DE3310731C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nachbehand­ lung einer stranggepreßten Isolationsschicht eines elek­ trischen Kabels, mit einem Nachbehandlungsrohr zum Durchleiten des isolierten Kabels, wobei das Rohr minde­ stens zum Teil die Form einer Kettenlinie hat und an oder seinem Ausgangsende mit einer Abdich­ tung versehen ist, durch die das Kabel im wesentlichen abgedichtet nach außen geführt wird, und mit einer Ein­ richtung zum Füllen des Rohres mit einer aufgeheizten Flüssigkeit, die die Nachbehandlung der Isolations­ schicht des Kabels innerhalb des Nachbehandlungsrohres bewirkt. Diese Vorrichtung ermöglicht ein Verfahren zum Nachbehandeln einer stranggepreßten Isolationsschicht eines elektrischen Kabels, bei welchem das isolierte elektrische Kabel auf einem kettenlinienförmigen Weg ein diesem kettenlinienförmigen Weg angepaßtes Nachbehand­ lungsrohr durchläuft, das an oder vor seinem Ausgangsende mit einer Abdichtung versehen ist, durch die das Kabel im wesentlichen abgedichtet nach außen geführt wird, und das mit einer aufgeheizten, die Nach­ behandlung der Isolationsschicht des Kabels bewirkenden Flüssigkeit gefüllt ist.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind aus der DE-AS 23 04 515 bekannt. Die Verwendung derarti­ ger kettenlinienförmig ausgebildeter Nachbehandlungsvor­ richtungen erlaubt eine Umwandlung der Isolation des Kabels von einem relativ weichen und plastischen Zustand am Ausgang eines Extruderkopfes am einen Ende der Vor­ richtung in einen relativ festen und starren Zustand am anderen Ende des kettenlinienförmigen Nachbehandlungs­ rohres. Dabei besteht keine Notwendigkeit, die Isolation mit unterstützenden oder führenden Einrichtungen an irgendeiner dazwischenliegenden Stelle in Kontakt zu bringen. Das Kabel ist einfach zwischen zwei auseinan­ derliegenden Stellen so aufgehängt, daß es in Kettenli­ nienform üblicherweise koaxial im Nachbehandlungsrohr verläuft. Gewöhnlich sind Einrichtungen vorgesehen, die den kettenlinienförmigen Verlauf des Kabels innerhalb des Nachbehandlungsrohres steuern und dabei sicherstel­ len, daß die noch immer plastische Kabelisolierung die Wandung des Nachbehandlungsrohres nicht berührt und damit auch nicht beschädigt wird. Derartige Einrichtun­ gen enthalten beispielsweise einen Fühler innerhalb des Nachbehandlungsrohres, welcher den kettenlinienförmigen Verlauf erfaßt. Dieser Fühler arbeitet mit einer Steue­ rungsvorrichtung zusammen, die über die Geschwindigkeit einer Abzugsvorrichtung für das Kabel außerhalb des Nachbehandlungsrohres die Kettenlinienspannung für das Kabel steuert.

