-
-
Vorrichtung zum Auftragen von geschlossenen Schichten oder Aufbringen
von
-
Draht- oder Bandlagen auf strangförmiges Gut Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von geschlossenen Schichten oder zum Aufbringen
von Draht- oder Bandlagen auf strangförmiges Gut, insbesondere elektrische Kabel
oder Leitungen, unter Druck, mit einem oder mehreren, das Gut konzentrisch umgebenden
rohrförmigen geschlossenen Formteilen (Nippel).
-
Rohrförmige geschlossene Formteile kurzer Länge aus Metall oder Kunststoff,
sog. Nippel, sind notwendige Voraussetzungen z. B. in der Kabel- oder Leitungstechnik
oder generell in der Verseiltechnik. Diese bilden den bei der Verseilung mit umlaufenden
Vorräten notwendigen Halte- oder Verseilpunkt für das Verseilelement, - Kabel, Leitung,
Seil - sie führen aber auch zu einer Kalibrierung der verseilten Elemente beim Durchlauf,
da hierbei in radialer Richtung wirkende Druckkräfte auf das durchlaufende Gut aufgebracht
werden.
-
Die gleichen Formteile können aber auch dazu benutzt werden, z. B.
die mit reversierendem Schlag verseilten Einzeldrähte eines konzentrischen Schutz-oder
Nulleiters oder einer elektrischen Abschirmung von Starkstromkabeln bzw. Mittel-
oder Hochspannungskabeln auf der Kabeloberfläche festzuhalten,
bis
die Drähte durch eine anschließende Bandumwicklung letztlich in ihrer endgültigen
Lage fixiert sind. Zu diesem Zweck sind auch schon sog. "åtmende" Führungsnippel,
d. h. solche mit flexiblen Führungswänden bekannt (DE-OS 24 44 951).
-
Zum Aufbringen dichtender Massen etwa auf Vaseline-Basis (Petrojelly)
auf und in eine Kabelseele werden sog. Abstreifnippel verwendet, die beim Hindurchführen
der mit der Vaseline beaufschlagten Kabel seele einmal das überschüssige Material
abstreifen und zum andern das verbleibende Material dicht und fest auf die Seele
aufpressen.
-
In etwa die gleiche Aufgabe erfüllen bekannte Vorrichtungen zur Beschichtung
von Asbestbändern (GB-PS 411 731) oder zum Auftragen von pulverförmigem Graphit
oder Siliciumcarbid auf die Oberfläche elektrischer Kabel und Leitungen (DE-AS 24
13 789).
-
Während der "selbstatmende" Nippel durch seinen flexiblen Aufbau sehr
aufwendig in der Herstellung und störanfällig im Betrieb ist, sind die erwähnten
Ausführungen zum Aufbringen leitender Schichten, insbesondere wenn es um elektrische
Kabel geht, weniger geeignet, da sich hiermit weder ein gleichmäßig dichter noch
fest sitzender Auftrag, der zudem noch riefenfrei ist, erreichen läßt.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, auf die Oberfläche von strangförmigem Gut
geschlossene Schichten oder Drahtlagen in für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneter
Form und Qualität aufzubringen.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als rohrförmiges
Formteil ein in Achsrichtung und quer hierzu gummielastischer Schlauch dient, dessen
Innenflächen bei Druckbeaufschlagung von außen unter Faltenbildung um das Gut herum
und im Faltenbereich gegeneinander quetschbar sind. Bei Druckbeaufschlagung legt
sich also der gummielastische Schlauch unter Bildung längs- oder querverlaufender
Falten oder Taschen oder, bezogen auf den Querschnitt, unter Bildung einer zwei-
oder mehrteiligen Schelle um das durchlaufende Gut, beispielsweise ein elektrisches
Kabel,
herum und drückt auf der Kabeloberfläche befindliche Elemente, wie Drähte oder Bänder
fest auf bzw. sorgt beim Auftrag von pulverförmigem oder dichtendem Material für
eine gleichmäßig dichte Schicht, Eine Faltenbildung beinhaltet, daß die innere Oberfläche
des Schlauches bereits im durckfreien Zustand wesentlich größer als die des durchlaufenden
Gutes ist. Bereits insoweit unterscheidet sich der "Nippel" nach der Erfindung grundsätzlich
von allen anderen bekannten Ausführungen.
