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Längswasserdichtes Fernmeldekabel sowie Verfahren und Vor-
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richtung zu dessen Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf ein
längswasserdichtes Fernmeldekabel mit einem Schichtenmantel oder ein Koaxialkabel
mit einer als Außenleiter längseinlaufend auf die Innenleiterisolierung aufgebrachten
Metallfolie nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu dessen Herstellung. Sie findet besonders Anwendung bei Fernmeldekabeln
mit über dem Schichtenmantel bzw.
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Außenleiter extrudiertem Außenmantel aus Kunststoff.
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Die Erfindung geht von einem in DT-AS 20 28 286 gezeigten und beschriebenen
Nachrichtenkabel mit Kunststoff-isolierten Adern aus, bei dem die Hohlräume zwischen
den Adern der von einem Mantel umschlossenen Kabelseele mit einer über deren ganze
Länge die Längsdichtigkeit gev:ährleistenden Masse ausgefüllt sind. Hierbei besteht
der Mantel aus einer dünnwandigen, geschlossenen metallenen Hülle welche mittels
acht gleichmäßig um eine Achse verteilter und mit ihren Laufflächen auf die Achse
weisender Prägeräder in kurzen Abständen, polygonförmig über den ganzen Umfang verteilt,
fortlaufend um nicht mehr als 0,5 mm in den Spaltraum zwischen Kabelmantel und Seele
eingedrückt ist.
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Dies soll die Längsdichtigkeit eines solchen Kabels über den gesamten
Querschnitt der Kabelseele sicherstellen. Die so entstehenden Polygoneindrücke bil.den
jedoch keine in sich geschlossenen umfängllchen Ringrillen, sondern weisen ozwischen
Unterbrechungen ihrer Kontinuitat auf, in weichen Bereichen in der Längsrichtung
des Kabels verlaufende spalte unvermeidlich sind. Zufolge einer örtlichen Verformu.
der Angrenz- Bereiche der Eindrücke und des dadurch bewirkten Abhebens des Hüllenmaterials
von der Kabelseele ergeben sich an diesen Stellen größere Durchlässe als dem an
sich geringen Abstand zwischen Mantel und Seele entsprechen würde. Daher läßt sich
diese unvermeidliche Längsdurchlässigkeit solcher Nachrichtenkabeln auch durch eine
um 900 versetzte Anordnung von Prägeradgruppen mit je vier Prägerädern nicht verhirdern
weshalb bislang die Schaffung eines Fernmeldekabels mit absolut längswasserdicht
abgeschottetem Spaltraum zwischen Mantel und Kabelseele nicht für möglich gehalten
wurde.
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Das gleiche Problem mangelnder Längsabdichtung besteht auch beiKoaxialkabeln
mit auf die Isolierung des Innenleiters längseinlaufend herumgelegtem Außenleiter,
da mit den bisher bekannt gewordenen Mitteln weder ein festes Aneinanderlegen der
einander überlappenden Ränder des Außenleiters noch dessen feste und dichte Anlage
an der Oberflache der Isolierung erreicht werden konnte.
