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Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Umhüllungen
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für langgestrecktes Gut aus vernetzbaren Materialien Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Elerstellung von Umhüllungen
für langgestrecktes Gut, beispielsweise elektrische Kabel oder Leitungen, Rohre,
Profile und dergl. aus einem durch Aufpfropfen einer Silanverbindung auf die Moleküle
des Basismaterials unter der Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzbaren Werkstoff.
Diese Werkstoffe können Olefinpolymerisate oder Olefinmischpolymerisate, Elastomere
oder auch thermoplastische Kautschuke sein.
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Seit langem sind vernetzbare Werkstoffe auf dem Markt, die wegen der
ständig steigenden Forderungen nach besseren elektrischen, mechanischen oder thermischen
Eigenschaften in zunehmendem Maße auch für elektrische Kabel sowie für die Umhüllung
von Rohren und dergl. Anwendung finden. Bei der Verarbeitung
dieser
Werkstoffe wird eine kontinuierliche Fertigung gefordert, das heißt, an den Spritzprozeß
mittels an sich bekannter Extruder miissen sich Vernetzungsstrecken anschließen,
die eine kontinuierliche Beeinflussung des zu vernetzenden Materials gewährleisten.
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Die größte technische Bedeutung hat in diesem Zusammenhang, so weit
es elektrische Kabel und Leitungen betrifft, die Vernetzung von thermoplastischen
Werkstoffen, wie Polyäthylen, mit Hilfe organischer Peroxide. Bei höherer Temperatur
zerfallen diese Peroxide in sogenannte Alkoxy-Radikale. Diese spalten aus der Polymerkette
Wasserstoff ab und schaffen auf diese Weise Radikal stellen am Makromolekül. Zwei
solcher Radikal stellen verschiedener Makromoleküle können sich nun unter Ausbildung
einer C-C-Bindung absättigen, so daß ein Raumnetzwerk entsteht, dessen Dichte durch
den Abstand der einzelnen Vernetzungsstellen oder Vernetzungsknoten charakterisiert
wird. Die Vernetzungsausbeute beim Polyäthylen ist abhängig von der chemischen Konstitution
des Peroxides und vom Verzweigungsgrad der Makromoleküle. Die primäre Radikalerzeugung
am Makromolekül kann aber außer durch Peroxide auch durch andere Radikalinitiatoren,
z. B. energiereiche Strahlung, bewirkt werden.
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Zur chemischen Vernetzung mittels geeigneter Peroxide ist es weiterhin
seit langem bekannt, sogenannte CV-Anlagen einzusetzen, das sind waagerecht angeordnete
oder auch schräg installierte oder in Form einer Kettenlinie verlaufende Rohre,
die Wasserdampf unter hohem Druck enthalten und durch die das extrudierte Material,
z. B. die Umhüllung eines elektrischen Kabels oder das mit einer Kunststoffisolierung
ummantelte Rohr, kontinuierlich hindurchgeführt wird.
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Der Fertigungsgeschwindigkeit sind bei solchen bekannten Anlagen Grenzen
dadurch gesetzt, daß der Druck des Wasserdampfes mit zunehmender Temperatur stark
ansteigt und auf Grund der notwendigen Verweilzeit in der Wasserdampfstrecke insbesondere
bei
Umhüllungen größeren Querschnitts die Anlagen notwendigerweise größere Dimensionen
annehmen müssen. Eine Verbesserung dieser bekannten Vernetzungsverfahren hat man
dadurch zu erreichen versucht, daß die extrudierten Materialien nicht unter Druck,
sondern drucklos in einem Flüssigkeitsbad vernetzt worden sind. Diese Technik hat
sich bisher jedoch nicht durchsetzen können, da hierbei andere Schwierigkeiten,
wie z. B.
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Bläschenbildungen in der Umhüllung, auftraten.
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Anstatt kontinuierliche Vulkanisationsanlagen mit Wasserdampf zu füllen,
ist es zur Vernetzung von aus Kautschuk oder vernetzbaren Kunststoffen bestehenden
Überzügen für elektrische Kabel auch bekannt, das Kabel nach dem Extrudieren in
eine rohrförmige mit einem unter erhöhtem Druck stehende gasgefüllte Strahlungserhitzungszone
einzuführen (DAS 1 779 425).
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Wesentlich für dieses neue Verfahren soll sein, daß mit wesentlich
höheren Temperaturen als bisher üblich in der Vernetzungszone gefahren werden kann,
so daß die Fertigungsgeschwindigkeit erhöht wird. Hinzu kommt, daß bei einer peroxidischen
Vernetzung unter der Einwirkung eines erhitzten Gases mögliche Einflüsse in der
Erhitzungszone vorhandenen Wassers auf die Kabelisolierung vermieden sind. Aber
auch diesem Verfahren sind wegen der benötigten Verweilzeiten innerhalb der Erhitzungsstrecken
Grenzen in der Fertigungsgeschwindigkeit gesetzt.
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Eine neue und wirtschaftlichere Art der Vernetzung könnte deshalb
in neuerer Zeit die sein, bei der die Materialien, z. B.
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organische Polymerisate, nunmehr ohne eine spezielle Warmbehandlung
lediglich unter der Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzt werden. Voraussetzung dafür
ist, daß sogenannte organo-funktionelle Silane, wie etwa das Trimethoxy-Vinyl-Silan,
auf die Polyäthylen-Makromoleküle aufgepfropft werden (DAS 17 94 028, DOS 2 439
513). Das Aufpfropfen dieser Silanverbindungen erfolgt z. B. im Verlaufe eines Extrusionsprozesses
unter dem Einfluß von Radikale liefernden Verbindungen, hauptsächlich Peroxid, und
hoher Temperatur, etwa im Bereich von 1800 bis
2400 C. Eine andere
Möglichkeit des Einbringens der Vernetzungschemikalien ist die, daß die einzelnen
Teilchen des rieselfähigen thermoplastischen oder elastomeren Basismaterials zu
einer schnellen Bewegung veranlaßt und während oder vor dieser Bewegung das Silan
oder die Silanverbindung sowie die zum Aufpfropfen und für die Vernetzung notwendigen
Zusatzstoffe in flüssiger Form zugesetzt werden. Bei Temperaturen unterhalb des
Kristallit-Schmelzbereiches dringen diese Materialien dann ganz oder teilweise durch
Diffusion in die Oberfläche der Teilchen des Basismaterials ein und führen dort
zu einer homogenen Verteilung, so daß das homogen im Basismaterial verteilte Silan
bzw. die Silanverbindung anschließend auf die Moleküle des Basismaterials aufgepfropft
werden kann.