-
Für die oben beschriebenen Zwecke sind dort in Anpassung an die jeweiligen
Durchmesser des Gutes eine Vielzahl von passenden Formteilen erforderlich, mit einem
Formteil gleich einen ganzen Durchmesserbereich zu erfassen, wie es die Erfindung
erlaubt, ist dort nicht möglich.
-
Insbesondere, wenn es sich um das Aufbringen von Schichten aus pulverförmigem
Material oder auch um Dichtmassen handelt, bringt die Erfindung noch den Vorteil
mit sich, daß zu beliebigen Zeiten während des Betriebes durch Druckentlastung des
Schlauches und damit Zurückfedern in die Ausgangsstellung zwischen Oberfläche des
Gutes und Innenfläche des Schlauches genügend Freiraum z. B. zur Kontrolle oder
Reinigung dieses Nippels gebildet wird Diese Möglichkeit bieten Nippel bekannter
Art ebenfalls nicht. Im druckentlasteten Zustand bildet der gummielastische Schlauch
einen vollkommen glatten und freien Durchgang, das Einfädeln des strangförmigen
Gutes vor Fertigungsbeginn bereitet keine Schwierigkeiten, das umso weniger als,
wie bereits ausgeführt, der freie Durchgangsquerschnitt des Schlauches wesentlich
über dem des strangförmigen Gutes liegt. So kann beispielsweise bei einem Kabeldurchmesser
von 20 mm der Schlauchinnendurchmesser 60 bis 100 mm betragen.
-
In Weiterführung der Erfindung ist der gummielastische Schlauch an
seinen Enden im Innern eines mit Druck beaufschlagbaren Gehäuses in lösbaren Klemmbacken
eingespannt. Hierzu kann es von Vorteil sein, die Schlauchenden im Bereich ihrer
Halterung in den Klemmbacken mit verstärkenden Einlagen, wie z. 8. Glasfasern, Geweben
und dergl.,zu versehen, während der unter Druckeinwirkung sich ausdehnende mittlere
freie Bereich des Schlauches unverstärkt bleibt.
-
Solche Gehäuse mit eingespanntem Schlauch können an jeder Stelle sog.
-
Fertigungsstraßen kurzfristig installiert werden, sie können aber
auch in diesem kompletten Zustand auf Lager gehalten und im Schadensfall ohne wesentliche
Ausfallzeiten der Fertigung gegen z. B. ein verschlissenes Formteil ausgewechselt
werden.
-
Das Gehäuse selbst hat für die Druckbeaufschlagung entsprechende Anschlüsse,
als Druckmittel wird man zweckmäßig Druckluft verwenden. Selbstverständlich kann
man statt dessen ohne Beeinträchtigung der Wirkungsweise auch Druckwasser oder Öldruck
zur Anwendung bringen. Als Materialien für den gummielastischen Schlauch können
alle die verwendet werden, die unter Druck gut verformbar sind, bei Druckentlastung
aber wieder in ihre ursprüngliche Form zurückfedern. Neben geeigneten, vorzugsweise
vernetzten Kunststoffen sind solche hoher Elastizität besonders geeignet. Hierzu
zählen insbesondere Werkstoffe auf Basis Natur- oder Kunstkautschuken. Mittels des
in den Raum zwischen Gehäusewand und Außenfläche Schlauch eingeführten Steuermediums
werden die Innenflächen unter Faltenbildung gegen das Gut und gegeneinander gequetscht,
bei Fortnahme des Steuerdruckes öffnet der Schlauch infolge seiner Elastizität wieder
auf den vollen Querschnitt.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ergibt
sich dann, wenn der gummielastische Schlauch einschließlich seiner Halterung um
das Gut herum drehbar angeordnet ist. Insbesondere beim Aufbringen geschlossener
konzentrischer Schichten läßt sich hierdurch ein zusätzlicher Gl ättungseffekt erreichen.
