DE2809266C3 - Vorrichtung zur Herstellung einer Koaxialkabelseele - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung einer Koaxialkabelseele

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Koaxialkabelseele, bestehend aus einem Extruder zur gleichzeitigen Herstellung einer oder mehrerer wendeiförmiger Abstandsrippen auf der Umfangsfläche eines Innenleiters, sowie eines den Außenumfang der Abstandsrippen umschließenden, schlauchförmigen Mantels aus einem Kunststoff-Isoliermaterial, einer gekühlten Kalibriervorrichtung zur Einstellung des Außendurchmessers des Mantels und einem Wasserbad zur Kühlung der extrudierten Isoliermaterialien.
Für Koaxialkabel wurden bisher verschiedene Arten von Isolierschichten vorgeschlagen, um eine niedrige (absolute) Dielektrizitätskonstante und verbesserte mechanische Festigkeit zur gewährleisten. Bei einem Kabel dieser Art wird ein Polyethylenstreifen oder -band mit rechteckigem Querschnitt unter Bildung einer wendeiförmigen Abstandsrippe entsprechend um den Innenleiter herumgewickelt, und anschließend wird durch Extrudieren eines Polyethylenschlauches über dieser Anordnung eine Isolierhülle um die Abstandsrippe herum ausgebildet. Wahlweise können dabei die wendeiförmige Rippe und die diese umschließende Hülle durch gemeinsames Extrudieren bzw. Strangpressen von Kunststoff oder -harz gleichzeitig auf dem Innenleiter hergestellt werden.
Bei der Herstellung einer Koaxialkabelseele mit Hilfe eines Extruders, bei der gleichzeitig wendeiförmige Abstandsrippen auf der Umfangsfläche eines Innenleiters hergestellt werden, die von einem schlauchförmigen Mantel umschlossen sind, ergibt sich bei der Abkühlung des gesamten Gebildes nach Verlassen des Extruders
ίο ein schwerwiegendes Problem, da nämlich bJ der Abkühlung — wie dies gemäß dem Stand der Technik vorgenommen wurde — sowohl der schlauchförmige Mantel als auch die wendeiförmigen Abstandsrippen im wesentlichen gleichzeitig abgekühlt werden, wobei sich jedoch auch eine Verkürzung der Länge des schlauchförmigen Mantels einstellt, was im Endeffekt dazu führt, daß sich beim Abkühlen der schlauchförmige Mantel radial zusammenzieht Dadurch werden jedoch die wendeiförmigen Abstandsrippen in ungünstiger Weise verformt
Aus der DE-OS 14 90 087 ist bereits eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines hohlraumisolierten elektrischen Leiters mit wendeiförmigen Abstandshaltern bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem Spritzkopf mit einem feststehenden äußeren Teil und einem konusförmigen, in das äußere Teil eingesetzten, um seine Längsachse rotierenden inneren Teil, wobei ein an der Ai.striltsöffnung des thermoplastischen Materials auf dem inneren Teil sitzender Dorn
JO vorgesehen ist. Das wesentliche dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß der Dorn außer der zentralen Bohrung zur Durchführung des elektrischen Leiters eine oder mehrere in Achsrichtung verlaufende nutförmige Einkerbung aufweist, deren Kanten an der Außenöffnung mit der zentralen Bohrung zusammenfallen, und daß eine gleiche Anzahl weiterer, symmetrisch zur zentralen Bohrung angeordneter Bohrungen vorgesehen ist. Im Anschluß an den Spritzkopf ist bei dieser bekannten Vorrichtung eine Kalibriereinrichtung vorgesehen, die als doppelwandiges Rohr zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet ist, und die mit Ein- und Auslaßstutzen versehen ist. Über diese Ein- und Auslaßstutzen wird ein Kühlmittel eingeführt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zur Herstellung einer Koaxialkabelseele der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß bei vergleichsweise hoher Produktionsgeschwindigkeit eine ungünstige Verformung der Abstandsrippen aufgrund thermischer Kontraktion wirkungsvoll vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kalibriervorrichtung mit Bohrungen versehen ist. die bis in den Innenraum der Kalibriervorrichtung reichen und über die das Kühlwasser aus der übrigen Kühlvorrichtung angesaugt wird.