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Durch diesen, dem eigentlichen Pfropfvorgang vorgeschalteten Homogenisierungsvorgang
der eingesetzten Materialien lassen sich Extrudate hoher Oberflächengüte und hohen
Vernetzungsgrades erreichen.
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Im Gegensatz zu der eingangs beschriebenen Vernetzungsreaktion werden
bei der neueren Vernetzungstechnik durch Einwirkung von Feuchtigkeit reaktionsfähige
niedermolekulare Verbindungen, z. B. Organo-Silane, auf die Makromoleküle aufgepfropft,
die dann im Verlauf von Sekundärreaktionen zur Kettenverknüpfung führen. Die aufgepfropften
Verbindungen sind im Hinblick auf die Vernetzung polyfuntionell, d. h., sie können
mit mehreren Makromolekülen unter Bildung biindelartiger Vernetzungsstellen reagieren.
Uber einen sogenannten Vernetzungsknoten sind dann nicht, wie bei der C-C-Vernetzung,
nur zwei Makromoleküle aneinander fixiert, sondern drei, vier oder mehr.
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Damit die Einwirkung der Feuchtigkeit, die letztlich zur Vernetzung
silangepfropfter Werkstoffe führt, von statten gehen kann, werden die extrudierten
Materialien, z. B. mit einer Umhüllung versehene Kabel oder Leitungen, Rohre und
dergl., einer Wasserlagerung unterworfen. Die Dauer der Wasserlagerung hängt im
wesentlichen ab von der Dicke der gewählten Umhüllung,
aber auch
davon, ob durch besondere Maßnahmen nicht schon bereits Feuchtigkeit in dem Extrudat
vorhanden ist und eine anschließende Wasserlagerung nur noch vorsorglich durchgeführt
wird.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, die bereits überall auf der Welt im Einsatz befindlichen sogenannten kontinuierlichen
Vulkanisationsanlagen (CV-Anlagen) an die gestiegenen Leistungsanforderungen anzupassen
und dafür zu sorgen, daß die kontinuierliche Vernetzung im allgemeinen Fertigungsablauf
nicht mehr einen Engpaß darstellt. Dabei sollen trotz Erhöhung der an die tatsächliche
Leistung der Extruder angepaßten Durchlaufgeschwindigkeit, qualitativ höher zu bewertende
Endprodukte hergestellt werden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei Verwendung von unter der
Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzbaren Werkstoffen dadurch gelöst, daß die Umhüllung
in einer oder mehreren, gegebenenfalls voneinander räumlich getrennten Schichten
extrudiert wird und das Gut unmittelbar anschließend eine feuchte oder trockene
Gasatmosphäre, vorzugsweise Schutzgasatmosphäre, enthaltende und unter Druck stehende
Rohrstrecke durchläuft und im Bedarfsfall zusätzlich Feuchtigkeit außerhalb dieser
Rohrstrecke zugegeben wird. Diese Kombination von unter der Einwirkung von Feuchtigkeit
vernetzbaren, gepfropften Werkstoffen und bei der kontinuierlichen Vernetzung zum
Teil iiblichen Verfahrensschritten führt dazu, daß normale CV- und bekannte Gasvernetzungs-Anlagen
mit einer wesentlich größeren Ausstoßleistung als bisher betrieben werden können.
Die Druckbeaufschlagung während des Durchlaufes hat darüberhinaus den wesentlichen
Vorteil, daß Blasenbildungen im extrudierten Material unterdrückt werden. Im Gegensatz
zur Erhitzung durch Wasserdampf entstehen keine Mikrovoids, das sind Wasserblasen
im Isoliermaterial, die zu Glimmerscheinungen und möglicherweise zur Zerstörung
des Kabels führen. Auch ist es möglich, die Abkühlung der Umhüllung unter Druck
erfolgen zu lassen, was zu einer weiteren Qualitätsverbesserung des Endproduktes
führt.
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In Durchführung der Erfindung können beliebige Materialien verwendet
werden, d. h. thermoplastische Materialien, elastomere Werkstoffe oder auch thermoplastische
Kautschuke, sowie Polyblends aus EP-Krümelkautschuken und Polypropylen und dergl.,
sofern sie unter dem Einfluß von Feuchtigkeit vernetzbar sind.
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Aber auch Copolymere der erwähnten Materialien können ebenso eine
vorteilhafte Anwendung finden, wie Verbindungen, die die Silicium-Hydrit-Gruppe
oSi-H ein oder mehrmals im Molekül enthalten und an Doppelbindungen der thermoplastischen
oder elastomeren Werkstoffe angelagert sind.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung
ist darin zu sehen, daß durch die Vernetzung bei gleichzeitiger Druckbehandlung
der unter Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzbarenEAlung mittels an sich bekannter
kontinuierlicher Vulkanisationsanlagen eine gegenüber der peroxidischen Vernetzung
bessere Stabilität gegen mechanische Deformierungen gegeben ist. Diese ist insbesondere
erwünscht bei der Herstellung größerer Wanddicken, z. B. bei elektrischen Hochspannungskabeln,
die für Spannungen oberhalb 60 kV Anwendung finden.
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Nach der Erfindung soll die Rohrstrecke eine feuchte oder trockene
Gasatmosphäre enthalten. Für den Fall, daß eine trockene Gasatmosphäre verwendet
wird, ist es erforderlich, daß die Feuchtigkeitszugabe vollständig vor oder nach
dem Durchlaufen dieser Rohrstrecke erfolgt. Wird dagegen, wie ebenfalls vorgesehen,
eine feuchte Gasatmosphäre verwendet, dann hängt es vom Grad der Feuchtigkeit ab,
in welchem Umfange nach dem Durchlaufen der Rohrstrecke noch Feuchtigkeit in das
Extrudat bis zur vollständigen Vernetzung eingegeben werden muß.