-
In dem weiten Anwendungsfeld,in dem die Erfindung vorteilhafte Verwendung
finden kann, sei besonders erwähnt die tTöglichkeit des Auftrages pulverförmigen
Materials, insbesondere von Ruß und/oder Graphit auf die Isolierung elektrischer
Kabel und Leitungen. Hier kommt es darauf an, eine gleichmäßige leitfähige und festhaftende
Schicht zu erzeugen, deren Oberfläche glatt und nicht etwa durch Pickel, Riefen
und dergl. gestört ist. Um das zu erreichen, wird man in Weiterführung des ErFindungsgedankens
in Durchlaufrichtung des Kabels oder der Leitung in Abständen hintereinander mindestens
zwei, vorzugsweise drei oder vier druckgesteuerte gummielastische Schläuche anordnen
Auf
diese Weise ist ein im Aufbau gleichmäßiger Schichtauftrag auch
pulverförmigen Materials beliebiger Körnung ohne Zuhilfenahme von Fremdmitteln,
die wieder entfernt werden müssen, möglich. Der Auftrag der leitfähigen Schicht
erfolgt kontinuierlich, so daß dieser Arbeitsgang z. B. in die rationelle Kabel-
oder Leitungsfertigung mit einbezogen werden kann.
-
Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
-
Die Fig. 1 und 2 zeigen das Formteil nach der Erfindung im druckentlasteten*Zustand.
Die Fig. 3 zeigt einen Quarschnitt durch das Gut und den Schlauch im Betriebszustand,
während die Fig. 4 und 5 jeweils ein Anwendungsbeispiel für das in den Fig. 1 bis
3 dargestellte Formteil veranschaulichen.
-
Innerhalb des aus druckfestem Metall bestehenden Gehäuses 1 mit der
Bohrung 2 ist - wie aus der Fig. 1 ersichtlich Z der gummielastische Schlauch 3
angeordnet. Er ist im Gehäuse 1 an seinen Enden fest eingespannt, hierzu dienen
die Iösbaren Flansche 4. Die Befestigung des Schlauches 3 im Gehäuse erfolgt so,
daß die Innenflächen 5 des Schlauches 3 mit den Innenflächen der Bohrung 2 fluchten
oder, was besonders für strangförmiges Gut mit empfindlicher Oberfläche von Vorteil
ist, über die Innenfläche der Bohrung nach Innen überstehen. Mit 6 ist der Druckraum
bezeichnet, über den Einlaßstutzen 7 kann das Steuermedium, Luft, Wasser, Öl oder
dergl.£ eingeführt werden. Das strangförmige Gut 8, z. B. ein elektrisches Kabel
oder auch ein Rohr zum Transport flüssiger oder gasförmiger Medien ist durch die
Bohrung 2 des Gehäuses bzw. durch den Schlauch 3 hindurchgefünrt, wobei z. B. der
Durchmesser des Gutes 25 mm und der der Bohrung 65 mm betragen kann.
-
Wird mit einem geeigneten Steuermedium Druck im Raum 6 aufgebaut,
bei spielsweise in der Größenordnung von 2 bis 4 bar, dann wird der elastische mittlere
Bereich des Schlauches 2 um das Gut 8 herurngequetscht und, da der Durchmesser des
Schlauches wesentlich größer als der des Gutes 8 ist, die Innenflächen des Schlauches
unter Falten- oder Taschen- bzw. Schellenbildung *) bzw. druckbelasteten
verformt
und gegen das Gut und gegeneinander gedrückt. Diesen Betriebszustand gibt in etwa
die Fig. 2 wieder, wobei entsprechend der Fig. 1 die gleichen Bezugszeichen gewählt
sind.
-
Was unter Falten-, Taschen- oder Schellenbildung verstanden sein soll,
veranschaulicht die Fig. 3. Der zunächst mit Abstand zum Gut 8 angeordnete Schlauch
3 wird bei Durckbeaufschlagung entsprechend Fig. 2 so verformt, daß er das Gut 8
dicht und fest umschließt, wobei bei diesem Herumformen des Schlauches um das Gut
Falten oder Stege 9 gebildet werden. Die Anzahl dieser Falten oder Stege ist unterschiedlich,
sie hängt im wesentlichen von der durch das unterschiedliche Durchmesserverhältnis
von Schlauch zu Gut vorgegebenen Menge an Schlauchmaterial ab, die bei der Druckbeaufschlagung
verformt wird.
