DE2940723A1 - Verfahren zur herstellung eines hochfrequenz-koaxialkabels - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines hochfrequenz-koaxialkabels

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Description

Beschreibung:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenz-Koaxialkabels, wobei auf einen Innenleiter ein Isoliermantel aus thermoplastischem Kunststoff durch Extrudieren des Kunststoffes kontinuierlich aufgetragen wird, und aus dem aufgetragenen Kunststoff scheibenförmige Abstandshalter (Abstandsscheiben) für die Abstützung eines Außenleiters oder eines Isolierschlauches geformt werden.
Die Abstandsscheiben eines Hochfrequenz-Koaxialkabels haben die Aufgabe, den Außenleiter koaxial zum Innenleiter zu halten. Oft wird gefordert, daß Hochfrequenz-Koaxialkabel längs wasserdicht sind, d.h. daß in das Kabel an einer Beschädigungsstelle eingedrungenes Wasser längs des Kabels nicht vordringen kann. Um dies zu erreichen, muß der Hohlraum des Kabels in Längsrichtung in Kammern unterteilt sein. Als Unterteilungswände können die genannten Abstandsscheiben benutzt werden. Die Abdichtung ist besonders zuverlässig, wenn die Abstandsscheiben mit dem isolierenden überzug des Innenleiters aus einem Stück bestehen.
Hochfrequenz-Kabel mit einem isolierenden Überzug auf dem Innenleiter haben gegenüber Hochfrequenz-Kabeln, bei denen der Innenleiter nicht isoliert ist, den Vorteil, daß ein infolge von Beschädigungen entstehender Wassereinbruch in den Raum zwischen Außenleiter und Innenleiter nicht zu einem Kurzschluß zwischen Außenleiter und Innenleiter führt. Ein solcher Kurz-
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Schluß durch eingedrungenes Wasser ist zwar für die übertragung der Hochfrequenz-Signale ohne wesentlichen Nachteil, jedoch werden Innenleiter und Außenleiter häufig gleichzeitig für die Zuleitung einer Speisespannung zu Zwischenverstärkern benutzt. Bei einem Kurzschluß würde diese Speisespannung zusammenbrechen .
Bei einem bekannten Verfahren der genannten Art (DE-GMS 1 949 796) wird der um den Innenleiter gespritzte Kunststoff in Abständen aufgeblasen, wobei sich torusförmige Blasen
^0 bilden, die in axialer Richtung zusammengepreßt werden, wobei die gegenüberliegenden Wände miteinander verschweißt werden. Bei diesem Vorgang besteht die Gefahr, daß der Isoliermantel im Bereich zwischen zwei Abstandsscheiben deformiert wird, da ja die Blasenwände zunächst einen relativ großen Abstand
^5 voneinander haben, der auf Null reduziert werden muß, was Axialverschiebungen der Blasenwände relativ zum Innenleiter mit sich bringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Abstands- ^O scheiben frei von Hohlräumen und inneren Verschweißungsstellen sind und bei der Bildung der Abstandsscheiben eine Deformation des Innenleiterüberzuges im Bereich zwischen den Abstandsscheiben nicht stattfindet.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an den Stellen, an denen Scheiben gebildet werden sollen, im Kunststoff-Überzug des Innenleiters Materialanhäufungen gebildet werden und daß aus diesen Materialanhäufungen im noch plastischen Zustand des Kunststoffes durch Zusammenpressen des Kunststoffes massive Abstandsscheiben geformt werden.
Bei diesem Verfahren wird der überzug im Bereich zwischen zwei Abstandsscheiben durch die Formgebung der Scheiben nicht ge-
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stört, da zunächst in diesem überzug eine derartige Verdickung gebildet ist, daß dieses Material für die Bildung einer Abstandsscheibe ausreichend ist, so daß ein Heranziehen von Material aus dem übrigen Überzugsbereich nicht erforderlich ist. Man gewinnt dadurch den Vorteil, daß der Isolierüberzug überall die gleiche Dicke aufweist, so daß keine Gefahr besteht, daß der überzug durchbrochen wird. Ferner gewinnt man den Vorteil, daß die Abstandsscheiben sehr stabil sind und eine exakte geometrische Form aufweisen, wodurch ein Außenleiter oder ein Isolierschlauch genau konzentrisch zum Innenleiter gehalten werden. Der Kunststoffüberzug hat wegen des direkten Extrudierens des Kunststoffes auf den Innenleiter über seine gesamte Länge eine sehr gute Haftung am Innenleiter, da nicht, wie bei dem bekannten Verfahren, in der Abkühlungsphase befindliches Material längs der Oberfläche des Innenleiters verformt wird. Bei einer Verformung in der Abkühlungsphase nämlich geht der Kunststoff mit dem Innenleiter eine intensive Verbindung nicht mehr ein.
