DE3019657C2

DE3019657C2 - Verfahren zum Ausbilden einer elektrisch leitenden Oberflächenschicht auf einem elektrischen Leiter oder Kabel

Info

Publication number: DE3019657C2
Application number: DE3019657A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Hibino; Takahiro Horikawa; Seiichi Osaka Maki
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1979-05-25
Filing date: 1980-05-22
Publication date: 1983-08-18
Also published as: AU519778B2; GB2051609A; JPS55157808A; SE8003889L; GB2051609B; US4315883A; DE3019657A1; AU5830880A; NL8003006A; JPS5914846B2; SE447705B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden einer elektrisch leitenden Oberflächenschicht auf einem eine Kunststoffisolierung aufweisenden elektrischen Leiter oder Kabel, wobei das Kabel erhitzt und gekühlt SQWie durch einen, elektrisch leitendes Pulver enthaltenden, vibrierenden Behälter hindurchgeführt wird.

Korrosionsbeständige Schichten eines mit Metall, wie Blei oder Aluminium, armierten Kabels sind \m allgemeinen elektrisch isolierend. Sie dient nicht nur dazu, die Metallhülle mechaniscn. sondern auch < or einer elektrischen oder chemischen Korrosion zu schützen. Wenn eine solche Schicht im Laule der Zeit schadhafte Stellen bekommt, kann es zur Korrosion der Metallhülle durch Einwirkung von Feuchtigkeit kommen, die durch die schadhaften Stellen der korrosionsbeständigen Schicht eindringt. Wenn die Beschädigung ί weiter fortschreitet, kann die Feuchtigkeit sogar in das Innere des Kabels durch die Metallhülle hindurch gelangen und den Isolationswid^rstand des Kabels erniedrigen. Es erscheint daher zweckmäßig, die korrosionsbeständige Schicht während des Gebrauchs

to des Kabels häufiger zu untersuchen, um zu sel\;n, ob die Struktur bzw. Beschaffenheit der Schicht noch zufriedenstellend ist

Die DE-OS 24 13 789 beschreibt ein Verfahren der eingangs genannten Art. Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt lediglich eine Rüttelung rler in den Pulverspeicherbehältern enthaltenden Pulverchargen und ein Erhitzen der Kunststoffisolierung des zu behandelnden Kabels über dessen Erweichungstemperatur, so daß die gleichfalls erhitzten Pulver mittels ihrer wärmebedingten, hohen kinetischen Energie in die erweichte Kunststoffisolationsschicht eindringen sollen. Das Verfahren ist insofern darin nachteilig, als damit gerechnet werden muß, daß die aufgebrachten elektrisch leitenden Überzüge keine hohe Haftfestigkeiten

2ί an ihrer Kunststoffunterlage aufweisen. Wie sich gezeigt hat, werden jedoch für neuzeitliche Zwecke elektrische Oberflächenschichten mit besseren Hafteigenschaften an der Kunststoffisolierung gefordert.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 fest haftende elektrisch leitende Oberflächenschichten zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine elektrisch leitendes Pulver und pulverförmiges

i'i Bindemittel enthaltende Pulvermischung verwendet wird, daß die Pulvermischung am Ausgang des Pulverspeicherbehälters gegen die Oberfläche des Kabels gepreßt, anschließend mit einem rotierenden, endlosen Band verdichtet und schließlich erhitzt und

•»ο gekühlt wird.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, besteht aui einem vibrierenden Pulverspeicherbehälter mit einem Einlaß und einem Auslaß, um ein Kabel durch den Behälter und durch eine

^J> darin befindliche Schicht zu führen, die durch Ansammlung einer elektrisch leitenden Pulvermischung gebildet ist. einer Heizvorrichtung und einer Kühlvorrichtung. Neu hierbei ist: ein Pulverauftragsbehälter, der an seinem Einlaß eine Gummidichtung aufweist, die einen

i'> Innendurchmesser hat, der schmäler als der Außendurchmesser des Kabels ist, und wobei der Speicherbehälter weiterhin einen hohlen, zylindrischen Gummihalter, der am Kabelauslaß angeordnet ist und eine Geweberöhre aufweist, die in dem Gummihalter