Ferner ist im Nachbehandlungsrohr an oder benachbart zu dessen Ausgangsende eine Abdichtung vorgesehen, die eine genau dosierbare Mediumdichtigkeit besitzen und dadurch das unvermeidliche Auslecken einer genau gewünschten Flüssigkeitsmenge ermöglichen soll. Hierzu besteht die Dichtung aus einer kegelstumpfförmigen Buchse, die an ihrem verjüngten Ende im Bereich ihrer Auslaßöffnung von einem elastischen schlauchförmigen bzw. toroidförmigen Element umgeben ist. Über eine Düse wird Luft in das elastische toroidförmige Element eingeblasen, bis von diesem der Durchmesser in der Auslaßöffnung der kegel­ stumpfförmigen Buchse auf einen solchen Wert gebracht ist, daß ein Auslecken von Flüssigkeit weiterhin ermög­ licht, jedoch ein weiteres Auslecken von Flüssigkeit in größeren Mengen als den zugelassenen verhindert wird. Bei möglichen Vergrößerungen im Durchmesser der Kabel­ hülle wird dann der Druck in dem elastischen toroidför­ migen Element in angemessener Weise herabgesetzt, bis wieder ein ausreichendes Auslecken von Flüssigkeit durch die Auslaßöffnung hindurch erhalten wird. Auch die ke­ gelstumpfförmige Buchse besteht aus elastischem Materi­ al. Dadurch soll ein verhältnismäßig leichtes Nachgeben der Buchse ermöglicht werden, so daß auch dickere Stel­ len des Kabels praktisch ungehindert aus der Verschluß­ vorrichtung austreten sollen und die Reibung zwischen der Buchse und der Außenfläche des Kabels vergleichswei­ se gering ist, wodurch auch die Abnutzung gering ist.

Aus der DE-PS 8 03 869 und der DE-AS 10 51 926 sind Stopf­ buchsenanordnungen für kontinuierliche Kabelvulkanisier­ vorrichtungen bekannt. Die in diesen bekannten Vorrich­ tungen verwendeten Stopfbuchsen sind so ausgeführt, daß - in ähnlicher Weise wie die zuvor beschriebene Abdichtung gemäß der DE-AS 23 04 515 - gleichfalls die Reibung zwischen der Stopfbuchse und der Oberfläche des sich dadurch bewegenden Kabels und daher die Gefahr einer Beschädigung der Kabeloberfläche verringert werden soll.

Eine ähnliche Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstel­ lung von Isolationsumhüllungen von Hochspannungskabeln ist in der DE-OS 25 28 232 beschrieben.

Beim Betrieb der zuvor beschriebenen Vorrichtungen, die eine Flüssigkeit in flüssigem oder gasförmigem Zustand innerhalb des Nachbehandlungsrohres als Mittel benutzt, um der Isolation eines Kabels die benötigte Wärme zuzu­ führen, treten Schwierigkeiten infolge des hydrostati­ schen Drucks der Nachbehandlungsflüssigkeit auf das Kabel auf. Infolge des Unterschieds des Drucks innerhalb und außerhalb des Nachbehandlungsrohres an dessen Aus­ gangsende wird das Kabel durch die Ausgangsdichtung gepreßt, die üblicherweise am Ausgangsende des Nachbe­ handlungsrohres vorgesehen ist. Die Zugspannung, die außerhalb des Nachbehandlungsrohres auf das Kabel wirkt und beispielsweise durch eine Abzugsvorrichtung aufge­ bracht wird, ist damit nicht gleich der Zugspannung, die im Kabel innerhalb des Nachbehandlungsrohres auftritt. Bei bestimmten Betriebsbedingungen, wenn beispielsweise das Kabel leichtgewichtige Leiter und einen großen Iso­ lationskörper aufweist und die Nachbehandlungsflüssig­ keit relativ hochviskos ist, kann es passieren, daß die auf das Kabel am Ausgangsende des Nachbehandlungsrohres einwirkende, auspressende Kraft die normalerweise benö­ tigte externe Zugspannung überschreitet. Dadurch gerät die Steuerung der Hängelinienanordnung des Kabels inner­ halb des Nachbehandlungsrohres außer Kontrolle, so daß die Gefahr einer Beschädigung der Kabelisolation auf­ tritt.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß ein Überschreiten der auf das Kabel am Ausgangsende des Nachbehandlungsrohres einwir­ kenden Kraft über den Wert der normalerweise benötigten externen Zugspannung und somit die Gefahr einer Beschä­ digung der Kabelisolation verhindert oder wenigstens erheblich reduziert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zusätzlich eine Bremsvorrichtung für das Kabel an oder vor dem Aus­ gangsende des Nachbehandlungsrohres angeordnet ist, die ein oder mehrere biegsame Glieder, die in reibungsschlüssigem Angriff mit dem Kabel stehen, sowie ein einstellbares Druckelement zum Anpressen des oder der Glieder gegen das Kabel aufweist.