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Die vorausgehend geschilderten Probleme, die sowohl bei Fernmeldekabeln
mit vieladriger Metallfolien-umhüllter und mit einem darüber extrudierten Kunststoff-Außenmantel
versehener Seele als auch bei den zuvor beschriebenen Koaxialkabeln mit einem konzentrisch
um den isolierten Innenleiter längseinlaufend herumgelegten Außenlelter auftreten,
lassen sich auch nicht mit einer Vorrichtung zum Erzeugen ringförmiger Rillen in
einem längswasserdichten Kabel gemäß DT-GM 7 044 563 beseitigen, welches mindestens
zwei radförmige, mit der mit Metallband umhüllten Kabelseele in Eingriff stehende
Formwerkzeuge
vorsieht, die am Umfang mit einer halbkreisförmigen
Nut und darin angeordneten Nocken versehen sind. Bei dem mittels dieser radförmiger
Formwerkzeuge bewirkten Eindrücken entstehen nämlich - ebenso wie bei den zuvor
beschriebenen Prägewalzen - im Bereich der Zwischenräume dieser Räder unvermeidbare
Längsdurchlässe, welche in noch höherem Maße als bei den Prägewalzen die Längswasserdichtheit
des Kabels bzw. die kontinuierlich gleichmäßige Anlage des Außenleiters eines Koaxialkabels
in nennenswertem Maße beeinträchtigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spalträume zwischen Seele
und Mantel bzw. Isolierung und Außenleiter eines solchen Fernmeldekabels zu verhindern
oder längswasserdicht abzuschotten und ein auch unmittelbar unter dem Schichtenmantel
bzw. Außenleiter längswasserdichtes Fernmeldekabel mit gleichmäßig und kontinuierlich
eingedrückter äußerer Hülle anzugeben. Diese Aufgabe wird mit der im Anspruch 1
angegebenen Erfindung gelöst.
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Besondere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind mit
den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben, von welchen der Anspruch 2 eine bevorzugte
Ausbildung des Kabels angibt, während sich die Ansprüche 3 und 4 auf ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Fernmeldekabels beziehen. Die Ansprüche 5 bis 9 betreffen
eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung und deren konstruktive
Ausbildung.
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Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem in der dadurch bewirkten
Vermeidung oder Abschottung eines Spaltraumes zwischen Schichtenmantel und Seele
bzw. Außenleiter und der Innenleiter-Isolierung sowie in der gleichmäßigen, umfänglich
kontinuierlichen Verformung des Schichtenmantels bzw. Außenleiters zu dessen unmittelbarer
Anlage unter Vermeidung eines auch nur stellenweisen Abhebens desselben von der
isolierenden Hülle der Kabelseele bzw. der auf den Innenleiter aufgespritzten, kreisförmigen
Isolierscheiben oder von der festen zylindrischen
Isolierung eines
Koaxialkabels, vor dem Aufextrudieren eines diesen Innenmantel bzw. Außenleiter
fest umschließenden Außenmantels aus Kunststoff.
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Nachstehend ist die Erfindung unter Angabe weiterer felheiten und
Vorteile derselben anhand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen
näher erläutert In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgerniaß
ausigebildetes vieladriges Fernmeldekabel; Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Koaxialkabel
nach der Erfindung; Fig. 3 in perspektivischer Ansicht das Fer-ameldekabe-3 gemaR
Fig. 1, mit teilweise entferntem Außenmantel b, Schichtenmantel; Fig. 4 schematisch
die Herstellung eines Fernmeldekabels der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Art;
Fig. 5 teilweise im Schnitt eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Kabels
und Fig. 6 einen Querschnitt durch die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung, wobei die
Walzenkörper teils in perspektivischer Ansicht und teils im Schnitt sowie in die
Schnittebene versetzt dargestellt sind.
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Die Seele 2 des in Fig. 1 dargestellten Fernmeldekabels besteht aus
einer Vielzahl miteinander verseilter, kunststoffisolierter Adern, deren Zwischenräume
mit einer Dichtmasse wie Petrolat oder dergleichen gefüllt sind, um diese längswasserdicht
zu machen. Die Seele 2 ist in üblicher Weise mit einer isolierenden Hülle 3, z.B.
aus Papier, sowie mit einem dieser umfänglich anliegenden Schichtenmantel 5 aus
einer beidseittg mit einem Copolymer beschichteten Metallfolie, beispielsweise aus
Aluminium, umgeben. Der an seinen einander überlappenden Rändern durch Druck- und
Wärmeanwendung dicht verschweißte Schichtenmantel 5 ist seinerseits von einem.
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drüber extrudierten Außenmantel 1 aus Kunststoff umgeben.