■" angeordnet ist. wobei das eine Ende der Geweberöhre aus dem Gummihalter herausragt und dieser Endbereich der Geweberöhre mit einer Abquetschkontrollvorrichtung aus Treibbändern umgeben ist, welche so regulierbar bzw. einstellbar ist, daß man dieses Ende der

w) Geweberöhre gegen das Kabel pressen bzw. quetschen kann; eine Verdichtungsvorrichtung, umfassend eine Rotationseinheit, die mit einer Geschwindigkeit rotiert, die im Verhältnis zu der Geschwindigkeit der Durchführung des Kabels durch die Verdichtungsvor-

^r' -ichtung steht, und ein endloses Pulveraiiitnigsband. ikis v? in df!" Ro'auonseinh·. ι angeordnet ist. daß es jjespamv und gegen wenigstens eire" feil der Oberfläche des Kabeis geprel.it wird: wobei die

Anordnung der einzelnen Vorrichtungsteile in der Reihenfolge Pulverspeicherbehälter, Verdichtungsvorrichtung, Heizvorrichtung und Kühlvorrichtung erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß die elektrisch leitende Oberflächenschicht des korrosionsbeständigen Kabelsaus Kunststoff gleichmäßig ist. Da das elektrisch leitende Pulver mit Hilfe des Binders fest auf der Oberfläche des Kabels haftet, kann die elektrisch leitende Schicht nicht von dem Kabel abgelöst werden. Bei der Handhabung des so hergestellten Kabels wird das Pulver nicht zerstreut und wird nicht an den Händen des Bedienungspersonals kleben. Die Herstellungskosten des Kabels sind relativ gering, da die Bildung der korrosionsbeständigen Schicht und die Bildung der elektrisch leitenden Schicht durch eine Reihe von Vorrichtungen erfolgen, die in einer einzigen, kontinuierlichen Linie angeordnet sind.

Zusätzlich ergeben sich noch folgende Vorteile:

(a) Das Verfahren und die Vorrichtung sind auf PVC-, PE- oder ähnliche derartige korrosionsbeständige Kunststoffkabcl anwendbar, unabhängig von den für die korrosionsbeständige Schicht verwendeten Materialien.

(b) Da die elektrisch leitende Schicht kontinuierlich gebildet wird, während das Kabel bewegt wird, kann die elektrisch leitende Schicht im Anschluß an die Bildung der korrosionsbeständigen Schicht gebildet werden.

(c) Da kein Lösungsmittel verwendet wird, stellen das Verfahren und die Vorrichtung keine Gefahr für die Umwelt dar, und es tritt auch kein unangenehmer Geruch auf. Zusätzlich kann kein Brechen oder Reißen der korrosionsbeständigen Schicht infolge der Anwendung eines Lösungsmittels erfolgen.

(d) Die elektrisch leitende Schicht wird gleichmäßig ausgebildet. Da das elektrisch leitende Pulver fest mit Hilfe des Binders an dem Kabel haftet, schält sich die elektrisch leitende Schicht nicht von dem Kabel ab.

(e) Wenn Graphitpulver als elektrisch leitendes Pulver verwendet wird, kann das Kabel fest bzw. eng auf die Trommel aufgewickelt werden, da Graphit glatt ist.

(f) Selbst wenn natürliches oder gefärbtes Graphitpulver verwendet wird, bleibt kein Graphitpulver bei der Handhabung des so hergestellten Kabels an den Händen hängen, da das Graphitpulver fest an dem Kabel haftet.

(g) Durch Anwendung einer oder zweier Verdichtungsvorrichtunge:? werden überschüssige Mengen des Pulvers von dem Kabel entfernt. Da die Entfe^rnung des Pulvers durchgeführt wird, bevor das Pulver erhitzt wird, kann das entfernte Pulver wiederverwendet werden, was einen Beitrag zur ökonomischen Verwendung des Pulvers darstellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, hierbei zeigt

Fig. 1 diagrammartig die Anordnung einer Gesamtanlage zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Kabels mil einer aufgebrachten, elektrisch leitenden Oberflächenschicht,

Fig. 2 in einer Seitenansicht eine Vorrichtung zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Oberflächenschicht, die in der Anlage gemäß F i g. I verwendet wird.

