DE3205960C2 - Vorrichtung zum Auftragen von geschlossenen Schichten oder Aufbringen von Draht- oder Bandlagen auf elektrische Kabel und Leitungen - Google Patents

Abstract

Zum Auftragen von geschlossenen Schichten oder zum Aufbringen von Draht- oder Bandlagen auf strangförmiges Gut (8) unter Druck dient ein gummielastischer Schlauch (3), der in einem Gehäuse (1) eingespannt ist, bei Druckbeaufschlagung von außen sich fest unter Faltenbildung um das Gut (8) herumlegt und bei Druckentlastung in den Ausgangszustand zurückfedert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung von geschlossenen Schichten oder Aufbringen von Draht- oder Bandlagen auf elektrische Kabel oder Leitungen mit einem das Kabel oder die Leitung konzentrisch umgebenden rohrförmigen Formteil, das aus gummielastischem Material besteht und unter äußerem Druck sich am Kabel oder an der Leitung anlegt und bei Druckentlastung in den Ausgangszustand zu^rückfedert.

Rohrförmige geschlossene Formteile kurzer Länge aus Metall oder Kunststoff, sogenannte 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 sogenannte »atmende« 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 sogenannte Abstreifnippel verwendet, die beim Hindurchführen der mit der Vaseline beaufschlagten Kabelseele einmal das überschüssige Material abstreifen und zum anderen das verbleibende Material dicht und fest

auf die Seele aufpressen.

In etwa die gleiche Aufgabe erfüllen bekannte Vorrichtungen zur Beschichtung von Asbestbändern (GBPS 4 11 731) 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

Bekannt ist es ferner (DE-AS 23 04 515), zur Abdichtung des Endes eines Vulkanisierrohres einen aufblasbaren, in sich geschlossenen, ringförmigen Wulst zu verwenden. Dieser Wulsi drückt im aufgeblasenen Zustand von außen gegen eine konische, elastische Buchse, die ihrerseits dichtend auf das durchlaufende Kabel einwirkt Diese bekannte konische Buchse könnte gegebenenfalls als Abstreifnippel verwendet werden, er ist jedoch beispielsweise nicht geeignet, leitfähige, Ruß oder Graphit enthaltende Schichten fest und mit glatter Oberfläche auf ein Kabel aufzubringen.

Für Fernmeldekabel-Füllvorrichtungen hat man auch bereits eine Düse mit veränderbarem Innendurchmesser vorgesehen (DE-GM 75 36 829), die aus einem durch Stauchen in Achsrichtung sich zum durchlaufenden Kabel wölbenden Einsatz aus einem elastomeren Material besteht. Voraussetzung für eine gleichmäßige Einwölbung ist, daß der Einsatz eine entsprechende Wanddicke aufweist, da sonst mit einem Einknicken bei axialer Belastung gerechnet werden muß. Auf der anderen Seite führt eine aus Druckgründen benötigte große Wanddikke zu einer erhöhten Steifigkeit des Einsatzes, der die Funktion eines Nippels übernehmen soll. Damit ergeben sich aber die bereits erwähnten Nachteile für den Fall, daß man mit solchen Einrichtungen auch leitfähige Schichten in gleichmäßiger Form auf elektrische Kabel aufbringen möchte.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, auf die Oberfläche von Kabeln oder Leitungen geschlossene Schichten oder Lagen in für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneter Form und Qualität aufzubringen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das rohrförmige Formteil als dünnwandiger so Schlauch ausgebildet ist, der an seinen Enden im Innern eines druckdichten Gehäuses eingespannt ist, wobei das Gehäuse einen Anschlußstutzen für ein Druckmedium aufweist.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß die benötigten radial gerichteten Kräfte auch bei hohem Druck elastisch auf das Kabel oder die Leitung einwirken müssen. Erreicht wird dies nach der Erfindung durch die Kombination von einem Druckmedium, beispielsweise Druckluft, und durch das Druckmedium unmittelbar beeinflußte flexible Druckflächen, die wegen der Dünnwandigkeit des Schlauches durch Faltenbildung quasi regellos das durchlaufende Kabel umschließen. Auf der Kabeloberfläche befindliche Elemente, wie Drähte oder Bänder, werden hierdurch fest auf das Kabel aufgedrückt, beim Einsatz von pulverförmigem oder dichtendem Material lassen sich gleichmäßig dichte Schichten hoher Oberflächengüte erreichen.

Eine Faltenbildung beinhaltet, daß die innere Oberflä-

ehe des Schlauches bereits im druckfreien 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 druckentlaste- len Zustand bildet der gummielastische Schlauch einen vollkommen glatten und freien Durchgang, das Einfädeln des 3trangförmigen 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 gummielastisehe 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 Klemmbi cken mit verstärkenden Einlagen, wie z. B. 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 sogenannte Fertigungsstraßen kurzfristig installiert werden, sie können aber auch in diesem kompletten Zustand auf Lager gehalten und im Schadensfall ohne wesentliche Ausfallzeiten der Fertigung gegen ζ. Β 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 Jessen 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 Kunsistoffen 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 Glättungseffekt erreichen.