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Unter diesem Außenmantel 1 ist der Schichtenmantel 5 in regelmäßigen
Abständen mit kontinuierlich eingedrückten Rillen 7 versehen, welche eAnander in
regelmäßigen Abständen kreuzen, wie dies am besten in Fig. 3 zu erkennen ist.
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Das in Fig. 2 dargestellte Koaxi.al-Fernmeldekabel weist eine den
Innenleiter konzentrisch umgebende Isolierung 4 auf, die als durchgehend aufgespritzter
Kunststoffzylinder oder beispielsweise auch in Form kreisförmig aufgespritzter Isolierscheiben
ausgebildet und.mit einer diese umfassenden Isolierhülle versehen sein kann. Der
Außenleiter 6 dieses Kabels besteht aus einer längseinlaufend auf die Innenleiterisolierung
4 aufgebrachten, bandförmigen Metallfolie, welche mit einander überlappenden Bandkanten,
die Isolierung 4 umfaßt und - ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Kabel - mit einem
darübergespritzten Außenmantel 1 versehen ist. Gleich dem Schichtenmantel 5 ist
auch der Außenleiter 6 mit einander in regelmäßigen Abständen kreuzenden, wendelförmig
eingedrückten Rillen 7 versehen, welche das feste Anlegen des Außenleiters 6 an
der Isolierung 4 und den unmittelbaren Zusammenhalt seiner Bandkanten und insbesondere
die Längsabdichtung dieses koaxialen Fernmeldekabels unter dessen Außenleiter 6
gewährleisten, ehe dieser mit dem Außenmantel 1 umspritzt wird.
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Für beide Ausführungsvarianten der Erfindung ist von wesentlicher
Bedeutung, daß der Schichte1!mantel 5 bzw. der Außenleiter 6 mit den kontinuierlichen,
einander in regelmäßigen Abständen kreuzenden, wehdelförmig eingedrückten Rillen
7 gleicher Steigung, jedoch abwechselnd gegenläufiger Drallrichtung versehen ist,
welche insgesamt die Form eines Mehrgang-Kreuzgewtndes aufweisen. Der Steigungswinkel
jeder Rillenwendel 7 kann zwischen 450 und 750, vorzugsweise zwischen 550 und 650>
und die Rillentiefe etwa 0,5 mm betragen.
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Der Steigungswinkel dieser Rillenwendel 7 ist in Abhängigkeit von
der Abzugsgeschwindigkeit des Kabels bzw. der Extrusionsgeschwindigkeit des Außenmantels
1 so - möglichst gering -gewählt,
daß die die Rillen 7 in der nachstehend
näher beschriebenen Weise in den Schichtenmantel 5 bzw. Außenleiter 6 eindrückenden
Walzenkörper 10 allein durch die Reibung des hindurchbewegten Kabels gedreht werden,
ohne dessenBewegung in der Abzugsrichtung in nennenswerter Weise zu hemmen.
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Zugleich wird eine möglichst geringe Steigung dieser Rillenwendel
7 angestrebt, zur Erzielung aufeinanderfolgender Wreuw zungspunkte in möglichst
geringen Längenabständen, bezogen auf das Kabel. Wesentlich ist hierbei ferner,
daß das Mehrgang-Kreuzgewinde-Rillensystem in jeder Richtung kontinuierlich ist
und die den Rillen benachbarten Bepetehe des bSchinhtenmantels 5 bzw. Außenleiters
6 keine diese von Ihren Unterlage abhebende Verformung erfahren. Mit dieser Rillung
wird aber auch die gegebenenfalls unter dem Außenletter ç von wiegend aber unter
dem Schichtenmantel 5 des Fernmelaskabels gemäß Fig. 1 befindliche Isolierhülle
3 in gleichmßlen Abständen und völlig faltenfrei gegen die Oberfläche des Aderbündels
der Kabelseele 2 gedrückt. Gerade diese HUlle 3 bildete aber bei den bisher bekannt
gewordenen Fernmeldekabeln dieser Art Falten, welche die Längswasserdichthei.t derselben
beeinträchtigten.