Fig. 3 einen Lungsschnitt durch einen PulverspeicherbehäUer der Vorrichtung gemäß F i g. 2. und

F i g. 4A und 4B einen Quer- bzw. einen Längsschnitt durch eine Verdichtungsvorrichtung, die in der Vorrichtung gemäß F i g. 2 verwendet wird.
F i g. 1 h,t eine diagrammartige Darstellung, die zur Erläuterung des Verfahrens zur Ausbildung einer korrosionsbeständigen Schicht aus PVC oder PE auf einem mit Aluminium überzogenen Kabel dient. Ein Aluminium-armiertes Kabel 12, das auf einer Trommel 10 aufgewickelt ist, welche auf einem Nachschubuntersatz 1 befestigt ist, wird durch eine raupenartige Fördervorrichtung 2 von der Trommel abgewickelt Beim Durchgang des Kabels durch ein Farbbad 3 wird das Kabel 12 mit einem korrosionsbeständigen Farbanstrich überzogen. Beim Durchlaufen der Kunststoffex-

¹"' tariervorrichtung 4 wird das Kabel 12 dann mit PVC oder PE überzogen. Das heißt, auf dem Kabel 12 wird eine korrosionsbeständige Schicht aus PVC oder PE ausgebildet. Das so überzogene Kabel 12 wird beim Durchlaufen eines Kühlwasserbades 5 abgekühlt Zur Überprüfung der korrosionsbeständigen Schicht wird mittels eines Funkentestgerätes 6 eine Spannung von einigen Kilovolt an das Kabel 12 anbiegt Anschließend durchläuft das Kabel 12 eine Vorrichtung 7, in der die elektrisch leitende Oberflächenschicht auf der korro-

^r> sionsbeständigen Schicht des Kabels ausgebildet wird. Schließlich wird das Kabel mittels einer anderen raupenurtigen Fördervorrichtung auf eine Aufwickeltrommel 11 aufgewickelt, die auf einem Aufwickeluntersatz 9 steht.

^J<i Die Vorrichtung 7 zur Aufbringung der elektrisch leitenden Oberflächenschicht, dargestellt in den F i g. 1 und 2, besteht aus einem Pulverspeicherbehälter 14, einer Verdichtungsvorrichtung 15, um das Pulver unter Druck auf das Kabel aufzubringen, einer Heizvorrich-

^J> tung 13 und einer Kühlvorrichtung 30.

Der Pulverspeicherbehälter 14 besteht aus einem Pulverauftragsbehälter 19 und einer oberen Deckplatte 26, durch welche das elektrisch leitende Pulver unter Bildung einer gespeicherten bzw. angereicherten

⁴⁽¹ Pulverschicht 29 in den Behälter 19 zugeführt w>rd. Der Behälter 19 hat einen Einlaß 21 und einen Auslaß 28, durch welche das Kabel ein- bzw. ausgeführt werden kann, um es durch die angereicherte bzw. gespeicherte Pulverschicht 29 zu führen. Auf der einen Seite des

⁴' Behälters 19 ist ein Vibrator 23 angebracht, der dazu dient, den Behälter 19 zum Vibrieren oder zum Schütteln zu bringen. Da der Behälter 19 während der ganzen Zeit vibriert, wird das elektrisch leitende Pulver an der Oberfläche des Kabels anhaften, wenn dieses die

"'" gespeicherte Pulverschicht durchläuft, ohne an dem Behälter 19 anzukleben, und ohne daß darin Brücken ausgebildet werden.

Am Kabeleinlaß 21 des Behälters 19 ist e^;ne Gummidichtung 27 angebracht mit einer Öffnung bzw.

'"' tine.ii Loch, dessen Durchmesser geringer ist als der Außendurchmesser des Kabels 12, und mit einer Vielzahl von sich radikal erstreckenden Schlitzen, um ein Auslaufen bzw. Austreten des elektrisch leitenden Pulvers zu verhindern. Ein zylindrischer, hohler Halter

^b" 22 aus Gummi ist an dem Kabelauslaß 28 des Speicherbehälters angebracht. Eine Geweberöhre 25 ist so in dem Halter 22 angebracht, daß das eine Ende des Geweberohres 25 über die Vorderseile des zylindrischen, hohlen Halters 22 hinausragt. Dieser Endbereich

^(l5 des Geweberohres 25 wird mit einer Abquetschkontrollvorrichtung 24 aus Treibbändern gegen das Kabel gepreßt. Durch die Geweberöhre 25 wird das an dem Kabel 12 haftende, elektrisch leitende Pulver fest unter

Druck auf die Oberflache des Kübels 12 aufgebracht und überschüssiges Pulver wird dabei von dem Kabel 12 entfernt.