In dem weiten Anwendungsfeld, in dem die Erfindung vorteilhafte Verwendung finden kann, sei besonders erwähnt die Möglichkeit 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 eingezogen werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der F i g. 1 bis 5 näher erläutert. Die

F i g. 1 und 2 zeigen das Formteil im druckentlasteten bzw. druckbelasteten Zustand. Die

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Kabel und den Schlauch im Betriebszustand, während die

F i g. 4 und 5 jeweils ein Anwendungsbeispiel für das in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Formteil veranschaulichen.

Innerhalb des aus druckfestem Metall bestehenden Gehäuses 1 mit der Bohrung 2 ist — wie aus der F i g. 1 ersichtlich — der gummielastische Schlauch 3 angeordnet. Er ist im Gehäuse 1 an seinen Enden fest eingespannt, hierzu dienen die lösbaren 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 Kabel oder Leitungen mit empfindlicher Oberfläche von Vorteil ist, über die Innenfläche der Bohrung nach Innen überstehen. Mit 6 ist der Druckraum bezeichnet, über den Einlaßstiitzen 7 kann das Steuermedium, Luft, Wasser, Öl oder dergl., eingeführt werden. Das Kabel 8, oder auch ein Rohr zum Transport flüssiger oder gasförmiger Medien ist durch die Bohrung 2 des Gehäuses bzw. durch den Schlauch 3 hindurchgeführt, wobei z. B. der Durchmesser des Kabels 25 mm und der der Bohrung 65 mm betragen kann.

Wird mit einem geeigneten Steuermedium Druck im Raum 6 aufgebaut, beispielsweise in der Größenordnung von 2 bis 4 bar, dann wird der elastische mittlere Bereich des Schlauches 2 um das Kabel 8 herumgequetscht und, da der Durchmesser des Schlauches wesentlich größer als der des Kabels 8 ist, die Innenflächen des Schlauches unter Falten- oder Taschen- bzw. Schellenbildung verformt und gegen das Kabel und gegeneinander gedrückt. Diesen Betriebszustand gibt in etwa die F i g. 2 wieder, wobei entsprechend der F i g. 1 die gleichen Bezugszeichen gewählt sind.

Was unter Falten-, Taschen- oder Schellenbildung verstanden sein soll, veranschaulicht die F i g. 3. Der zunächst mit Abstand zum Kabel 8 angeordnete Schlauch 3 wird bei Druckbeaufschlagung entsprechend F i g. 2 so verformt, daß er das Kabel 8 dicht und fest umschließt, wobei bei diesem Heruniformen des Schlauches um das Kabel 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 Kabel vorgegebenen Menge an Schlauchmaterial ab, die bei der Druckbeaufschlagung verformt wird.

Die in der F i g. 4 dargestellte Anordnung betrifft das Auflegen 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 F i g. 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 Vorrichtung 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 Mittel- oder Hochspannungskabels aufzubringen. Hierzu ist der ggf. auch umlaufende, Ruß oder Graphit 16 enthaltende Vorratsbehälter 17 vorgesehen, durch den die Seele 15 hindurchgeführt und mit dem pulverförmigen Material beaufschlagt wird. Beim anschließenden Durchlaufen der entsprechend der F i g. 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 F i g. 5 für die praktische Ausübung nicht reichen. So kann es oft zweckmäßig sein, insbesondere, wenn größere Schichtdicken verlangt werden, im Anschluß an die Vorrichtung 19 erneut ein Pulvervorratsbehälter anzuordnen, dem dann wieder Vorrichtungen entsprechend !8 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 Kabelseele 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.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auftragen von geschlossenen Schichten oder Aufbringen von Draht- oder Bandlagen auf elektrische Kabel oder Leitungen mit einem das Kabel oder die Leitung konzentrisch umgebenden rohrförmigen Formteil, das aus gummielastischem Material besteht und unter äußerem Druck sich am Kabel oder an der Leitung anlegt und bei Druckentlastung in den Ausgangszustand zurückfedert, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Formteil als dünnwandiger Schlauch (3) ausgebildet ist, der an seinen Enden im Innern eines druckdichten Gehäuses (1) eingespannt ist, wobei das Gehäuse (1) einen Anschlußstutzen (7) für ein Druckmedium aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (3) mittels lösbarer Flansche (4) eingespannt ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (3) einschließlich seiner Halterung (4) drehbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Schlauches (3) mindestens dem doppelten Außendurchmesser des Kabels oder der Leitung (8) entspricht.