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Für die Herstellung eines solchen Fernmeldekabels wird auf die längswasserdicht
gefüllte und mit einem isolierenden Hülle 3, z.B, in Form eines in der Längsrichtung
herumgelegten Papierbandes, umhüllte Seele 2 aus verseilten Adern, bzw. auf die
Kunststoffisolierung 4 des Innenleiters eines Koaxialkabels der Schichtenmantel
5 bzw. Außenleiterband 6 längseinlaufend mit Uberlappung herumgelegt sowie gegebenenfalls
verschweißt, sodann regelmäßig eingedrückt und schließlich mit dem Außenmantel 1
umspritzt. Hierbei ist es erfindungswesent lich, daß vor dem Umspritzen des Schichtenmantels
5 bzw. des Außenleiters 6 kontinuierlich in diesen abwechselnd gegenläufig, mit
gleichem Abstand eine Anzahl von Rillen 7, mit gleicher Steigung wendelförmig eingedrückt,
wobei zugleich die beidseitig jeder Rille.7 unmittelbar angrenzenden Bereiche des
Schichtenmantels 5 bzw. Außenleiters 6 niedergehalten
werden. Dies
ist am besten in Fig. 4 zu erkennen, welche einen Abschnitt eines über der Isolierung
4 mit dem Außenleiter 6 versehenen Hochfrequenz-Koaxialkabels im Stadium des Eindrückens
der Rillen 7 mittels, zweier Walzenkörper lo zeigt, die mit entsprechender Neigung'Drehachsen
frei drehbar in je einer Halterung 17 so angeordnet sind, daß sie beim Abzug des
Kabels kontinuierlich gedreht werden. Hierbei drücken sie mit einem umlaufenden
Vorsprung 8 kontinuierlich die Rillenwendel 7 in dessen Oberfläche ein, während
ihre Umfangsfläche 9 das jeder Rillung benachbarte Material niederhält.
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Zur Erzielung einer optimalen Rillung und somit gleichmäßig kleinkarierter
Verschottung jedes Spaltraumes zwischen Außenleiter 6 und Isolierung 4 bzw. Schichtenmantel
5 und Seele 2 eines solchen Kabels hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen,
wenn sowohl alle gleichläufigen als auch die gegenläufigen Rillenwendel 7 nahezu
gleichzeltig in den Schichtenmantel 5 bzw. Außenleiter 6 eingedrückt werden, während
das Kabel mit gleichförmiger Abzugsgeschwindigkeit in Richtung seiner Längsachse
gegen den Extruder bewegt wird, welcher mit unverminderter Extrusionsgeschwindigkeit
darüber den Außenmantel 1 aufbringt. Dadurch gleichen sich nämlich die Druckkräfte
welche auf den Außenleiter 6 bzw. Schichtenmantel 5 von verschiedenen Seiten einwirken,
gegenseitig aus und bewirken eine "flteßende" Verformung desselben, welche auch
an allen Kreuzungspunkten dieser gegenläufigen Rillenwendel 7 problemlos erhalten
bleibt.
