DE2733972C3 - Verfahren zur rationellen Fertigung eines mehradrigen Starkstromkabels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur rationellen Fertigung eines mehradrigen, insbesondere vieradrigen Starkstromkabels für den Niederspannungsbereich mit wärmebehandelter, insbesondere vernetzter Aderisolierung aus Kunststoff, bei welchem die blanken Aderleiter gleichzeitig mit einer verbundenen, z. B. aufgespritzten, isolierung versehen und nach deren Verfestigung voneinander getrennt werden.

Die Fertigung von Kunststoffkabeln wird heute noch in mehreren voneinander unabhängigen Schritten vollzogen, wobei einer separat durchgeführten Leiterfertigung das Aufbringen der Isolierung der Adern folgt. Danach schließt sich der Vorgang der Verseilung an. Nach dem ggf. zusätzlichen Arbeitsgang des Ausfüllens der Zwickelräume mit dem Aufbringen der gemeinsamen Aderumhüllung folgt das Aufbringen des Außenmantels. Es sind damit in einem simpien verseilten Kunststoffkabel mindestens 4 bzw. 5 in sich vollkommen geschlossene Arbeitsgänge mit allen ihren nicht zu vermeidenden Nebenleistungen, wie Transport der Zwischenprodukte, Zwischenprüfungen usw. notwendig. Dies ist wenig rationell.

Es sind auch, beispielsweise aus DE-AS 15 40 532 bzw. AT-PS 2 73 264 Verfahrenstechniken bzw. Spritzwerkzeuge für die Herstellung von Fernmeldeadern oder von Starkstromleitungen mit kleinem Durchmesser und rundem Querschnitt bekann!, wobei mehrere nebeneinander geführte Aderleiter gleichzeitig mit einem Isolierstoff in Form einer die Adern mit dünnen Stegen verbindenden Stegleitung umspritzt werden, die schließlich in die einzelnen, gesondert abgezogenen und aufgewickelten Adern aufgetrennt wird. Die Anwendung solcher bekannter Verfahren ist jedoch für die in der Starkstromtechnik üblichen Sektorleiter nicht möglich, da dies in Verbindung mit der wesentlich größeren Isoliermaterial-Durchsatzmenge in Extrudern gemäß dem angeführten Stand der Technik bei der gleichzeitigen Extrusion von mehreren Sektorquerschnittadern besondere Schwierigkeiten mit sich bringen würde, obwohl hierbei weder eine unmittelbar vorausgehende Leiterfertigung noch eine nachfolgende Aderverseilung in einem Durchgang vorgesehen ist.

Ebenso problematisch und für eine kontinuierliche, mehrere Arbeitsgänge zusammenfassende Kabelfertigung ungeeignet ist es aber auch, die Kabelleiter, ähnlich wie zuvor beschrieben, in paralleler Anordnung unter gleichzeitiger Bildung sie verbindender Profilstücke gemeinsam zu umspritzen, welche so gestaltet sind, daß sie sich nach deren Abkühlung in einem getrennten Vorgang zu einem Starkstromkabel kreisförmigen Querschnittes zusammenklappen lassen, wie dies aus DE-OS 20 39 870 bekannt geworden ist. Insbesondere lassen sich die vorausgehend erörterten bekannicn Verfahren in keinem Fall für die kontinuierliche Herstellung von Starkstromkabeln mit vulkanisierter, vernetzter oder in sonstiger Weise wärmcbehandelter Isolierung anwenden, da eine gleichzeitige parallele Vernetzung von mehreren, miteinander durch profilierte Stege verbundenen Adern praktisch unlösbare Abdichtung'.probleme am Anfang und am Ende der

VernetzungE- oder Vulkanisationsstrecke, ζ. Β. eines Dampfdruckrohres, mit sich bringen würde.