Zur Herstellung des Kabels ist ein Verfah­ ren der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß auf das Kabel innerhalb des Nachbehandlungsrohres an oder vor dessen Ausgangsende eine bremsende Reibungskraft aufgebracht wird, die denjenigen Kräften entgegengerich­ tet ist, die das Kabel durch das Ausgangs­ ende des Nachbehandlungsrohres zu pressen suchen, und daß die bremsende Reibungskraft beim Durchlauf des Ka­ bels durch das Nachbehandlungsrohr wahlweise so vari­ iert wird, daß die Wirkung dieser Kräfte aufgehoben wird.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

So gibt es verschiedene Möglichkeiten, das Kabel zu bremsen, insbesondere aufgrund der Tatsache, daß in dem Bereich des Ausgangsendes des Nachbehandlungsrohres die Kabelisolation praktisch ausgehärtet und damit weit weniger zerstöranfällig ist. Die Bremsvorrichtung kann z. B. bremsende Raupen, die auf das Kabel wirken, brems­ ende Walzen oder Rollen oder andere Reibkräfte aufbrin­ gende Einrichtungen umfaßen. Die Bremsvorrichtung sollte so ausgebildet sein, daß sie verschiedenen oder auch wechselnden Kabelabmessungen anpaßbar ist. Auch sollte es möglich sein, nicht nur die Auswirkungen der hydro­ statischen Kräfte auszugleichen, die auf das Kabel wir­ ken, sondern darüber hinaus auch eine zusätzliche Brems­ kraft bereitzustellen, gegen die diejenige Einrichtung arbeiten kann, die die Zugspannung für das Kabel steu­ ert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Bremsvorrichtung umfaßt eine Vielzahl von allgemein biegsamen und elasti­ schen konischen Gliedern, die ineinander geschachtelt und koaxial zum hängelinienförmigen Nachbehandlungsrohr angeordnet sind. Jedes konische Glied ist an seiner Spitze für den Durchlauf des Kabels geöffnet. Auf die ineinander geschachtelte Anordnung der konischen Glieder wirkt in wählbarer Form eine Druckmanschette, die axial gegen die konischen Glieder bewegt werden kann, so daß sich in Abhängigkeit vom Verformungsgrad der konischen Glieder die bremsende Wirkung auf das Kabel verändern läßt, welches die Öffnungen der konischen Glieder durch­ läuft. Die Bewegung der Druckmanschette kann vorteilhaf­ terweise von der erfaßten Zugspannung abhängig gemacht werden, die außerhalb des Nachbehandlungsrohres auf das Kabel einwirkt.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage, die eine Isolation auf eine Kabelseele durch Strang­ pressen aufbringt und die das aufgebrachte Material in einem kettenlinienförmigen Nachbehand­ lungsrohr nachbehandelt;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Bremsvor­ richtung in dieser Anlage;

Fig. 3 die Bremsvorrichtung nach Fig. 1 in ihrer Anordnung nahe dem Aus­ gangsende des Nachbehandlungs­ rohres;

Fig. 4A-D die Folge von Schritten zur Inbe­ triebnahme eines Nachbehandlungs­ rohres, das die Bremsvorrichtung gemäß Fig. 2 enthält; und

Fig. 5 eine Steuerung zur Anpassung der Brems­ vorrichtung nach Fig. 2 bei Veränderungen der Zugspannung beim Abzug des Kabels.