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Neben der hohen Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens
nach der Erfindung ist als besonderer Vorteil noch herauszustellen, daß hier vernetzbare
Werkstoffe verarbeitet werden können, deren Verarbeitung mit herkömmlichen Mitteln
ohne weiteres nicht möglich ist. So ist z. B. die Vernetzung von Polyäthylen hoher
Dichte, d. h. zwischen 0,94 und 0,96,
als sog. Hart-PE oder "high
density" PE bekannt, wegen der hier benötigten Spritztemperaturen von 1800 - 2400
C und der nur verhältnismäßig geringen Anspringtemperaturen der heute erhältlichen
Peroxide von etwa 1300 - 1500 C nicht möglich (Scorchbildung). Diese Werkstoffe
könnten aber ohne Schwierigkeiten nach dem Verfahren nach der Erfindung verarbeitet
werden, die gegenüber Polyäthylen niederer Dichte von etwa 0,92 günstigeren elektrischen
Eigenschaften könnten in der Kabelherstellung z. B. voll genutzt werden.
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In Durchführung der Erfindung kann man so vorgehen, daß für die Extrusion
der Schicht bzw. Schichten aus unter der Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzbaren
Werkstoffen ungepfropfte Werkstoffe verwendet werden. Dann ist es erforderlich,
daß die Pfropfung im ausgeformten Zustand des Werkstoffes im Durchlauf durch die
Rohrstrecke erfolgt. Dieses Verfahren bringt den Vorteil mit sich, daß kostenmäßig
günstigere Werkstoffe eingesetzt werden können, wobei die Durchmischung der Komponenten
z. B. im Extruder erfolgen kann. In diesem Fall ist es auch erforderlich, das Silan
oder die Silanverbindung z. B. mit den üblichen Vernetzungschemikalien zusammen
in den Extruder einzumischen. Hierbei kann man in Weiterführung des Erfindungsgedankens
so vorgehen, daß der an sich noch ungepfropfte Werkstoff im Extruder auf Temperaturen
von mindestens 1800 C erwärmt wird, so daß hier eine Aufpfropfung der Silanverbindungen
auf die Makromoleküle des Basismaterials erfolgt. Mitunter kann es jedoch auch vorteilhaft
sein, insbesondere dann, wenn bereits vorhandene Extruder eingesetzt werden, deren
Temperaturführung im allgemeinen bei etwa 1200 bis 1500 C liegt, das Material ungepfropft
zu extrudieren und die Pfropfung dadurch sicherzustellen, daß als anschließende
Gasatmosphäre, z. B. Schutzgasatmosphäre, in trockenem oder feuchtem Zustand ein
auf über 1800 C erwärmtes Gas verwendet wird. Jegliche Blasenbildungen im Extrudat
sind dann vermieden, wegen der bei Gasen wählbaren hohen Temperaturen ist ein schneller
Durchlauf, der zu hohen Fertigungsgeschwindigkeiten führt, möglich. Für eine Verwendung
von niedrigeren Temperaturen bei der Extrusion feuchtigkeitsver-
netzbarer
Mischungen spricht ferner, daß für den Spritzprozeß Schlauchwerkzeuge eingesetzt
werden können, die von Hause aus eine bessere Zentrierung ermöglichen.
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Statt ungepfropftes Material bei der Extrusion der Umhüllungen einzusetzen,
kann es mitunter auch von Vorteil sein, für die Extrusion der Schicht bzw. der Schichten
gepfropfte Werkstoffe zu verwenden. Dann wird man vorteilhaft so vorgehen, daß bei
der Extrusion des Materials eine Extruder-Massetemperatur von höchstens 1800 C,
vorzugsweise 1200 bis 1400 C, gewählt wird.
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Von Vorteil ist es hier, daß vorhandene Extruder eingesetzt werden,
wobei eine noch einfachere Druckwassertemperierung der einzelnen Zonen möglich ist.
Der Wirkungsgrad in der Regelung kann wesentlich verbessert werden. Wird die Massetemperatur
möglichst tief gewählt und beträgt sie beispielsweise 80° bis 110 C und der für
die anschließende Kühlung gewählte Druck 1 bis 2 bar, so ist eine allseitige Unterdrückung
von Blasenausdrückungen auf der Umhüllung vermieden.
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Wird, wie nach der Erfindung ebenfalls vorgesehen, die Extruder-Massetemperatur
höchstens 1800 C, vorzugsweise 1200 bis 1400 C, betragen und weist die Gasatmosphäre,
die sich an die Spritzvorrichtung in der Rohrstrecke anschließt, mindestens 1800
C auf, dann verhindert der gewählte große Druckunterschied ein Verdampfen leicht
flüchtiger Stoffe.
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Eine Verbesserung des nach der Erfindung vorgeschlagenen Fertigungsverfahrens
kann sich mitunter dadurch ergeben, daß die zur Vernetzung erforderliche Feuchtigkeit
im Extruderzylinder oder im Extruderkopf zugeführt wird. Als Extruder können hier
auch solche mit sog. Scherkopf eingesetzt werden. Das sind Einrichtungen, bei denen
die Erwärmung ganz oder teilweise durch Scherung der fließenden Nasse erfolgt. Hierzu
können Spritzköpfe mit rotierenden oder mit bestimmter Frequenz stoßenden Werkzeugen
ebenso verwendet werden wie solche, bei denen die Masse durch enge Spalte hindurchgedrückt
wird und dabei die zur Erwärmung notwendigen Scherkräfte erzeugt werden.
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Das Einbringen der für die Vernetzung erforderlichen Feuchtigkeit
im Zylinder oder Kopf des Extruders bedeutet eine Nachhilfe oder eine alleinige
Maßnahme für die Feuchtigkeitseinbringung. Vorteilhaft ist, daß nunmehr eine geringere
Feuchtigkeitsdurchdringung von außen notwendig ist, so daß die Verweilzeit in den
anschließenden Rohrstrecken weiter verringert werden kann oder umgekehrt, daß die
Fertigungsgeschwindigkeit weiter heraufgesetzt wird.
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Wird, wie in Weiterführung der Erfindung zweckmäßig vorgesehen, der
Gasdruck in der Rohrstrecke mindestens gleich dem Wasserdampfdruck des in den Werkstoff
vor der Extrusion eingebrachten Wassers gewählt, dann ist bei kleinstmöglichem technischen
Aufwand ein Aufschäumen des Materials ganz oder teilweise verhindert. Vorteilhaft
kann es auch sein, wenn das Gut, das ein Kabel, eine Leitung oder auch ein mit einem
Kunststoffmantel versehenes Rohr sein kann, nach Verlassen der unter Druck stehenden
Gasatmosphäre ebenfalls unter Druck z. B. in einem Wasserbad aber auch in einer
Gasatmosphäre au£ mindestens 80° C abgekühlt wird. Auf diese Weise sind auch im
drucklosen Zustand durch eine innere Verdampfung keine Blasen im Extrudat feststellbar.