Besonders vorteilhaft ist die Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 2, weil in diesem Falle mit geringem maschinellem und steuerungstechnischem Aufwand gearbeitet werden kann. Man kann jedoch auch gemäß Anspruch 3 Materialanhäufungen z.B. dadurch bilden, daß der Materialfluß des flüssigen Kunststoffes variiert wird, während die Vorschubgeschwindigkeit des Innen leiters konstant bleibt. Man kann auch gemäß Anspruch 4 beide Maßnahmen miteinander kombinieren, d.h. sowohl einen pulsierenden Materialfluß vorsehen als auch die Vorschubgeschwindigkeit des Innenleiters variieren. Man könnte auch bei konstanter Fördergeschwindigkeit für den flüssigen Kunst-3Q stoff die Spritzdüse relativ zum Innenleiter bewegen und dadurch diq erwünschten Materialanhäufungen erhalten.
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COFT
Die Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 5 hat den Vorteil/ daß für die Formung aller Abstandsscheiben die gleichen Bedingungen gegeben sind, so daß alle Abstandsscheiben exakt gleich geformt werden. Unter die Erfindung fällt jedoch auch ein Verfahren, bei dem zwei oder mehr Abstandsscheiben gleichzeitig geformt werden.
Mit der Weiterbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 6 gewinnt man ein längswasserdichtes Kabel, da der Bereich zwischen zwei Abstandsscheiben eine geschlossene Kammer darstellt. Wenn infolge einer Kabelbeschädigung in eine solche Kammer Wasser eindringt, kann dieses Wasser nicht in die benachbarten Kammern vordringen, so daß das Kabel insgesamt funktionsfähig bleibt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Extruder für Kunststoff, eine Transporteinrichtung für den Innenleiter und ein Formwerkzeug für Abetandsscheiben aus mindestens zwei Teilen, die relativ zum Innenleiter radial oder mit radialer Komponente beweglich sind, wobei der Innenleiter bei geöffnetem Formwerkzeug relativ zu einer ihn umgebenden Düse des Extruders bewegt und dabei der Innenleiter-Überzug geformt wird. Mit einer solchen Vorrichtung wird der Innenleiter-Uberzug also nicht innerhalb einer geschlossenen Spritzform gebildet, sondern durch Aufspritzen eines Kunststoffschlauches auf den Innenleiter. Dadurch vermeidet man Nahtstellen, die Ausgangsstellen für Beschädigungen des Überzuges bilden können. Das Umspritzen eines Innenleiters
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innerhalb einer Spritzform ist aus der DE-PS 847 028 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren sind Nahtstellen am überzug unschädlich, da ohnehin vorgesehen ißt, daß der Innenleiter-Überzug im Bereich zwischen zwei Scheiben zerbrochen wird. in der genannten Patentschrift geht es also nur um die Bildung von Abstandsscheiben und nicht zugleich um eine Isolierung des Innenleiters.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform für die Vorrichtung ist im Anspruch 8 angegeben. Durch Benutzung des Extruders zugleich zur Formung der Scheiben kann man das Formwerkzeug besonders einfach gestalten. Man könnte jedoch auch die Scheibe insgesamt aus einem in kleinem Abstand von der Spritzdüse angeordneten Formwerkzeug bilden. In diesem Fall könnte man auch gemäß Anspruch 9 das Formwerkzeug zusammen mit dem Innenleiter bewegen. Dies hätte den Vorteil, daß der Vorschub des Innenleiters kontinuierlich sein kann. Die erwünschten Material anhäufungen kann man in diesem Fall durch einen pulsierenden Kunststoffluß herstellen. .