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Eine zur Durchführung des vorausgehend beschriebenen Verfahrens vortrefflich
geeignete Vorrichtung ist mit um eine zentrale Achse gleichmäßig verteilten und
um gesonderte Achsen, nämlich die Achsbolzen 15 drehbaren Walzenkörpern 10 ausgebildet,
die an ihren Umfangflächen 9 als den zu bewirkenden Eindrücken entsprechende Formwerkzeuge
ausgebildet sind. Hierzu ist jeder Walzenkörper 10 an seiner Umfangs fläche 9 mit
einem einzigen, ringförmig umlaufenden Vorsprung 8 als Formwerkzeug
ausgebildet
und auf einer gegenüber der zentralen Achse um einen vorgegebenen Neigungswinkel
von wenigstens 200 versetzten Drehachse auf Kugellagern 11 frei drehbar gelagert,
welche ihrerseits auf den Achsbolzen 15 festgelegt sind. Es sind jedoch zwei einander
zugewendete Gruppen vor wenigstens je drei Walzenkörpern 10 an jeweils einem um
die zentrale Achse drehbar angeordneten Flansch 12 mit ebener zentralen Bohrung
13 gehaltert. Hierzu durchsetzen die Achsbolzen 15 eine Gabelung 16 der Halterungen
17 welche mit dem Kopf 18 jeder Halterung 17 einstückig ausgebildet oder, wle in
Fig. 6 gezeigt, mit einem zapfenförmigen Fortsatz )9 ln einer zentralen Bohrung
des Kopfes 18 der Halterung 1'1 teilt gesetzt, und da.rin mittels eines diese Bohrung
transve;sal durchsetzenden Haltestflftes 33 in der vorgesehenen Schwenklage festgelegt
sein können.
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An den Flanschen 12 sind Einrichtungen vorgeseher., welche eine Einstellung
des Abstandes der Walzenkörper 10 von der zentralen Bohrung 13 ermöglichen, um die
Vorrichtung für die Rillung von Kabeln verschiedenen Querschnittes umrüsten zu können
und in Abhängigkeit vom Kabelquerschnitt und/oder der Dicke des einzudrückenden
Schichtenmantels 5 bzw. Außenleiters 6 die jeweils optimale Eindrucktiefe der Rillenwendel
7 zu bewirken, wobei die Halterungen 17 - etwa in der vorausgehend geschilderten
Weise - die Walzenkörper 10 so halten, daß der vorgegebene oder eingestellte Neigungswinkel
ihrer Drehachsen stets konstant gleich bzw. spiegelbildlich gleich bleibt. Hierzu
sind, wie in Fig. 5 gut zu erkennen ist, die Köpfe 18 der Halter 17, in deren Gabelungen
16 die Walzenkörper 10 auf den Achsbolzen 15 gelagert sind, an jedem der Flansche
12 in radialen Führungsnuten 19 derselben drehfest verschiebbar angeordnet und mittels
diese durchsetzender und in Gewindebohrungen der Halteköpfe 18 einschraubbarer Kopfschrauben
20 befestigt.
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Auf diese Weise ist die Gabelung 16 jedes Walzenhalters 17, bei gegenüber
der zentralen Achse vorgegebenen Neigungswinkel des Achsbolzens 15 festgelegt, indem
die Gabelung 16 entweder mit dem Haltekopf 18 einstückig ausgebildet oder mit dem
Fortsatz 32 in diesen einsetzbar und daran in vorgegebennen Schwenklagen verriegelbar
ist. Zufolge dieser konstruktiven Maßnahmen läßt sich die dem gewünschten Steigungswinkel
der Rillenwendeln 7 entsprechende Schwenklage der auf den Kugellagern 11 um ihre
Achsbolzen 15 frei drehbaren Walzenkörper 10 genau voraus bestimmen oder auch in
verschiedenen Schwenklagen festlegen, sofern dies erwünscht ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Vorrichtung ist jeder
der Flansche 12 mit einem zu seiner zentralen Bohrung 13 koaxial ausgerichteten
Zylinderfortsatz 14 einstückig ausgebildet, der fliegend an je einem Lagerbock 21
sowohl radial als auch axial gelagert ist. Hierbei sind die beiden Lagerböcke 21
dauerhaft auf einer gemeinsamen Grundplatte 22 befestigt, vorzugsweise angeschweißt.
Dadurch ergibt sich eine kompakte und stabile Raumform der Vorrichtung, mit zwei
unabhängig voneinander drehbaren Gruppen von jeweils wenigstens drei frei drehbar
gelagerten Walzenkörpern 10.