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Die Erwärmung des Schutzgases, das ein Stickstoff oder auch ein SF6-Gas
sein kann, kann mit Vorteil über die begrenzenden Außenwände der Rohrstrecke erfolgen.
Die Rohrwände können auf indirektem Wege, z. B. mittels einer Heizbandage, durch
Einsatz heißen Wassers oder dergl. erwärmt werden, sie können aber auch unmittelbar
z. B. durch Stromdurchfluß oder induktive Beheizung der Rohrwände auf die benötigten
Temperaturen gebracht werden.
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Bei einer Temperatur der Außenwände von etwa bis zu 4000 C entsteht
eine starke, nach innen gerichtete Strahlung, die besonders bei dem aufgeschmolzenen
Isoliermaterial eine schnelle Pfropfung des Silans oder der Silanverbindungen auf
das Basismaterial des Isoliermaterials bewirkt. Für den Anlagenbauer bedeutet dies
eine besonders billige, schnelle und großflächige Erwärmung des in der Rohrstrecke
befindlichen Schutzgases.
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Abweichend hiervon ist es selbstverständlich auch möglich, die Erwärmung
des Schutzgases ganz oder teilweise außerhalb vorzunehmen und das erwärmte Gas anschließend
in die Rohrstrecke einzuführen. Dies führt zu einer kompakten Bauweise des Wärmeaustauschers.
Erfolgt die Einspeisung des erwärmten Gases im Gegenstromprinzip, dann wird gleichzeitig
für eine gute Durchwirbelung und Wärmeübertragung gesorgt. Die Einspeisung des erwärmten
Gases insbesondere Schutzgases von außen hat darüberhinaus noch einen besonderen
Vorteil dadurch, daß gleichzeitig mit der Umwälzung eine Reinigung des Gases oder
auch eine Trocknung vorgenommen werden kann, wenn trockenes Gas zum Aufheizen benutzt
wird. Desgleichen ist die Strömungsgeschwindigkeit des Gases je nach den Erfordernissen
und den Abmessungen des zu vernetzenden Gutes steuerbar, so daß der Wirkungsgrad
beträchtlich erhöht werden kann.
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Soll das erwärmte Gas im Innern der Rohrstrecke gleichzeitig zumindest
zu einem Anvernetzen des gepfropften Materials führen, dann eignet sich die Gaszufuhr
von außen auch dazu, den Feuchtigkeitsgehalt des Gases zu steuern, so daß mal mehr
oder weniger Feuchtigkeit auf diesem Wege in die Rohrstrecke eingebracht wird.
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Die bereits oben erwähnte Einbringung von Feuchtigkeit im Extruderzylinder
oder auch im Extruderkopf hat neben der Ersparnis einer anschließenden Wasserlagerung,
etwa in einer Sauna, den besonderen Vorteil, daß die Feuchtigkeitsmenge, die dem
Produkt zudosiert werden soll, genau dosiert werden kann.
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Zudem ergibt sich eine gute Verteilung der Feuchtigkeit während der
Durchmischung und Einarbeitung der unterschiedlichen Zusätze. Darüberhinaus braucht
unter dem anschließend wirkenden Außendruck die Feuchtigkeitsmenge nicht so genau
eingehalten werden, auch eine Verdampfung durch die Massetemperatur wird unterdrückt.
Das nach der Erfindung gewählte Fertigungsverfahren kann weiter verbessert werden,
wenn zur Kühlung der extrudierten Schichten eine stufenweise Kühlung auf den Endwert
vorgenommen wird. Damit wird der Vorteil einer besseren Feuchtigkeitsdurchdringung
bei wärmerem Kühlwasser ausgenutzt. Hinzu kommt, daß
bei einer
ausschließlichen Kühlung in der dem Extruder nachfolgenden Rohrstrecke keine oder
nur vernachlässigbare Mikrovoids auftreten. Dies hätte besondere Vorteile bei der
Herstellung elektrischer Kabel für den Einsatz bei höheren Spannungen, insbesondere
für die Fertigung auch deshalb, weil durch den erfolgenden Auftrieb der Isolierung
das Kabel selbst rund gehalten wird.
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Wird die zur Vernetzung erforderliche Feuchtigkeit im Anschluß an
die Gas-Druck-Rohrstrecke während des Durchlaufens einer Druckwasserkiihlung eingebracht,
dann kann eine trockene Gas-Druckstrecke der Aufpfropfung und einer Blasenunterdrückung
dienen, während die Druckwasserkühlung die eigentliche Vernetzung des Extrudates
übernimmt. Eine bessere und schnellere Vernetzung, die wiederum eine Erhöhung der
Fertigungsgeschwindigkeit mit sich bringt, läßt sich durch eine Warm- bis Kaltdruckwasserkühlung
erreichen.
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Selbstverständlich ist es auch möglich und für manche Zwecke auch
vorteilhaft, wenn die Vernetzung erforderliche Feuchtigkeit nach dem Durchlaufen
der gasgefüllten Rohrstrecke und einer gegebenenfalls nachgeschalteten Gaskühlstrecke
durch die Einwirkung einer Wasserdampfatmosphäre, beispielsweise mittels einer Sauna
vorgenommen wird. Das würde dazu führen, daß zunächst eine Gasdruckabkühlung auf
z. B. 1100 C vorgenommen wird, wobei Blasenbildungen vermieden werd-en und die extrudierte
Masse eine höhere Festigkeit aufweist. Die Vernetzung konnte dann z. B. bei 1 bar
Wasserdampf erfolgen, wobei eine zügige Feuchtigkeitsaufnahme und anschließende
Vernetzung möglich ist.
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Wie bereits erwähnt, ist das Verfahren nach der Erfindung für beliebige
Produkte anwendbar, die kontinuierlich hergestellt und mit einer vernetzbaren Umhüllung
versehen werden sollen.
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Besondere Vorteile bringt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
jedoch für die Herstellung elektrischer Kabel und Leitungen. Denn hierbei kommt
es vor allem darauf an, daß die *hier
im Schichtenaufbau eines
elektrischen Kabels verwendeten thermoplastischen oder elastomeren Werkstoffe optimal
verarbeitet werden und dabei Eigenschaften erreichen, die einen betriebssicheren
Einsatz auch bei hohen und höchsten Spannungen garantieren. Es bringt deshalb besondere
Vorteile, wenn die Isolierung und/oder die angrenzenden Leitschichten nach Durchlaufen
der Rohrstrecke ganz oder teilweise durch Feuchtigkeitseinwirkung vernetzt werden.