In den Ansprüchen 11 und 12 sind Merkmale des Verfahrenser-Zeugnisses angegeben. Für die Verfahrenserzeugnisse wird ebenfalls Schutz beansprucht. Durch die gute Verbindung des KunststoffÜberzuges mit dem Innenleiter wird eine sehr gute Längswasserdichtheit erreicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiterhin erläutert. Es zeigern
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens/
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Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich des strichpunktierten Rahmens II in Fig. 1 und
Fig. 3 einen diametralen Schnitt durch ein fertiges hohlraumisoliertes, längs- und querwasser
dichtes Hochfrequenz-Koaxialkabel.
Die Hauptteile der Herstellvorrichtung sind eine Vorratsspule 1 für einen Innenleiter, eine Vorschubeinrichtung zum Vorschub des Innenleiters, eine Heizeinrichtung 3 zur Erwärmung des
IQ Innenleiters, ein Extruder 4 zum Ausstoßen von flüssigem Kunststoff, ein Formwerkzeug 5 zur Bildung von Abstandsscheiben, eine Kühleinrichtung 6 und eine Aufwickelspule 7 zum Aufwickeln des mit einem Kunststoffüberzug und Abstandsscheiben versehenen Innenleiters. Die Beschaffenheit und das Zusammenwirken dieser Hauptbestandteile werden nachfolgend näher erläutert.
Der von der Vorratsspule 1 abgezogene Draht 8, z.B. ein Kupferdraht, umschlingt eine Reibscheibe 9, die schrittweise drehbar ist. Der Draht wird in der Heizeinrichtung 3 vorgewärmt und in diesem vorgewärmten Zustand in den Kopf 10 des Extruders 4 eingeschoben.
Innerhalb des Extruders wird flüssiger Kunststoff mit konstantem Materialfluß durch eine Düse 11 ausgespritzt (siehe Fig. 2). Die Düse 11 umgibt den Draht 8, so daß zwischen der Drahtaußenfläche und der Düsenmündung ein ringförmiger Spalt 12 verbleibt, dessen Außendurchmesser etwa gleich dem Außendurchmesser des herzustellenden isolierenden über-
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zuges ist.
Wie bereits bemerkt, erfolgt der Vorschub schrittweise, und war jeweils in Schrittlängen t, die gleich dem Mittelabstand zwischen zwei benachbarten Abstandsscheiben 13 sind. Bei Stillstand des Drahtes und eventuell auch schon in einer Verzögerungsphase wird weiterhin konstant Kunststoff durch die Düse 11 gefördert. Hierbei entsteht eine Materialanhäufung 14, die mit dem Formwerkzeug 5 zu einer Abstandsscheibe 13 verformt wird.
Das Formwerkzeug 5 hat zwei Hälften 5a und 5b. Jede dieser Hälften ist an einer Bewegungseinrichtung befestigt, die zeichnerisch nicht dargestellt ist. Die Bewegungseinrichtung kann die Formhälften entsprechend den in Fig. 1 eingezeichneten Pfeilen 15 bis 18 bewegen, d.h. jede Formhälfte kann sowohl radial vom Draht weg als auch auf dem Draht zu (Pfeile 15 und 17) als auch parallel zum Draht 8 auf den Extruderkopf 10 zu und von diesem wegbewegt werden. Anstelle von Bewegungen entsprechend den Pfeilen 15 bis 18 könnte man auch bogenförmige oder schräg verlaufende Bewegungen vorsehen, die in Fig. 1 gesehen von rechts her auf den Draht 8 und den Extruderkopf 10 hinführen.
Vor der Formung einer Abstandsscheibe 13 sind die Formhälften 5a und 5b in einer Lage rechts vom Extruderkopf 10 und vom Draht 8 abgerückt. Wenn bei Stillstand des Drahtes 8 eine gewisse Materialansanunlung entstanden ist, werden die Formhälften 5a und 5b zunächst radial auf den Draht hin und dann axial in Richtung des Extruderkopfes 10 bewegt. Fig. 2 zeigt den Zustand kurz vor dem vollständigen Schließen des Formhohlraumes. Der Formhohlraum wird nach links hin durch die Vorderwand 10a des Extruderkopfes begrenzt, nach rechts hin durch Wände 19 in den Formhälften 5a und 5b und in radialer
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Richtung durch hohlzylindrische Flächen 20 an den Formhälften 5a, 5b. Wenn die Formvorrichtung vollständig geschlossen ist, liegen die Vorderwände 21 der Formhälften 5a, 5b an der Frontwand 10a des Extruderkopfes an. Es besteht dann ein allseits geschlossener Hohlraum von zylindrischer Gestalt. Die Materialansammlung 14 wird so bemessen, daß sie ausreicht, um den Formhohlraum vollständig zu füllen.