Die in den F i g. 4Λ und 4B dargestellte Verdichtungsvorrichtung 15 umfaßt einen Rahmen 34 und eine Rotations- bzw. Dreheinhdt 31. die in dem Rahmen 34 angeordnet ist. Ein Paar Siangen 32 ist im Hinblick auf das Rotationszentrum der Rotationseinheit 31 in symmetrischen Stellungen an der Rotationseinheit 31 befestigt. Ein endloses Pulverauftragungsband 33 wird über die Stangen 32 gelegt, wobei die Seiten des Bandes gegen die Seiten des Kabels 12 gepreßt werden. Wenn die Dreh- bzw. Rotationseinheit 31 der Verdichtungsvorrichtung 15 rotiert, während das Kabel 12 durchläuft, wird das elektrisch leitende Pulver, das an dem Kabel 12 anhaftet, gegen die Oberfläche des Kabels 12 gepreßt, wodurch das Pulver stärker an der Oberfläche des Kabels 12 anhaftet, so daß eine elektrisch leitende Schicht gleichförmig auf der Oberfläche des Kabels 12 ausgebildet wird. Zu diesem Zweck kann eine einzelne Verdichtungsvorrichtung 1:5 ausreichend sein. Vorzugs- \\ jise werden jedoch zwei solcher Verdichtungsvorrichtungen 15 verwendet, da hierdurch das Pulver wirksamer und gleichmäßiger an dem Kabel 12 haften bleibt und überschüssige Mengen an Pulver durch die Vorrichtung 15 im späterer, Stadium entfernt werden können.

Weiterhin ist es wünschenswert, daß die Verdichtungsvorrichtung !Seine Drehbewegung ausführt.die in einem bestimmten Verhältnis zu der Geschwindigkeit der raupenartigen Fördervorrichtung 8 von Fig. 1 steht. Zu diesem Zweck sollte die Geschwindigkeit der Verdichtungsvorrichtung pro Längeneinheit des Kabels konstant sein. Daher kann die Oberfläche der korrosionsbeständigen Schicht auf dem Kabel unabhängig von der Durchlaufgeschwindigkeit des Kabels einem gleichmäßigen Druck durch die Verdichtungsvorrichiüng ausgesetzt werden, su daß die dabei gebildete elektrisch leitende Schicht eine gleichförmige elektrische Leitfähigkeit aufweist.

Die Heizvorrichtung 13. dargestellt in Fig. 2. umfaßt einen Rahmen 16 und einen zylindrischen Heizer bzw. Heizapparat 17. dessen innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Kabels 12. wenn es entlang der Zentralachse des Rahmens 16 bewegt wird. Der Heizer 17 wird durch eine Träger- bzw. Halteeinheit 18 gehalten. Die unter Druck auf der korrosionsbeständigen Schicht des Kabels ausgebildete elektrisch leitende Schicht wird ohne Oberflächenkontakt mit dem Hei/er 17 erhitzt, wodurch der in dem elektrisch leitenden Pulver vorhandene Binder geschmolzen wird und das elektrisch leitende Pulver, das beispielsweise ein Graphitpulver sein kann, zu einer festen \ lüftung auf der Oberii.iche des Kabels gebracht wird.

Die Kühlvorrichtung 13 weist einen Belüftungsring 35

' auf. der in einem zylindrischen Rahmen 30 angeordnet ist. Der Belüftungsring 35 hat eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen, um Luft auf das Kabel zu blasen.

nachdem es durch die Heizvorrichtung 13 erhitzt worden ist, um das Kabel schnell auf eine Temperatur von etwa 30°C abzukühlen.

Zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Kabels mit einer elektrisch leitenden Schicht auf seiner Oberfläche wird ein elektrisch leitendes Pulver, wie Graphit, mit einem Binderpulver gemischt und die Mischung in den Hulverauttragsbehaiter IV) gegeben, so daß eine angereicherte bzw. gespeicherte Pulverschicht 29 erhalten wird. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird ein metallarmiertes Kabel durch eine raupenartige Fördervorrichtung 2 bewegt, und durch die Kunststoffextrudiervorrichtung 4 wird auf dem Kabel eine korrosionsbeständige Schicht ausgebildet. Anschließend wird das elektrisch leitende Pulver auf das Kabel aufgetragen, während es durch die angereicherte bzw. gespeicherte Pulverscfticht 29 hindurchläuft. Das so anhaftende Pulver wird mit Hilfe einer Geweberöhre 25. die am Kabelauslaß des Pulverauftragsbehälter 19 angeordnet ist. gegen die Oberfläche des Kabels gepreßt und dann weiterhin durch die Verdichtungsvorrichtung 15 zusammengepreßt, wobei auf der Kabeloberfläche eine elektrisch leitende Schicht ausgebildet wird. Anschließend wird die Kabeloberfläche in der Heizvorrichtung 13 auf eine Temperatur von vorzugsweise 80 bis 130° C erhitzt, um den Binder in der so ausgebildeten elektrisch leitenden Schicht zu schmelzen, wodurch es zu einer festen Haftung des elektrisch leitenden Pulvers, wie beispielsweise Graphitpulver, an dem Kabel kommt. Anschließend wird die Oberfläche des Kabels in der Kühlvorrichtung 30 schnell abgekühlt, um eine Deformierung der korrosionsbeständigen Schicht während der nachfolgenden Hitzebehandlung zu verhindern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausbilden einer elektrisch leitenden Oberflächenschicht auf einem eine Kunststoffisolierung aufweisenden elektrischen Leiter oder Kabel, bei welchem das Kabel erhitzt und gekühlt, sowie durch einen, elektrisch leitendes Pulver enthaltenden, vibrierenden Behälter hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch leitendes Pulver und pulverförmiges Bindemittel enthaltende Pulvermischung verwendet wird, daß die Pulvermischung am Ausgang (28) des Pulverspeicherbehälters (14) gegen die Oberfläche des Kabels (12) gepreßt, anschließend mit einem rotierenden, endlosen Band (33) verdichtet und schließlich erhitzt und gekühlt wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem vibrierenden Pulverspeicherbehälter mit einem Einlaß und einem Auslaß, um ein Kabel durch den Behälter und durch eine darka befindliche Schicht zu führen, die durch Ansammlung einer elektrisch leitenden Pulvermischung gebildet ist, einer Heizvorrichtung und einer Kühlvorrichtung, gekennzeichnet durch:

einen Pulverauftragsbehälter (19), der an seinem Einlaß (21) eine Gummidichtung (27) aufweist, die einen Innendurchmesser hat. der schmäler als der Außendurchmesser des Kabels (12) ist, und wobei der Speicherbehälter (14) weiterhin einen hohlen, zylindrischen Gummihalter (22), der am Kabelauslaß (28) angeordnet ist und eine Geweberöhre (25) aufweist, die in dem Gummihalter (22) angeordnet ist, wobei das eine Ende der Geweberöhre (25) aus dem Gummihalter (22) herausragt und dieser Endbereich der Geweberöhre (25) mit einer Abquetschkontrollvorrichtung (24) aus Treibbändern umgeben ist, welche so regulierbar bzw. einstellbar ist, daß man dieses Ende der Geweberöhre (25) gegen das Kabel (12) pressen bzw. quetschen kann; eine Verdichtungsvorrichtung (15). umfassend eine Rotationseinheit (31). die mit einer Geschwindigkeit rotiert, die im Verhältnis zu der Geschwindigkeit der Durchführung des Kabels (12) durch die Verdichtungsvorrichtung (15) steht, und ein endloses Pulverauftragungsband (33), das so in der Rotationseinheit (31) angeordnet ist, daß es gespannt und gegen wenigstens einen Teil der Oberfläche des Kabels (12) gepreßt wird; wobei die Anordnung der einzelnen Vorrichtungsteiie in der Reihenfolge Pulverspeicherbehälter (14). Verdichtungsvorrichtung (15). Heizvorrichtung (13) und Kühlvorrichtung (30) erfolgt.