Eine Teilvernetzung hat bereits den Vorteil, daß zumindest die bekannten Riefen
auf der Oberfläche, Deformationen äußerer Hüllen usw. vermieden werden.
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Auf grund der durch eine Vernetzung erzielbaren günstigeren Eigenschaften
wird nach Möglichkeit eine Vernetzung über den gesamten Querschnitt verlangt. Diese
Vernetzung z. B. der Umhüllung eines elektrischen Kabels soll nach Möglichkeit nach
dem Auslaufen aus der Fertigungsstraße bzw. in einem absehbaren Zeitraum danach
gewährleistet sein. Man kann dabei aber auf eine vollständige Vernetzung mit Rücksicht
auf höhere Fertigungsgeschwindigkeiten nach Verlassen der Fertigungsanlage verzichten,
wenn z. B. durch Steuerung des Vernetzungsmechanismus und Wahl geeigneter Randbedingungen
dafür gesorgt wird, daß, wenn die überwiegende und schließlich vollständige Vernetzung
innerhalb der nächsten Tage erfolgt, diese Vernetzung auch unabhängig von den dann
jeweils wirkenden Umwelteinflüssen stattfindet, d.h.
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daß dieser Vorgang mit Sicherheit wiederholbar ist.
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Jedes elektrische Kabel weist in seinem Aufbau mehrere aus extrudierbaren
Werkstoffen hergestellte Schichten auf. In Durchführung der Erfindung kann z. B.
der äußere Schutzmantel durch Feuchtigkeitseinwirkung vernetzbar sein. Wegen der
verhältnismäßig großen Oberfläche bei geringer Wanddicke dieses Materials ist eine
verhältnismäßig geringe Feuchtigkeitseinwirkung erforderlich, was einen hohen Abzug
im Fertigungsprozeß erlaubt.
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Eine weitere vorteilhafte Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung
bei der Herstellung elektrischer Kabel und Leitungen
ist die, wenn
eine oder mehrere der im Kabelaufbau vorgesehenen extrudierbaren Schichten aus einem
unter der Einwirkung von Feuchtigkeit und peroxidisch vernetzten Werkstoff besteht.
Diese Kombination von einer oder mehreren Schichten unterschiedlichen Vernetzungsmechanismusses
läßt eine weitere Optimierung und Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse bei
der Herstellung elektrischer Kabel zu. Das gilt auch für den Herstellungsprozeß
solcher Kabeltypen. In diesem Zusammenhang kann es weiter von Vorteil sein, wenn
jede der oben erwähnten Schichten aus mindestens zwei weiteren Schichten mit Werkstoffen
unterschiedlichen Vernetsungsmechanismus besteht. Hierdurch ist eine bessere Ausnutzung
der verschiedenen Materialeigenschaften, die sich durch die unterschiedlichen Vernetzungssysteme
ergeben, möglich. Auch dürfte sich eine Erhöhung der Spannungsfestigkeit in all
den Fällen ergeben, wo die Schichten eine erhöhte Durchschlagfestigkeit aufweisen
sollen. Z. B. in die Isolierung hineinwachsende Bäumchen könnten durch Schichten
veränderten Vernetsungsmechanismus an einem Weiterwandern zumindest für kürzere
oder längere Zeit gehindert werden.
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Der Aufbau aus mehreren Schichten kann weitere Vorteile dadurch bringen,
daß an den Nahtstellen eine Anhäufung im Isoliermaterial wandernder Chemikalien
auftritt, so daß hier eine Art spannungsstabilisierender Effekt auftritt. Durch
unterschiedliche Abkühlvorgänge, unterschiedlich kontrahierende Materialien, z.B.
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gefüllte oder ungefüllte Werkstoffe, Diffusion der eingesetzten Materialien
usw. kann darüber hinaus eine Beeinflussung der Material struktur an den Nahtstellen
der Schichten auftreten, die ebenfalls zu einer Erhöhung der elektrischen Festigkeit
führt, wenn es sich bei dem verwendeten Material z. B. um die Isolierung elektrischer
Hoch- oder Höchstspannungskabel handelt.
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Bekannt ist es, daß Spaltprodukte aufgrund des Peroxid-Vernetzungssystems
nach dem Abschluß der Vernetzung spannungsstabilisierend in der Isolierung wirken.
Durch Wärme und Vakuum von außen wandern diese Stoffe aus der Isolierung heraus.
Durch den nach der Erfindung vorgeschlagenen schichtweisen Aufbau der
Isolierung
oder anderer im Kabelaufbau vorgesehener Schichten werden Sperren an den Grenzflächen
eingebaut, so daß die Flüchtigkeit der Spaltprodukte ganz oder überwiegend verhindert
wird.
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In Weiterführung dieses Gedankens können die jeweiligen ?Sperrschichten?1
in der Dicke unterschiedlich gewählt werden, es können aber auch einzelne Schichten
besonders als Prellschichten ausgebildet sein. Z. B. kann die Isolierung eines elektrischen
Kabels aus einer inneren Schicht aus einem durch Pfropfung von Silanen feuchtigkeitsvernetzbaren
Werkstoff bestehen, an die eine weitere Schicht aus einem gefüllten peroxidisch
vernetzbaren Material anschließt. Darüber als äußere Schicht folgt dann wieder eine
Schicht aus einem feuchtigkeitsvernetzbaren Werkstoff.
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Abweichend von einer Ausführung, bei der im Falle eines elektrischen
Kabels unterschiedliche Schichten mit verschiedenen Vernetzungsmechanismen verwendet
werden, kann es mitunter auch vorteilhaft sein, die einzelnen Schichten, wie Isolierung,
Leitschichten, Mantel und dergl. aus einem Gemisch von Werkstoffen mit unterschiedlichem
Vernetzungsmechanismus aufzubauen. Auf diese Weise kann über den Querschnitt der
Schicht eine Steuerung der Vernetzungsdichte erfolgen, so daß ein gegenüber bekannten
Aufbauten völlig neuer Strukturaufbau erreichbar ist. Die thermische Formbeständigkeit
kann dadurch erhöht werden, auch die Flüchtigkeit bestimmter Chemikalien, wie Alterungsschutzmittel,
Stabilisatoren und dergl. wird auf ein geringes Maß eingedämmt. Nach Wahl des Mischungsverhältnisses
der Werkstoffe mi t mit unterschiedlichem Vernetzungsmechanismus, das z. B. 30 Teile
silangepfropftes : 70 Teile peroxidisch vernetzbares Material oder umgekehrt beträgt,
ist auch eine Steuerung der Haftung, Verklebung oder Verschweißung mit den angrenzenden
Werkstoffen möglich. Eine solche Nischvernetzung, die mit dem Verfahren nach der
Erfindung erreicht werden kann, bringt durch die statistische Verteilung der Vernetzungsarten
werkstoffseitige
Vorteile mit sich. Das gilt für den Fall, daß die Mischung beim Extrudieren ungepfropftes
Material enthält.