Es wird also unmittelbar nach Verlassen des Extruders der schlauchförmige Mantel sehr stark abgekühlt, wodurch die radiale Kontraktion des schlauchförmigen Mantels stattfinden kann, während jedoch die innere, wendeiförmige Abstandsrippe noch plastisch verformbar ist. Dadurch können die aufgrund der Kontraktion des schlauchförmigen Mantels auftretenden radial verlaufenden Kräfte keine elastische Verformung der inneren, wendeiförmigen Abstandsrippen hervorrufen und es bleiben auch keine mechanischen Spannungen zwischen der wendeiförmigen Abstandsrippe und dem schlauchförmigen Mantel bestehen, so daß die Möglichkeit geschaffen wird,
sowohl den schlauchförmigen Mantel als auch die wendeiförmige Abstandsrippe während der Herstellung in einen spannungslosen Zustand zu bringen.
Das Kühlwasser wird unmittelbar zwischen der Innenwandung der Kalibriervorrichtung und der Mantelfläche des schlauchförmigen Mantels hindurchgeführt, so daß dadurch eine besonders intensive und schnell wirkende Kühlung und auch Schmierung des Mantels herbeigeführt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vorrichtung nach dem Anspruch 1 sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 beschrieben.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch die wendeiförmige Isolierschicht,
F i g. 2(a) bis 2(b) Querschnitte durch die wendeiförmige Isolierschicht während verschiedener Abkühlstufen,
F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Kühl- und Kalibriervorrichtung,
F i g. 4 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform.
Bei einem bekannten Verfahren wird die Isolierschicht durch Extrudieren eines aufgeschmolzenen Kunststoffs unter Bildung einer Wendelrippe auf dem laufenden Innenleiter ausgebildet, wobei die gleichzeitig extrudierte Außenhülle mit dem Stegteil der Rippe verschmolzen wird. Gemäß F i g. 1 wird beispielsweise ein von einer Vorratsrolle 3 aus zugeführter Innenleiter 1 durch Richtwalzen 4 zur Beseitigung etwaiger Biegung oder Verformung infolge des Aufwickeins auf die Vorratsrolle geführt, worauf der begradigte Innenleiter über einen Vorwärmer 5 zu einem Doppelextruder 6 gefördert wird. Die Koaxialkabelsee-Ie besteht gemäß Fig. 1 aus dem Innenleiter 1, einer Isolierschicht 2, einer wendelförmig gewickelten Rippe 2a und einem diese umschließenden, schlauchförmigen Mantel 2b.
Gemäß Fig. 2(a) ragt die Rippe 2a unmittelbar nach dem Durchir-Jf durch eine Kalibriervorrichtung radial nach außen. Wenn jedoch die Extrusions- oder die Leiter-Vorschubgesrhwindigkeit zunimmt, erfährt die Rippe im Verlauf der Verfestigung allmählich eine Krümmung gemäß F i g. 2(b), wobei sich die Krümmung nach Abschluß der Erstarrung gemäß F i g. 2(c) noch verstärkt. Diese Erscheinung laß; sich wie folgt erklären: Beim gleichzeitigen Extrudieren des Kunststoffs für die Ausbildung von Rippe und schlauchform!· gern Mantel wird die Rippe an ihrem Fußteil mit dem Innenleiter und an ihrem LiVegteil mit der Innenumfangsfläche des Mantels verschmolzen. Da der Mantel beim Durchlauf ciiirch eine Kalibriervorrichtung zur Einstellung ihres Außendurchmessers radial nach außen aufgeweitet bzw. gedehnt wird, tritt keine Krümmung der Rippe auf. Da sich jedoch beim anschließenden Kühlvorgang der schlauchförmige Mantel in Längsrichtung stärker zusammenzieht als der Innenleiter, wird durch die dabei auf den Fußteil der Rippe ausgeübte Zugspannung die Krümmung gemäß F i g. 2(b) und 2(c) hervorgerufen. Eine derart verformte Rippenisolierschicht, wie sie in F i g. 2(c) gezeigt ist, besitzt keine hohe mechanische Festigkeit und keine Gleichförmigkeit über ihre Länge hinweg, so daß ein Koaxialkabel mit einer solchen Isolierschicht einen mangelhaften Hochfrequenz.-Übertragungsfaktor und mangelhafte mechanische Festigkeitseigenschaften besitzt.