Gemäß Fig. 1 wird eine Kabelseele 1 mittels einer messenden, raupenförmigen Fördervorrichtung 2 durch den Spritzkopf eines Extruders geführt, durch den eine Lage aus elastomerischer Isolation fortlaufend auf die Kabel­ seele 1 aufgebracht wird. Der Ausgang des Extruders führt unmittelbar in das Eingangsende eines kettenlinien­ förmig ausgebildeten Nachbehandlungsrohres 4, das wäh­ rend des Betriebes eine heiße Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck enthält. Wie gezeigt, folgt das Ka­ bel einem kettenlinienförmigen Weg durch das kettenlinien­ förmige Rohr 4. Dabei wird die Lage des Kabels inner­ halb des Rohres durch einen Fühler 5 kontrolliert, der die Betriebsgeschwindigkeit einer raupenförmigen Abzugsvorrichtung 6 und damit die Zug­ spannung im Kabel bestimmt. Das Ausgangsende des Rohres 4 ist über eine Abdichtvorrich­ tung 7 abgedichtet.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Teilansicht einer Bremsvor­ richtung 8, die innerhalb der Bohrung des Nachbehandlungsrohres entsprechend demjenigen in Fig. 1 mit 4 bezeichneten eingepaßt ist. Die Bremsvorrichtung 8 weist einen Satz kegelstumpfför­ miger-konischer Glieder 9 auf die, wie gezeigt ineinander geschachtelt oder gesteckt sind, wodurch ihre hinterein­ ander liegenden offenen Spitzen einen Durchgang für ein Ka­ bel 10 schaffen. Die Glieder 9 bestehen aus natürlichem oder synthetischem Gummi, je nach den Temperaturen, denen sie ausgesetzt sind. Die Glieder 9 sind so ausgewählt, daß ihre Nenngröße den Abmessungen des Kabels 10 ent­ spricht. Die Glieder 9 sind fest an der Wand 11 des kettenlinienförmigen Rohres 4 befestigt. Sie sind so an­ geordnet, daß sie in Verbindung mit einem Druckring oder Druckmanschettenpaar 12, 13 stehen. Die Druckman­ schette 12 ist fest mit dem kettenlinienförmigen Rohr verbunden, während die Druckmanschette 13 axial beweg­ lich innerhalb des Rohres angeord­ net ist. Wie ersichtlich, bedeutet eine Bewegung der Druckmanschette 13 nach links eine Verformung der Glie­ der 9 in dem Sinne, daß sie das Kabel 10 stärker umgrei­ fen. Die entgegengesetzte Bewegung der Druckmanschette 13 hingegen reduziert die hemmende Wirkung der Glieder 9.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Bremsvor­ richtung 8 nach Fig. 2 gezeigt, die in der Nähe des Ausgangsendes des Nachbehandlungs­ rohres 4 angeordnet ist. Ein Druckbypass 14 ist vorge­ sehen, um die Bremsvorrichtung 8 zu überbrücken. Weiter­ hin ist in Bewegungsrichtung des Kabels hinter der Brems­ vorrichtung 8 eine pneumatische Abdichtung 15 und eine Schleppseilschnellabdichtung 16 vorgesehen. Die Fig. 4A-4D zeigen die einzelnen Schritte, die bei der Inbetriebnahme der Vulkanisieran­ lage, wie derjenigen nach Fig. 3, vorgenommen werden müssen. Gemäß Fig. 4A wird ein Kabelanfang 20 mittels eines Schleppseils 21 von geringem Durchmesser durch das kettenlinienförmige Rohr 4 gezogen, wodurch nur eine sehr kleine hydrostatische Kraft gegen die Schnellab­ laß-Dichtung 16 wirkt. Unter diesen Bedingungen ist die erfaßte Abzugsspannung relativ hoch, wodurch die Druck­ manschette 13 (Fig. 2) der Bremsvorrichtung 8 nach rechts verschoben wird, so daß die Wirkung der Bremsvorrichtung 8 gering bleibt. Das erlaubt einen relativ freien Durch­ lauf des Kabelanfangs 20. Gemäß Fig. 4B liegt der Kabel­ anfang 20 in der Bremsvorrichtung 8, während alle anderen Bedingungen so sind wie zu Fig. 4A beschrieben, weil die Bremsvorrichtung 8 durch die Bypassverbindung 14 über­ brückt ist. Wenn, wie in Fig. 4C zu sehen, der Kabelan­ fang die pneumatische Abdichtung 15 verstopft, wird der Druck zwischen der Abdichtung 15 und der Schnellablaß- Dichtung 16 gegenüber dem Außendruck reduziert und die hydrostatische Kraft, die auf das Kabel, infolge des Druckes der Nachbehandlungsflüssigkeit wirkt, steigt stark an. Entsprechend sinkt die Abzugsspannung für das Kabel und in Konsequenz dazu kommt die Bremsvorrichtung 8 entsprechend einer linksgerichteten Bewegung der Druck­ manschette 13 zum Tragen. Entsprechend Fig. 4 ist die Schleppseildichtung 16 in Vorbereitung des Austritts des Kabelanfangs 20 aus dem kettenlinienförmigen Rohr geöffnet. Nun treten für die Bremsvorrichtung 8 normale Betriebsbe­ dingungen auf, im Zuge derer, je nach der sich ändernden Abzugspannung, eine entsprechende bremsende Kraft auf das Kabel ausgeübt wird.