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Im Falle der Mischung der materialien mit unterschiedlichen Vernetzungssystemen
werden von diesen auch unterschiedliche Vernetzungschemikalien miteingebracht. Durch
diffundirende Reste von Organosilanen oder Peroxid-Spaltprodukten, wie Acetophenon
und Cumylalkohol, können sich in der jeweiligen Schicht synergetische Wirkungseffekte
ergeben, die zu einer weiteren Verbesserung der Isolierung führen.
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Eine weitere Möglichkeit, durch einen Schichtenaufbau in Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung verbesserte elektrische Werte an Kabel- oder Leitungsisolierungen
zu erhalten, ist z. B. auch die, Kombinationen einzelner Schichten eines Vernetzungssystems
mit solchen gemischter Vernetzungssysteme zu wählen. So kann von der Gesamtisolierwandstärke
eines Kabels z. B. 2/3 aus vernetztem Polyäthylen und 1/3 aus einem VPE/ silangepfropften
PE-Gemisch bestehen. Auch eine solche Konstruktion läßt sich nur mit dem nach der
Erfindung vorgeschlagenen Verfahren herstellen.
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In Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind Vorrichtungen
der unterschiedlichsten Aufbauten geeignet. Vorteilhaft ist es z. B., wenn die unter
Druck stehende Rohrstrecke waagerecht oder geneigt angeordnet ist. Hierbei kann
man auf den Einsatz an sich bekannter, einfacher und viele Jahre lang erprobter
und weit verbreiteter Einrichtungen zurückgreifen, ohne daß Neuinvestitionen, zumindest
größeren Ausmaßes, erforderlich sind.
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Das gleiche gilt für den Fall, daß die unter Druck stehende Rohrstrecke
in Form einer an sich bekannten Kettenlinie verläuft. Auch in diesem Fall können
bereits auf dem Markt vorhandene billige wirtschaftliche Einrichtungen für den mittleren
und kleineren Abmessungsbereich eingesetzt werden.
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Die Anwendung der Erfindung auf solche an sich bekannte Anlagen bedeutet
darüberhinaus eine wesentliche Erhöhung der bisherigen Produktionsgeschwindigkeit,
die sich auf mindestens das Doppelte steigern läßt. So sind Steigerungen von den
bisherigen 150 bis 200 kg/h vom Extruder ausgestoßenen Polyäthylen auf 300 bis 450
kg/h möglich, da der Engpaß CV-Anlage nicht mehr gegeben ist.
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Ausgehend von den bekannten Anlagen kann man in Durchführung der Erfindung
bei kettenlinienförmig verlaufenden Rohrstrecken die Anlage in drei Zonen aufteilen,
z. B. in eine Gaszone von 200 bis 2100 C, eine kurze Warmwasserzone von 200 bis
800 C und den üblichen Bereich der Kaltwasserkühlung. Durch diese Drei erteilung
werden die vorhandnen EIeiz- und Kühlleistungen bekannter Anlagen voll ausgenutzt,
ohne das Gefahr besteht, daß auf Grund eines stark thermischen Unterschiedes im
Bereich des Wasserniveaus ein Verbiegen oder eine Beschädigung der Rohre befürchtet
werden muß. Die Anlage kann schonender betrieben werden, sie ist weniger reparatur-
und prüfanfällig.
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Eine weitere Möglichkeit des Einsatzes an sich bekannter Anlagen ist
noch die, daß die unter Druck stehende und Gasatmosphäre enthaltende Rohrstrecke
senkrecht angeordnet ist. Diese sogenannten Turmanlagen sind in der Hochspannungskabeltechnik
bereits bekannt, sie sind vor allem zu dem Zweck gebaut worden, um auch bei größeren
Isolierwandstärken für eine kreisrunde Form des extrudierten Produktes zu sorgen.
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In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß zur Erzielung einer Wasseratmosphäre
in einer der an die Gasstrecke sich anschließenden Rohrstrecke nicht nur Wasser
allein oder mit Zusätzen sondern auch Wasser enthaltende geeignete andere Medien
verwendet werden können. So sind z. B. mehrwertige Alkohole als Transportmedium
für die Feuchtigkeit geeignet, es können aber auch z. B. Wasser-Glykol-Gemische
vorteilhaft eingesetzt werden.
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Auch das Glycerin kann hierfür verwendet werden, da es selbst bereits
Feuchtigkeitsträger ist.
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Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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In der Fig. 1 ist eine sogenannte vertikale CV-Anlage beschrieben,
die insbesondere bei der Herstellung z. B. elektrischer Hochspannungskabel mit dickeren
Isolierwandstärken eine unerwünschte Verformung nach dem Extrusionsvorgang durch
das Eigengewicht des }Materials vermeidet. Diese Anlage besteht z. B. aus einer
die Kabelseele 1 umschließenden Kabelvorwärmung 2, einem Turmpodest 3 zur Aufnahme
des Extruders 4 mit dem Trichter 5, einem Umlenkrad 6 sowie dem an den Extruderkopf
7 anschließenden Teleskoprohr 8. Letzteres dient dazu, einen unmittelbaren Übergang
ohne Druckverlust zur Gesamtrohrstrecke 9 sicherzustellen, die in einem Umlenkbehälter
10 endet, von dem aus die isolierte Kabelseele durch eine Kühlzone 11 mittels eines
Raupenabzuges 12 abgezogen und gegebenenfalls aufgewickelt oder zur weiteren Verarbeitung
weitergeführt wird.
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Wesentlich für die Erfindung ist nun, daß für die Verarbeitung z.