Nachdem auf diese Weise die Formgebung beendet ist, werden die Formhälften 5a, 5b entgegengesetzt zu der beschriebenen Schließbewegung auseinanderbewegt und der Draht wird um die Länge t nach rechts vorgeschoben (diese Arbeitsrichtung ist in Fig. durch den Pfeil 22 symbolisiert). Bei diesem Vorschub wird der Drahtüberzug 23 gebildet. Nach Zurücklegen der Länge t wird wieder eine Materialansammlung gebildet und daraus eine Abstandsscheibe 13 geformt.
Zu betonen ist, daß der Überzug 23 nicht innerhalb der Formvorrichtung 5 gebildet wird, sondern durch Aufspritzen von Kunststoff über den ringförmigen Spalt 12.
In der Kühleinrichtung 6 wird der Kunststoff annähernd auf Raumtemperatur abgekühlt. Der überzogene Draht 8 samt den angeformten Abstandsscheiben 13 wird auf die Samme1spule 7 aufgewunden.
Das so hergestellte Vorprodukt wird dann in weiteren Arbeitsgängen zu einem fertigen Hochfrequenz-Koaxialkabel nach Fig. 3 verarbeitet. Hierbei wird zunächst in einem weiteren Arbeitsgang ein aus Kunststoff bestehender Schlauch 24 angebracht, und zwar durch Extrudieren von Kunststoff aus einer Ringdüse, die das Vorprodukt umgibt. Hierbei wird die Innenwand 24a des Schlauches 24 mit den Umfangsflachen der Abstands-
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scheiben 13 verschweißt. Die Verschweißungsstellen sind durch dünne Linien 25 angedeutet. In einem weiteren Arbeitsgang wird auf den Schlauch 24 ein Außenleiter 26 aus Metallband aufgebracht. Dies kann z.B. ein Kupferband sein, ■* das entweder überlappend umgelegt oder zu einem Rohr längsverschweißt wird. Dieser Außenleiter wird schließlich mit einer Außenhülle 27 aus Kunststoff umspritzt.
Die Abstandsscheiben 13 und der Innenleiterüberzug 23 bilden mit dem Kunststoffschlauch 24 einzelne dicht verschlossene Kammern 28. Wenn in eine der Kammern infolge einer Beschädi- f gung des Kabels Wasser eindringen sollte, kann dieses Wasser
nicht in die benachbarten Kammern eintreten, da sowohl die durch die Abstandsscheiben 13 gebildeten Querwände als auch die Verschweißungsstellen 25 flüssigkeitsdicht sind. Die Gleichmäßigkeit und die große Festigkeit des Innenleiterüberzuges geben bei Beschädigungen des Kabels und damit verbundenem Wassereintritt eine große Sicherheit gegen Kurzschlüsse zwischen Innenleiter und Außenleiter, so daß die Versorgung der Zwischenverstärker mit Speisespannung weiterhin sichergestellt ist.
130015/06*S

Claims (12)

Patentanwälte 5 10 1979 »•6300 Lahn-Glessen 1 Dipl.-Ing. Richard Schlee Bnnwietatraete 43 ö Telefon: (064t) 71019 Dipl.-Ing. Arne M Is β Mn g S/B 13.881 Belegexemplar PtflTnldif geändert werden Thyssen Draht AG» 4700 Hamm Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenz-Koaxialkabels Ansprüche»
1. Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenz-Koaxialkabels, wobei auf einen Innenleiter ein Isoliermantel aus thermoplastischem Kunststoff durch Extrudieren des Kunststoffes kontinuierlich aufgetragen wird und aus dem aufgetragenen Kunststoff scheibenförmige Abstandshalter (Abstandsscheiben) für die Abstützung eines Außenleiters oder eines Isolierschlauches geformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellen, an denen Abstandsscheiben gebildet werden sollen, im Kunststoff-Oberzug (23) des Innenleiters Materialanhäufungen (14) gebildet werden und daß aus diesen Materialanhäufungen im noch plastischen Zustand des Kunststoffes durch Zusammenpressen des Kunststoffes massive Abstandsscheiben (13) geformt werden.