Es ist jedoch bereits ein möglicherweise auch zum nachfolgenden Vulkanisieren oder Vernetzen der Isolierung bzw. des Mantels geeignetes Verfahren zur Herstellung von mehradrigen Starkstromkabeln oder -leitungen vorgeschlagen worden, bei dem die von ortsfesten Speichern, beispielsweise Spulen oder Fässer, abgezogenen Leiter bzw. Adern, ggf. nach Aufbringen der Aderisolierung kontinuierlich mit reversierendem Schlag zu einem Bündel verseilt und schließlich gemeinsam mit einem thermoplastischen oder im Endzustand elastomeren Isolierstoff umspritzt werden, indem die Adern am Verseilpunkt zusammengeführt und zugleich oder in unmittelbarer Nähe desselben umspritzt, anschließend gekühlt und schließlich als Kabel oder Seele aufgetrommelt bzw. abgezogen werden, wobei auf die gemeinsam umspritzten Adern in einem kontinuierlichen Durchgang ggf. ein Außenmantel aufgebracht wird (DE-OS 26 25 086). Die Anwendung dieses Verfahrens für Segmentieiter ist jedoch schwierig und derart gefertigte Kabel sind hinsichtlich ihrer Zugfestigkeit von der mechanischen Festigkeit des Isolierstoffes bzw. des Mantelwerkstoffes abhängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fertigungsverfahren für elektrische Kabel der eingangs umrissenen Art anzugeben, bei welchem alle erforderlichen Arbeitsgänge in einem einzigen kontinuierlichen Fertigungsvorgang zusammengefaßt werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 näher beschrieben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen 2 bis 6 umrissen, von welchen der Anspruch 2 die Durchführung der Ein- oder Trennschnitte, die Ansprüche 3 bis 5 das Aufbringen der Isolierung auf die nach dem Trennschnitt gespreizten Adern sowie deren Kennzeichnung und Vorbehandlung für das Verseilen, und der Anspruch 6 eine zur Durchführu/ig des Verfahrens geeignete Vorrichtung betreffen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren .verden die Leiterquerschnitte eines beispielsweise Vierleiter-Niederspannungskabels mit Aluminiumleitern mit Hilfe einer Leiterpresse hergestellt, indem aus dem vorerst noch zylindrischen, einadrigen, massiven Leiter etwa vierfachen Querschnittes der späteren Einzelleiter diese mit Hilfe einer Leilerschneidvorrichtung hertusgetrennt werden. Diese Leiterschneid- oder Trennvorrichtung kann beispielsweise eine Säge sein. Sie kann auch aus einer zweistrahligen Laseranordnung bestehen, womit die Trennung des Aluminiumrundleiters und auch der kompakten Aderisolierung mittels zweier um 90 Grad gegenseitig versetzten Laserstrahlen bewirkt werden kann.

Unmittelbar nach der also durch Trennschnitte bewirkten Bildung im Querschnitt segment- oder sektorförmiger Leiter wird die Aderisolierung auf die gespreizt geführten blanken Leiter gemeinsam aufgespritzt. Stat' des durch Extrusion des Isolierstoffes bewirkien Awfspritzens der Isolierung besteht auch die Möglichkeit des Aufsinterns oder Aufscherens derselben. Außerdem können die isolierten Adern vor dem Verseilen beispielsweise durch Aufsintern, Anstrich, Aufzug odeY ähnliches geeigneter Farbstoffe bzw. mittels einer' geeigneten Bednickung der Außenfläche ihrer Isolierung oder Jjrch an der Oberfläche des Isolierkörpers im Extruder aufextrudierter Rillen gekennzeichnet werden.

Nach einer Variante des Verfahrens ist es also auch möglich, die Isolierung aller Adern gemeinsam durch einen Sinterprozeß auf die gespreizten, exakt parallel geführten Leiter aufzubringen. Andererseits kann es vorteilhaft sein, wenn auf die blanken Leiter gemeinsam eine Isolierung aus ggf. eingefärbten Isolierbändern aufgebracht wird, die auf die gespreizten Leiter aufgeschert werden und zugleich die Aderkennzeichnung bewirken. Diese kann jedoch beim Aufspritzen der Isolierung durch während des Extrudierens geformte unterschiedliche Riefen oder dergleichen plastische Verformung der äußeren Oberfläche jeder der so gemeinsam isolierten Adern erfolgen.

Die Erfindung ermöglicht die Zusammenfassung sämtlicher für die Kabelfertigung erforderlichen Arbeitsgänge zu einem einzigen kontinuierlichen Fertigungsvorgang, woraus sich der Vorteil einer wesentlich rationelleren Fertigung solcher Kabel mit einer erheblichen Kostenersparnis ergib!. Da die Zugfestigkeit der so gefertigten Kabel unabhängig von der mechanischen Festigkeit der für die Aderisolierung bzw. den Kabelmantel verwendeten Werkstoffe ist, können weitere Einsparungen durch die Verwendung geeigneter Iscv.erstoffe geringerer mechanischer Festigkeit bewirkt werden, da die metallischen Leiter der mit gleichem Schlag verseilten Adern die Zugbeanspruchungen aufnehmen können. Andererseits ist auch die Verwendung vernetzbarer Isoliersteife und deren Vernetzung bzw. Vulkanisation im gleichen Durchgang ebenfalls möglich, wenn dies erwünscht ist.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt schematisch

F i g. 1 verschiedene Stadien der Kabelfertigung in Form je eines dem betreffenden Fertigungsstadium entsprechenden Querschnitts durch ein entstehendes elektrisches Kabel und

F i g. 2 eine für die Durchführung dieses Verfahrens eingerichtete Kabelfertigungsstraße mit darin gefertigten. Kabel.