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Die Lagerung jedes dieser Flansche 12 ist vorteilhaft so ausgebildet,
daß an jedem Lagerbock 21 eine Zylinderbuchse 23 drehfest angebracht ist, welche
den Innenring 24 eines kombinierten Druck/Wälzlagers 25 trägt, dessen Außenring
26 im Zylinderfortsatz 14 des betreffenden Flansches 12 festgelegt ist. In bevorzugster
Ausführung ist jede der die Führungsbuchse 27 umfassenden Zylinderbuchsen 23 am
freien Ende mit Gewinde versehen, auf welches eine Mutter 28 über eine Sicherungsscheibe
29 aufschraubbar ist, welche den Innenring 24 des kombinierten Druck- und Wälzlagers
25 über einen Distanzring 30 an dem Lagerbock 21 festlegt.
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Diese konstruktive Lageranordnung gewährletstet sowohl den reibungsarmen,
konzentrisch genauen Umlauf der Walzenkörper 10 jeder Gruppe als auch den genau
festgelegten gegenseitigen Abstand der Walzenkörper 10 jedes der Flansche 12. Zugleich
ist mit dieser Lagerausbildung eine einfache Montage der fliegenden Lagerung jedes
dieser Flansche 12 ermöglicht.
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Aus Sicherheitsgründen ist es ferner vorteilhaft, wenn die Vorrichtung
mit einem Schutzkorb 31 umgeben ist.
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Für die "fließende" Verformung des Schichtenmanels 5 bzw.
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Außenleiters 6 zur Bildung der mehrgängigen Kreuzgewindförmigen Rillen
7 hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der umlaufende Vorsprung
8 etwa mittig an der Umfangfläche 9 jedes Walzenkörpers 10 ausgebildet und im Querschnitt
etwa kreissegmentförmig mit einer Scheitelhöhe zwischen 0,3 bis 0,7, vorzugsweise
0,5 mm gestaltet ist. Hierbei ist die Breite der vorzugsweise mit einer sich zwischen
den beiden Seitenkanten erstreckenden konkaven Wölbung ausgebildeten Umrangsfläche
9 höchstens gleich dem halben Durchmesser des Walzenkörpers 10 bemessen. Mit den
so ausgestalteten Walzenkörpern ergibt sich die optimale Verformung zwecks Rillenbildung
bei gleichzeitiger Niederhaltung der jeder dieser Rillen 7 beidseitig angrenzenden
Bereiche der zu verformenden metallischen Folie.
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Es versteht sich, daß Je nach dem Durchmesser des herzustellenden
Kabels an jedem der Flansche 12 dieser auch als "Rillkopf" bezeichneten Vorrichtung
mehr als 3, z.B. 4, 5 oder auch 6 Walzenkörper 10 der beschriebenen Art angeordnet
sein können. Bei Kabeln mit einem Außendurchmesser zwischen 5 und 12 mm über den
Schichtenmantel hat sich die Anordnung von drei Walzenkörpern 10 bei einem Neigungswinkel
von 600 ihrer Drehachse gegenüber der Kabelachse als besonders gut geeignet erwlesen.
Hierbei betrug die Abzugsgeschwindigkeit bis zu 50 m pro Minute, wobei sich eine
Umdrehung der die Walzenkörper tragenden Flansche 10 von etwa 1000 Umdrehungen
pro.Minute
ergab. Diese hohen Geschwindigkeiten des Abzuges bzw. des Umlaufes der Walzenkörper
ist durch die besondere Konstruktion der Vorrichtung mit geringen umlaufenden Massen
ermöglicht. Für größere Kabeldurchmesser, beispielsweise 50 bis 90 mm über dem Schichtenmantel
empfiehlt sich die Durchführung der Rillung mit geringerer Umlaufgeschwindigkeit
und einer größeren Anzahl von Walzenkörpern 10, bei entsprechend größerer Ausführung
der Rillkopfvorrichtung und geringerer Abzugsgeschwindigkeit des Kabels.