Gemäß F i g. 3 wird eine Isolierschicht 2, die aus einer mittels eines Doppelextruders 6 um den Außenumfang eines Innenleiters 1 wendelförmig herum gespritzten Rippe 2a und einem gleichzeitig auf den Außenumfang der Rippe extrudierten schlauchförmigen Mantel 2b besteht, durch eine Vakuum-Kalibriervorrichtung 7 geleitet, um den Manteldurchmesser über die Gesamtlänge des Mantels gleichmäßig einzustellen und Rippe und Mantel miteinander zu verschmelzen. Die Kalibriervorrichtung besteht aus einem Einlad-Kalibrierformteil 11, einem Zwischen-Kalibrierformteil J2 und einem Auslauf-Kalibrierformteil 13. An den Enden des Zwischen-Kalibrierformteils 12 sind Bohrungen !4 vorgesehen, um Wasser aus einem mit dem Auslauf-Ka-Iibrierformteil 13 verbundenen Kühlwasserbad 8 durch den Zwischenraum zwischen dem Kalibrierformteii und dem Mantel anzusaugen und auszustoßen. Durch diese anfängliche Berührung mit dem Wasser wird eine Vorkühlung erreicht und der Wärmeschock beim Eintritt der Isolierschicht in das Kühlbad verringert, wodurch die Längskontraktion des Mantels und die davon herrührende Radialverformung der Abstandsrippe herabgesetzt werden. Außerdem wird hierdurch der Mantel bei ihrem Durchlauf durch die Kalibrierformen geschmiert. Nach dem Durchlauf durch die Vakuum-Kalibriervorrichtung tritt die Isolierschicht 2 in das Kühlwasserbad 8 ein, in welchem mindestens eine zusätzliche Kalibrierform 15 vorgesehen ist, welche den Mantel zwangsweise an einer Kontraktion in Längsrichtung hindert.
Wenn das Extrudieren hier mit hoher Geschwindigkeit erfolgt, bleibt der Außendurchmesser des Mantels über seine Gesamtlänge hinweg im wesentlichen gleichmäßig, während gleichzeitig die nachteilige Krümmung der Abstandsrippe nach Abschluß der Kühlung und Verfestigung vermieden wird.
F i g. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher das Kühlwasserbad in zwei Bäder 8a und Sb unterteilt ist, wobei in dem mit der Vakuum-Kalibriervorrichtung 7 verbundenen Bad 8a mindestens eine Kalibrierform 15 angeordnet ist. Diese Ausführungiform bietet dieselben Vorteile wie die zuerst beschriebene Ausfuhrungsform.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Herstellung einer Koaxialkabelseele, bestehend aus einem Extruder zur gleichzeitigen Herstellung einer oder mehrerer wendeiförmiger Abstandsrippen auf der Umfüngsfläche eines Innenleiters, sowie eines den Außenumfang der Abstandsrippen umschließenden, schlauchförmigen Mantels aus einem Kunststoff-Isoliermaterial, einer gekühlten ICalibriervorrichtung zur Einstellung des Außendurchmessers des Mantels und einem Wasserbad zur Kühlung der extrudierten Isoliermaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibriervorrichtung (7) mit Bohrungen (14) versehen ist, die bis in den Innenraum der Kalibriervorrichtung (7) reichen und über die das Kühlwasser aus der übrigen Kühlvorrichtung (8) angesaugt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruck-Kalibriervorrichtung (7) einen in der Nähe des Extruders (6) angeordneten Einlauf-Kalibrerformteil (11), einen Zwischen-Kalibrierformteil (/2) und einen dem Wasserbad (8) nahe gelegenen Auslauf-Kalibrierformteil (13) aufweist und daß die Bohrungen (14) im Zwischenformteil vorgesehen sind, über weiche Wasser aus dem Wasserbad (8) über den Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche des Zwischen-Kolibrierformteils (12) und dem Außenumfang des Mantels ansaugbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasserbad mindestens eine zusätzliche Kalibrierform (15) zur Verhinderung einer Längskontraktion des Mantels bei seinem Durchlauf vorgesehen is'..
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser, ad in zwei Bäder unterteilt ist, von denen das eine mit der Unterdruck-Kalibriervorrichtung verbunden und mit mindestens einer zusätzlichen Kalibrierform (15) zur Verhinderung einer Längskontraktion des Mantels bei seinem Durchlauf versehen ist.
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