B. der Isolierung eines elektrischen Kabels ungepfropftes oder gepfropftes Isoliermaterial
verwendet werden kann, das auf die Kabelseele in üblicher Weise aufextrudiert wird
und anschlid3end zur weiteren Behandlung in die eine Gasatmosphäre enthaltende,
unter Druck stehende Rohrstrecke 13 eingeführt wird. Für den Fall, daß im Extruder
4 ungepfropftes Material verwendet wird, geht man zweckmäßig so vor, daß das Basismaterial,
z. B. Polyäthylen oder eines seiner Copolymere, in den Trichter 5 des Extruders
4 eingegeben wird und auch die Zusätze, wie Stabilisatoren, Aktivatoren, Vernetzungsmittel
sowie das Silan oder die Silanverbindungen ebenfalls in das Basismaterial mit Hilfe
des Extruders eingemischt werden. Das so vorbereitete Material wird dann über den
Spritzkopf 7 auf die Kabelseele aufgebracht und gelangt anschließend in die Rohrstrecke
13, die in diesem Fall z. B. eine Gasatmosphäre in Form eines über 1800 C erwärmten
Stickstoffes oder eines anderen Schutzgases aufweist.
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Durch die hier schlagartig einsetzende Erwärmung der gespritzten Umhüllung
kommt es zur Pfropfung des bereits extrudierten
Materials, d. h.
das Silan oder die Silanverbindungen werden auf die Makromoleküle des eingesetzten
Basismaterials au£gepfropft.
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Durch den Kompaktierungseffekt des Druckes wird gleichzeitig jede
Blasenbildung, die bei Hochspannungskabeln zu Glimmentladungen führt, verhindert.
In dem anschließenden Teil der Rohrstrecke kann entweder ein feuchtes Gas oder auch
ein Kühlwasser oder ein anderes Feuchtigkeit enthaltendes Medium unter Druck angeordnet
sein, in das das Kabel nach Durchlaufen der Rohrstrecke 13 eingeführt wird. Die
Feuchtigkeit dringt in das nunmehr gepfropfte Material ein und führt dort zur unmittelbaren
Vernetzung der extrudierten Umhüllung. Vorteilhaft kann es noch sein, den Übergang
zwischen der eigentlichen Rohrstrecke 13 und der Kühlzone 14 mit einem möglichst
niedrigen Temperaturkoeffizienten auszubilden, so daß die Abkühlung auf den gewünschten
Wert durch stufenweise Kühlung in der Zone 14 und der Zone 11 erreicht wird.
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Der Extruder ist hier*auch in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt. Denn für den Fall, daß im Durchlauf mehrere Schichten übereinander
aufgebracht werden müssen, ist es selbstverständlich erforderlich, eine entsprechende
Anzahl von Extrudern im Tandem hintereinander anzuordnen oder die Anzahl der benötigten
Spritzköpfe entsprechend zu erhöhen. (Doppel- oder Dreifachspritzkopf) Für den Fall,
daß in Durchführung der Erfindung ein bereits gepfropftes Material verwendet wird,
wird dieses Material ebenfalls in den Trichter 5 des Extruders 4 eingeführt. Im
Gegensatz zum Ausführungsbeispiel mit noch ungepfropftem Material, bei dem dieses
im Extruder bereits auf Temperaturen von 1800 C und mehr erwärmt wird, reichen in
diesem Fall vorhandene Extruder mit einer Massetemperatur von höchstens 1800 C,
vorzugsweise 1200 bis 1400 C aus. Da eine Pfropfung im anschließenden Rohr nicht
erforderlich ist, werden auch nicht mehr die *und
hierfür geeigneten
verhältnismäßig hohen Temperaturen benötigt. Nan kann deshalb ganz auf eine Temperaturbehandlung
unter Druck und Feuchtigkeitseinwirkung verzichten, indem die Rohrstrecke 13 bereits
als Druckkühlzone verwendet wird.
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Diese hätte dann lediglich die Aufgabe, das für die Vernetzung erforderliche
Wasser in die Isolierung einzubringen. Da es aber in besonderen Fällen auch vorteilhaft
sein kann, nach dem Extrudieren noch eine Temperaturbehandlung vorzunehmen und da
außerdem oft durch Beaufschlagung einer temperierten Feuchtigkeit die Eindringgeschwindigkeit
der Feuchtigkeit in die Isolierung gefördert werden kann, wird man in der Rohrstrecke
13 auf höchstens 1800 C erwärmtes feuchtes Gas einsetzen, so daß die Feuchtigkeit
unter dem herrschenden Druck schnell in die Isolierung eindringt und geringe Verweilzeiten
in der Rohrstrecke erforderlich sind.
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Um sicherzustellen, daß insbesondere bei einer unmittelbaren Druckkühlung
im Anschluß an die Extrusion ausreichend Wasser zur Verfügung steht, wenn die Vernetzung
eingeleitet wird, kann es mitunter auch vorteilhaft sein, die zur Vernetzung erforderliche
Feuchtigkeit im Extruderzylinder oder im Extruderkopf unmittelbar einzuführen. Die
Schnecke des Extruders wird dann für eine gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit
sorgen.
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In all den Fällen jedoch, wo es auf hohe Fertigungsgeschwindig keiten
ankommt und wo Produkte mit nicht extremer Wandstärke gefahren werden sollen, hat
sich die in der Fig. 2 dargestellte kettenlinienförmig ausgebildete Rohrstrecke
als vorteil-haft erwiesen. Diese ebenfalls wieder schematisch dargestellte Anlage
besteht aus dem zweckmäßig auf einem Podest 16 angeordneten Schubrad 17, über das
die Kabelseele 18 geführt, umgelenkt und dem auf dem Podest 16 ebenfalls angeordneten
Extruder 19 zugeführt wird. Der Extrudertrichter ist mit 20 bezeichnet, das anschließende
Teleskoprohr trägt die Ziffer 21. Ohne Druckverlust schließlich schließt sich an
das Teleskoprohr 21 die Rohrstrecke 22 an, die z. B. als Heizstrecke ausgebildet
ist, indem
das dort befindliche Gas durch eine Beheizung der Rohrwandung
auf die notwendige Temperatur gebracht wird. Durch eine nicht näher dargestellte
Schleuse 23 gelangt das Kabel dann in die Rohrstrecke 24, die z. B. mit Wasser,
jedoch noch erhöhter Temperatur, gefüllt ist und zum Einbringen der für die Vernetzung
erforderlichen Feuchtigkeit dient. Das in sich geschlossene Umlenkrad ist mit 25
bezeichnet, an dieses Umlenkrad schließt sich eine weitere Kühlzone 26 an. Zur Abdichtung
nach außen dienen die Labyrinthdichtungen 27, die die ummantelte Seele nach draußen
führen, wo sie von dem Raubabzug 28 erfaßt und weitertransportiert wird.