Wie anhand der Fig. 1 besser zu erkennen ist, kann die Fertigung eines mehradrigen, kunststoffisolierten Niederspannungskabels, vorzugsweise Starkstromleiterkabels auf äußerst rationelle Weise dadurch erfolgen, daß die einzelnen Aderleiter 11 durch Trennung eines ausgepreßten Massivleiters 10 mittels in dessen Längsrichtung durchgeführter Schnitte oder Einschnitte gebildet werden, daß auf die voneinander getrennten und hinsichtlich ihrer relativen Lage genau ausgerichteten Aderleiter 11 eine kompakte Aderisolierung 12 aufgebracht wird und nach deren Kühlung sowie fgf. Wärmebehandlung, z. B. Vernetzung oder Vulkanisierung, durch vorzugsweise mittels Laserstrahlen bewirkte Teilung der kompakten Aderisolierung 12 die einzeln isolierten Kabeladern 13 gebildet werden. Diese werden, ggf. nach Aufsintern einer Kennfarbe und/oder dem Auftrag eines Gleitmittels auf die Oberfläche ihrer Isolierung, kontinuierlich mit gleichem Schlag miteinander verseilt und gemeinsam umspritzt bzw. ummantelt, ggf. vernetzt oder dergl. und schließlich als gebrauchsfertiges, mehradriges Segmentleiter-Starkstrornkabel 15 aufgewickelt.

Hierzu eignet sich eine Vorrichtung, die in Fig. 2 veranschaulicht ist. bei dieser sind auf einer kontinuierlichen Kabelfertigungsstreckc 17 eine zur Formung eines Rundleiters ausgebildete Leiterpresse 1 sowie eine Leiterschneidvorrichturie 2. eine Isoliervorrichtune 3.

beispielsweise Schneckenextruder, cine Kühl- und/oder Wärmebehandlungsstrecke 4, eine Aderschneidvorrichtung 5, ein Verseillager 7 in Kombination mit einem Aufwickler 9 und ggf. ein weiterer Extruder 8 sowie ein Aufwickler 9 am Ende der Fertigungsstrecke 17 angeordnet. Vorzugsweise ist zwischen der Aderschneidvorrichtung 5 und dem Verseillager 7 eine Aderkennzeichnungsvorrichtung 6 vorgesehen, so daß zugleich mit der nachstehend im einzelnen erläuterten Fertigung eines mehradrigen kunststoffisolierten Kabels 15 auch die Aderkennzeichnung erfolgen kann.

Wie eingangs geschildert, werden die Leiterquerschnitte 11 eines beispielsweise Vierleiter-Niederspannungskabels 15 mit Aluminiumleitern mit Hilfe der Leiterpresse 1 so hergestellt, daß aus dem vorerst noch einadrigen massiven Leiter 10 von, entsprechend der Schnittdicke, mehr als dem Vierfachen ihrer Querschnitte die Einzelleiter 11 mit Hilfe der Leiterschneidvorrichtung 2 herausgetrennt, die eine entsprechend ausgebildete Säge, beispielsweise Kreuzschnittsäge oder auch eine zweistrahlige Laseranordnung mit um 90 Grad gegenseitig versetzten Strahlern sein kann.

Anschließend wird im gleichen Arbeitsgang die Isolierung aufgebracht, wobei die jetzt einzelnen Leiter 11 etwas aufgespreizt werden. Das Aufbringen der Isolierung 12 kann durch Extrudieren oder Aufsintern eines kreisrunden Isolierkörpers 12 über die zwischen der Leiterschneidvorrichtung 2 und dem Extruder 3 für die Aderisolierung 12 in exakter Lage liegenden Einzelleiter 11 erfolgen. Dabei werden auch die Zwischenräume 16 zwischen den Leitern 11 ausgefüllt.

Der so gebildete Isolierkörper 12 durchläuft eine übliche Kühlstrecke sowie ggf. eine diese ergänzende Vernetzungs- oder Vulkanisiereinrichtung und sodann die Schneidvorrichtung 5, die in vertikalen und horizontalen Schnitten den extrudierten Isolicrkörpc 12. entsprechend der Leiteranordnung, so aufteilt, dal einzeln isolierte Adern 13 entstehen. Die Aderschneid vorrichtung kann ebenfalls entweder eine Säge bzw

■> Schneidkombination oder eine mit um 90 Grai gegenseitig versetzten Strahlern ausgestattete Laser einrichtung sein.