-
Die in der Fig. 4 dargestellte Anordnung betrifft das Aufiegen mit
wechselnder Schlagrichtung verseilter Drähte 10 auf die Oberfläche des durchlaufenden
elektrischen Kabels 11. Hierzu dient der mit wechselnder Drehrichtung umlaufende
Konus 12,in dessen Nuten die von nicht dargestellten feststehenden Vorräten ablaufenden
Drähte geführt und der Kabeloberfläche zugeleitet werden. Zur kurzfristigen Fixierung
der das Kabel nicht umschlingenden, vielmehr lediglich auf dessen Oberfläche nur
aufgelegten Drahtlage dient die hier nur schematisch dargestellte, in ihrem Aufbau
aber den Fig, 1 und 2 entsprechende Vorrichtung 13 mit durch Druck steuerbarem Durchgangsquerschnitt
eines in einem Gehäuse eingespannten gummielastischen Schlauches. Unmittelbar hinter
der Vorrichtung 13, deren druckbeaufschlagter Schlauch als Verseilnippel für die
Verformung der Einzeldrähte in die gewünschte Form und gleichzeitig zur vorläufigen
Fixierung der verformten Drähte 10 auf der Kabeloberfläche dient, wird von einem
nicht dargestellten Bandierer das Metall- oder Kunststoffband 14 dem Kabel zugeführt
und, wie dargestellt, in frei wählbarem Steigungswinkel auf die durch die srrichtung
13 fixierte Drahtlage aufgewickelt.
-
In der Fig. 5 schließlich ist die Möglichkeit skizziert, Ruß oder
Graphit als äußere Leitschicht auf die Seele 15 eines elektrischen ,#iittel- oder
tocispannungskabels aufzuhringen. Hierzu ist der ggf. auch umlaufende, Ruß oder
Graphit 1G enthdltende Vorratsbehälter 17 vorgesehen, durch den
die
Seele 15 hindurchgeführt und mit dem pulverförmigen Material beaufschlagt wird.
Beim anschließenden Durchlaufen der entsprechend den Fig. 1 und 2 ausgebildeten
Vorrichtung 18 wird das Ruß- oder Graphitpulver in die Oberfläche der Isolierung
der Kabelseele 15 eingerieben und dabei über die gesamte Oberfläche gleichmäßig
verteilt. Eine anschließende zweite, gleich aufgebaute Vorrichtung 19 dient der
Verdichtung und Glättung der so hergestellten leitfähigen Oberflächenschicht.
-
Gerade bei der Herstellung der erwähnten Leitschichten kommt es aus
elektrischen Gründen auf besondere gleichmäßige Schichtdicken an. Oft wird deshalb
die prinzipielle Anordnung nach der Fig. 5 für die praktische Ausübung nicht reichen.
So kann es oft zweckmäßig sein, insbesondere, wenn größere Schichtdicken verlangt
werden, im Anschluß an die Vorrichtung 13 erneut ein Pulvervorratsbehälter anzuordnen,
dem dann wieder Vorrichtungen entsprechend 18 und 19 nachgeschaltet sind. So lassen
sich homogene Schichten definierter elektrischer Leitfähigkeit erzeugen, die auf
der isolierenden Unterlage sicher verankert sind und dabei eine glatte und riefenfreie
Oberfläche aufweisen.
-
Statt des pulverförmigen Materials 16 kann an dieser Stelle auch unter
Druck, auf die Kabel seele z. B. eine Füllmasse aufgebracht werden. Dies ist z.
B. dann eine übliche Praxis, wenn die Seele aus einer Vielzahl miteinander verseilter
Einzelelemente besteht, und diese Seele in Längsrichtung abgedichtet werden soll.
Die nachfolgende Vorrichtung 18 übernimmt dann die Funktion eines Abstreif-Drucknippels.