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Bezüglich der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung gilt
das gleiche wie für das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1. Je nach Wahl des Werkstoffes,
d. h., ob gepfropftes oder ungepfropftes Material verwendet wird, wird die Extruder-Massetemperatur
auf höchstens 1800 C oder über 1800 C gebracht, so daß zumindest eine teilweise
Pfropfung erfolgt. Die anschließende Rohrstrecke 22, die mit einem Gas unter Druck
beaufschlagt ist, kann ihrerseits beheizt sein, wenn es darauf ankommt, das ungepfropfte
und extrudierte Material zu pfropfen.
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In diesem Fall erfolgt dann die erste Abkühlung und Beaufschlagung
mit dem zur Vernetzung erforderlichen Wasser nach Durchlaufen des Wasserüberganges
23 im Bereich 24 und wird dann vorzugsweise in Form einer stufenweisen Abkühlung
in der Kühlzone 26 fortgesetzt.
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Für den Fall jedoch, daß bereits gepfropftes Material verwendet wird,
kann auf eine Heizung der Rohrstrecke 22 überhaupt verzichtet und stattdessen bereits
diese Rohrstrecke zur ersten Druckkühlung herangezogen werden. Hier kann auch ein
feuchtes Gas verwendet werden, so daß bereits eine gewisse Eindiffusion für die
Vernetzung benötigter Feuchtigkeit stattfinden kann. Die nachfolgenden Kühl strecken
24 und 26 können dann zur weiteren stufenweisen Abkühlung bis auf den Endzustand
herangezogen werden.
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* Gas-
In den Fig. 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele
elektrischer Einleiter-Hochspannungskabel beschrieben, deren Isolierung einen besonderen
Aufbau aufweist. Nach der Fig. 3 ist der Leiter 30 des elektrischen Kabels, der
aus einer Vielzahl verseilter Einzeldrähte bestehen kann, von der inneren Leitschicht
31 überdeckt. Es folgt die Isolierung 32, die in Durchführung der Erfindung aus
Teilschichten 33, 34 und 35 aufgebaut ist. Hierin bestehen z. B. die Schichten 33
und 35 aus einem durch Aufpfropfen auf die Basismoleküle des Polyäthylens unter
der Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzbaren Material1 während die Schicht 34 aus
einem peroxidisch vernetzten Polyäthylen besteht. £Mit 36 ist die äußere Leitschicht
bezeichnet, 37 ist die Bewehrung des elektrischen Kabels und 38 der Außenmantel
erhöhter mechanischer Festigkeit. Statt des dargestellten Schichtenaufbaus der Isolierung
kann man auch so vorgehen, daß eine oder beide der Schichten 33 und 35 aus einem
peroxidisch vernetzten Material bestehen, während die dazwischen liegende Schicht
34 aus einem unter der Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzten lshterial aufgebaut
ist.
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Durch Wahl der Schichtdicke der einzelnen Teilschichten läßt sich
eine Anpassung an die jeweiligen Fertigungsbedingungen erreichen, ebenso kann eine
Anpassung an die geforderten Eigenschaften, wie elektrische Festigkeit, mechanische
Stabilität und dergl. erreicht werden.
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Einen von der Fig. 3 abweichenden Aufbau zeigt die Fig. 4.
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Hier besteht der Innenleiter 39 aus einer Vielzahl miteinander verseilter
Einzeldrähte, die zur Vermeidung von Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche und damit
Ausbildung von Feldstärkenspitzen von der inneren Leitschicht 40 überdeckt sind.
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Die anschließende Isolierung ist mit 41 bezeichnet. In Durchführung
der Erfindung besteht sie nicht aus einzelnen übereinander angeordneten Schichten
entsprechend Fig. 3, sondern aus Bereichen unterschiedlicher Vernetzungsmechanismen.
So sind z. B. die den Leitschichten 40 und 45 zugekehrten Bereiche 42 und 43 aus
einem Material hergestellt, das peroxidisch vernetzt ist, während der Bereich 44
aus einem im wesent-
lichen unter der Einwirkung von Feuchtigkeit
vernetzten Material besteht. Mit 46 ist wiederum die Bewehrung des elektrischen
Kabels bezeichnet, während 47 den äußeren mechanischen widerstandsfähigen Mantel
darstellt.
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Umgekehrt können selbstverständlich auch die Bereiche 42 und 43 aus
einem unter der Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzbaren Material bestehen, während
der Bereich 44 aus einem peroxidisch vernetzten Werkstoff aufgebaut ist. Wenn letzterer
Bereich noch gefüllt ist, ergibt sich eine besonders günstige Ausbildung einer "Prellschicht"
gegen "water treeing".
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Abweichend hiervon ist es aber auch möglich, auf einzelne Bereiche
überhaupt zu verzichten und ein Gemisch aus einem peroxidischen und unter der Einwirkung
von Feuchtigkeit vernetzbaren Material herzustellen und zu extrudieren, so daß sich
die unterschiedlichen Vernetzungsarten weitgehend gleichmäßig über den Gesamtquerschnitt
verteilen. Die Verteilung läßt sich dann noch dadurch steuern, daß der Anteil der
einen und der anderen Vernetzungsart durch Zugabe der geforderten Vernetzungschemikalien
in ein bestimmtes Verhältnis gebracht wird. In diesem Fall, aber auch in dem vorhergehenden
kann es dabei vorteilhaft sein, den für die Feuchtigkeitsvernetzung benötigten Silanol-Kondensationskatalysator
in die Schicht oder den Bereich aus peroxidisch vernetzbarem Material einzubringen,
so daß dieser erst nach dem Extrusionsprozeß an die Stelle diffundiert, wo er benötigt
wird.
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Für die einzelnen Bereiche und/oder Schichten können auch, angepaßt
an die gestellten Anforderungen, unterschiedliche Dicken gewählt werden. Der Aufbau
der Bereiche und/oder Schichten kann aber auch vorteilhaft aus einer Kombination
mit gemischten Schichten bestehen, z. B. innen 2/3 vernetztes Polyäthylen, außen
1/3 vernetztes Polyäthylen im Gemisch mit silangepfropftem Polyäthylen. Vernetzungen
mit einem solchen Mischmaterial lassen sich mit anderen bekannten Verfahren und
Vorrichtungen ebenfalls nicht erreichen.