Die so isolierten und voneinander getrenntei Einzeladern 13 werden sodann durch die Aderkenn

in zeichnungseinrichtung 6 geführt, wobei sie ggf. wiede etwas gegeneinander aufg-Aprei/t werden, damit eini Aderkennzeichnung bessei aufgebracht werden kanr Besonders vorteilhaft ist eine Einrichtung 6, die eil Aufscheren geeigneter und entsprechend den Aderfar

ι? ben gestalteter Isolierbänder auf die einzelnen Adern L geütattet. Alternativ kann die Aderkennzeichnungsein richtung 6 auch für das Aufsintern bzw. Aufstreichei von Farben oder für eine geeignete Bedruckung de Isolieroberfläche ausgebildet sein. Gegebenenfalls kam die Kennzeichnung schon zuvor, nämlich durcl Aufextrudieren von Rillen in die Oberfläche de Isolierkörpers 12 im Extruder 2 erfolgen, wobei sich eini besondere Kennzeichnungseinrichtung 6 erübrigt.

Schließlich werden die zuvor isolierten und ggl gekennzeichneten Adern 13 beim Durchgang durch da Verseillager 7 zur Bildung des herzustellenden Kabel: 15 zusammengeführt bzw. -gehalten und anschließe™ beim Durchgang durch den zwischen dem Verseillager' und dem Aufwickler 9 angeordneten Extruder 1 umspritzt bzw. ummantelt und zugleich durch den sict um die eigene Achse drehenden Aufwickler 9 mi gleicher Schlagrichtung miteinander verseilt und nach entsprechender Kühlung — als fertiges Kabel i; aufgewickelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur rationellen Fertigung eines mehradrigen, insbesondere vieradrigen Starkstromkabels für den Niederspannungsbereich mit wärmebehandelter, insbesondere vernetzter Aderisolierung aus Kunststoff, bei welchem die blanken Aderleiter gleichzeitig mit einer verbundenen, z. B. aufgespritzten, Isolierung versehen und nach deren Verfestigung voneinander getrennt werden, d a durch gekennzeichnet, daß in einem Durchgang die einzelnen Aderleiter (It) als Massivsektorleiter durch kontinuierliches Sägen oder Schneiden bzw. Einschneiden eines mit Kreisquerschnitt ausgepreßten Aluminium-Massivleiiers (iO) in dessen Längsrichtung an Schnittebenen, die den Flankenflächen der Leiter (11) entsprechen, und durch nachfolgendes Auseinanderspreizen gebildet werden, daß die Leiter (11) sodann mit vorgegebenem gegenseitigem Abstand genau ausgerichtet und gemeinsam isoliert, wobei auch die zwischen den einzelnen Leitern entstandenen Zwischenräume mit der Isolierung ausgefüllt werden, daß dann die kompakte, zunächst ebenfalls Kreisquerschnitt aufweisende Isolierung (12) — nach ihrer durch Vernetzen oder Vulkanisieren und anschließendes Abkühlen erfolgten Wärmebehandlung — durch gemäß den Trennebenen der Leiter (11) geführte Trenn- oder Einschnitte zu sektorförmigen, langgestreckten Profilteilen, entsprechend der Anzahl der Adern aufg. teilt wird, daß die derart isolierten Kabeladern (13) miteinander verseilt und gemeinsam ummantelt werden, und daß schließlich das gesamte Kabel (15) aufgew:cke!* wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- oder Trennschnitte des Aluminium-Rundleiters (10) bzw. der kompakten Aderisolierung (12) mittels Laserstrahlen bewirkt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (12) durch einen Sinterprozeß auf die aufgespreizten Leiter (11) aufgebracht oder auf diese aus längseinlaufendcn, eingefärbten Isolierbändern aufgeschert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern (13) durch Riefenbildung oder dergleichen plastische Verformung der Außenfläche oder durch Aufsintern oder Aufdruck geeigneter Farbstoffe auf ihre Isolierung (12), bei deren Aufbringung bzw. vor dem Verseilen, gekennzeichnet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Isolierung der Einzeladern (13) vor deren Verseilung, vorzugsweise nach der Aderkennzeichnung, ein Gleitmittel aufgebracht wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiterpresse (1) eine Leiterschneideeinrichtung (2), eine Isoliervorrichtung (3). beispielsweise Schneckenextruder, eine Kühl- und/oder Wärmebchandlungsstrecke (4). eine Aderschneidvorrichtunj; (5). ein Verseillager (7) in Kombination mit einem Aufwickler (9) oder ein dazwischen liegender Extruder (8) auf einer kontinuierlichen Kabelfcrtigtingsstrccke (17) hintereinander ungeordnet sind, wobei zwischen der Aderschneidvorrichtung (5) und dem Verseillager (7) vorzugsweise eine Aderkennzeichnungsvorrichtung (6), und am Ende der Fertigungsstrecke (17) der Aufwickler (9), um seine Längs- und Querachse rotierbar, angeordnet sind.