen Kondensator parallel zum Zylinderinduktor an der Stelle dessen Verbindung mit den Platten des Schleifeninduktors zu schalten«

Die Anwendung des longitudinalen Magnetfeldes ermöglicht sowohl die üa?hitzung und das Aufrechterhalten der Temperatur in der zweiten Zone, als auch das Festhalten (das Zentrieren) des Drahtes innerhalb des ocbleifeninduktors, so daß sich die Stabilität des technologischen Prozesses bei Hunddrähten großen Querschnittes und Vierkantdrahten verbessert. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zum bekannten Verfahren die Länge der Einwirkungszone des transversalen Magnetfeldes kürzer ist, sind auch die elektrodynamischen, den Draht aus dem Induktor hinausstoßenden Kräfte kleiner.

Zum besseren Verständnis des Erfindungswesens wird eine nähere Beschreibung von Beispielen für die Ausführung des Verfahrens und der Vorrichtung unter Hinweis auf die beige-

70Ö852/07U

fügtea zeichnungen angeführt. Es zeigt

Fig. 1 einen Ablaufplan des erfindungegemäßen Verfahrens zum Überziehen von Kabelelementen mit elektrischer Isolation sowie die erfindun_esgemäße Vorrichtung zu dessen Ausführung;

Fig. 2 eine abgewandelte erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Schleifen- und einem Zylinderinduktor, die in Reihe geschaltet sind, sowie einem Kondensator, welcher dem Zylinderinduktor an der stelle dessen Verbindung mit den Platten des üchleifeninduktors parallel geschaltet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist wie folgt.

Man läßt sich eine stromleitende Ader 1 (I¹Ig. 1), welche mit drei Bändern 2 aus mit Polytebrafluoräthylen-Copolymer mit Hexafluorpropylen dubliertem Polyimid isoliert ist, zwischen den Platten 3 und 4- eines Schleifeninduktors längs deren longitudinaler Achse 5 bewegen. Hierbei werden die Bänder 2 durch die Ader 1 auf eine Temperatur von etwa 33O°C (die Sinterung der Bandisolation) erwärmt, danach gelangt der Leiter in einen Zylinderinduktor 6, wo er bei der besagten Temperatur für eine Zeitspanne gehalten wird, die für die Sinterung der Isolation nötig ist«

Die erforderlichen Temperaturwerte richten sich nach dem Werkstoff der zu sinternden Folien. Für Folien aus Polytetrafluorethylen belaufen sie sich auf 56O⁰C an der Oberfläche und auf 39O⁰C an der Ader, für die aus dublierten Polyimid-Fluorplasten auf 33O°C an der Oberfläche und auf 35O⁰C an der Ader.

Wie die Erfahrungen gezeigt haben, liegt das günstige

7Q9852/07U

Verhältnis der Dauer der Erhitzung auf die Temperatur der

Sinterung zur Halte zeit bei dieser Temperatur für alle bekann· Folien?

ten Porten dieser ^rt im Bereich von 0,7 bis 0,8, was durch die Wahl der Länge I^ der Platten des Schleifeninduktors im Bereich von 0,7 bis 0,8 von der Länge I₂ des Zylinderinduktors sichergestellt wird, weil bei solchem Maßverhältnis ein nahezu optimaler Temperaturverlauf der Sinterung am leichtesten zu erreichen ist_e Darüber hinaus wird hierbei ein optimaler Wirkungsgrad der Vorrichtung im ganzen gewährleistet»

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des dargelegten Verfahrens abgebildet, bei welcher der Schleifen- und der Zylinderinduktor gleichachsig angeordnet sind ^vvon Einzelspeisequellen (in Fig» 1 nicht veranschaulicht) gespeist werden können.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die gesamte Vorrichtung von einer Quelle, z.B. einem Hochfrequenzgenerator (in Fig. 2 nicht gezeigt) gespeist wird, wodurch eine übereinstimmende Regelung der Erwärmung in den beiden Induktoren sowie der aufbau der Vorrichtung und deren Betrieb vereinfacht werden.

Wie aus iig. 2 ersichtlich, ist der Zylinderinduktor 6 in Reihenschaltung mit dem Platten J, 4 des Schleifeninduktors 5 verbunden. Hierbei ist parallel zum Zylinderinduktor

6 an die Plattenenden 7_t 8 des Schleifeninduktors 5 ein einstellbarer

^v Kondensator 9 angeschlossene

708852/Q7U

Indem man die Kapazität des Kondensators 9 anddrt, werden die gewünschten Stromverhältnisse im Schleifen- und Z,ylinderinduktor entsprechend den erforderlichen Bedingungen der Sinterung geschaffen.

]Jie Vorrichtung wirkt wie folgt,

Jer Leiter, bestehend aus der mit der polymeren Folie isolierten Ader 1, bewegt sich von der .abwickelvorrichtung über die untere Umlenkrolle 10 zwischen den blatten ρ» 4-des Schleifeninduktors, in welchem die polymere Isolation lurch die metallene Ader im transversalen Magnetfeld auf die Erv/eichungstempf ratur erhitzt wird. Aus dem Bereich des Schleifeninduktors gelangt der Leiter in den Zylinderiiiduktor 6, wo dank der Einwirkung des longitudinalen Magnetfelds die im öclileifeninduktor erreichte Temperatur des polymeren Isolationsaufträges aufrechterhalten wird und dessen Sinterung stattfindet« Hierbei spielt der Zylinderinduktor 6 uuoh die Rolle einer Zentriereinrichtung, durch welche der Leiter im Bereich des Schleifeninduktors längs der Achse 5 gehalten wird. Anschließend kommt der Leiter mit der gesinterten Isolierung durch die Kühlzone und über die obere UBilenkrolle 11 zu einer Ziehvorrichtung und dann zu einer Aufhaspel (in Fig. 2 nicht abgebildet)₀

709852/07U

Lee rs e

ite

Claims

V 1 ./Verfahren zum überziehen von Kabel elementen- mit elektrischer Isolation durch eine HI'-Erwärmung der stromleitenden Ader, welche mit Bändern aus polymeren Stoffen, z_e B. polyimid-r'luorplpstischen Folien überzogen ist, im transversalen Magnetfeld für eine Zeitspanne, die für die Erreichung des Erweichungspunktes des Stoffes notv/endig ist, und das Halten bei der genannten Temperatur, bis dessen Sinterung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterun^ im longitudinalen Magnetfeld durchgeführt wird»
2. Voiricntung zum Oberziehen von Kabelelementen mit

elektrischer Isolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich—

zu

net, daß sie einen Schleifeninduktor (3t Ό sowie einen^dieoem koaxial angeordneten Zylinderinduktor (6) aufweist₀
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet», daß der bchleifeninduktor (3» 4·) und der Zylinderinduktor (6) miteinander in Heinensehaltung verbunden sind_e
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3» gekennzeichnet durch einen Kondensator (9)» der parallel zum Z^linderinduktor (6) an der Stelle dessen Verbindung mit den Platten (3, 4) des Schleifeninduktors geschaltet ist.

709852/0714

ORIGINAL INSPECTED