2. Verfahrfn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff mit konstantem Materialfluß (Ausstoß pro Zeiteinheit) extrudiert wird und die Bewegungsgeschwindigkeit des
,0Oil 5 /0β
Innenleiters (8) relativ zur Austrittsstelle (12) verändert wird, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit relativ groß und gleichförmig istr wenn ein Zwischenbereich zwischen zwei Abstandsscheiben (13) die Austrittsstelle (12) passiert und relativ klein oder Null ist, wenn ein für eine Abstandsscheibe (13) vorgesehener Ort des Innenleiters (8) die Austrittsstelle (12) passiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter relativ zu einer Austrittsstelle für flüssigen Kunststoff mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird und daß der Kunststoff mit variablem Materialfluß an der Austrittsstelle abgegeben wird, wobei der Materialfluß relativ klein und konstant ist, wenn ein Zwischenbereich zwischen zwei Abstandsscheiben die Austrittsstelle passiert und relativ groß ist, wenn ein für eine Abstandescheibe vorgesehener Ort des Innenleiters die Austrittsstelle passiert.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte nach den Ansprüchen 2 und 3 miteinander kombiniert werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsscheiben (13) einzeln geformt werden, vorzugsweise unmittelbar an der Austrittsstelle (12) des Kunststoffes.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-
durch gekennzeichnet, daß auf die Gesamtheit aus Innenleiter (8), Innenleiterüberzug (23) und Abstandsscheiben (13) unter Bildung eines $chlauches (24) mit aus einer Ringdüse austretendem Kunststoff, vorzugsweise dem gleichen Kunststoff, aus dem die Abstandssch^iben (13) bestehen, z.B. Polyäthylen umgeben wird, wobei die Innenseite (24a) des Schlauches (24) mit den Rändern der Abstandsscheiben (13) verschweißt wird.
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J13,00T5/ö&U
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Extruder (4) für Kunststoff, eine Transporteinrichtung (2) für den Innenleiter (8) und ein Formwerkzeug (5) für Abstandsscheiben (13) aus mindestens zwei Teilen (5a, 5b), die relativ zum Innenleiter (8) radial oder mit radialer Komponente beweglich sind, wobei der Innenleiter (8) bei geöffnetem Formwerkzeug (5) relativ zu einer ihn umgebenden Düse (11) des Extruders (4) bewegt und dabei der Innenleiter-Überzug (23) geformt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebung der Düsenöffnung (12) für den Austritt des Kunststoffes eine Wand (10a) für die Formung der Abstandsscheiben (13) bildet, während das Formwerkzeug (5) eine weitere formende Wand (19, 20) bildet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (5) mit der Vorschubgeschwindigkeit, des Innenleiters (8) in Richtung des Innenleiters bewegbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (5a, 5b) an einer Bewegungseinrichtung gehalten sind, die die Formteile sowohl radial auf den Innenleiter (8) zu als auch axial parallel zum Innenleiter (8) bewegt.
11. Hochfrequenz-Koaxialkabel mit einem Innenleiter, der mit einer Isolierschicht aus thermoplastischem Kunststoff überzogen ist und aus einem Stück mit dem Überzug bestehende Abstandsscheiben aufweist, die einen Außenleiter unmittelbar oder mittelbar über einen isolierenden Kunststoffschlauch konzentrisch zum Innenleiter halten, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsscheiben (13) frei von-Hohlräumen und inneren Verschweißungsstellen sind.
13001Β/06Λ5
12. Hochfrequenz-Koaxialkabel nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der Umfang der Abstandsscheiben (13) flüssigkeits dicht mit einem Isolierschlauch (24) verschweißt ist, der vorzugsweise aus dem gleichen Material besteht wie die Abstandsscheiben, z.B. aus Polyäthylen.
130 01S/OS A5
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