In Fig. 5 ist das Steuerungssystem zum Einstellen der Brems­ vorrichtung 8 nach Fig. 2 entsprechend den Änderungen in der erfaßten Abzugsspannung gezeigt. Die Gummikegel­ stümpfe 9 der Bremsvorrichtung 8 werden zum Aufbringen der erforderlichen Bremskraft mittels eines Paares von hy­ draulischen Zylindern 30, 31 zusammengedrückt. Der Grad der Kompression und damit die Größe der Bremskraft wird über die Verschiebung dieser Zylinder bestimmt. Die Ver­ schiebung erfolgt über ein dreistufiges hydraulisches Ventil 32, das eine klemmende, eine neutrale und eine freigebende Betriebsweise zuläßt. Dieses Ventil wird auto­ matisch durch eine elektronische Logikschaltung 33 ent­ sprechend einem Signal gesteuert, das ihr von einer Lastzelle zugeführt wird, die die über eine Umlenk­ rolle 17 (Fig. 1) erfaßte Abzugsspannung überwacht. Zwei Grenzwerte sind dabei vorgegeben, nämlich ein unterer und ein oberer. Falls die Zugspannung unter­ halb des unteren Grenzwertes liegt, wird die Brems­ vorrichtung 8 in die klemmende Betriebsstellung gebracht, bis die Verstellung ausreicht, um genug Bremskraft zu erzeugen, daß die Zugspannung bis zum unteren Grenz­ wert ansteigt. Dann erfolgt der Übergang in die neu­ trale Position, d. h. keine weitere Verschiebung tritt auf. Nimmt der Kabeldurchmesser bei einer vorge­ gebenen Verschiebung zu, nimmt auch die Bremskraft zu, wodurch wiederum die Zugspannung erhöht wird. Wenn die Zugspannung über den oberen Grenzwert hinaus anwächst, wird die Bremsvorrichtung 8 in entsprechender Weise freigegeben. Diese Steuerung ist völlig unabhängig von der Steue­ rung mit dem Fühler 5 für die Lage der Kettenlinie, der die Geschwindigkeit der Abzugsvorrichtung 6 steuert.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Nachbehandlung einer stranggepreßten Isolationsschicht eines elektrischen Kabels, mit einem Nachbehandlungsrohr (4) zum Durchleiten des isolierten Kabels (10), wobei das Rohr (4) mindestens zum Teil die Form einer Kettenlinie hat und an oder vor seinem Ausgangsende mit einer Abdichtung (7, 15) verse­ hen ist, durch die das Kabel (10) im wesentlichen abge­ dichtet nach außen geführt wird, und mit einer Einrich­ tung zum Füllen des Rohres mit einer aufgeheizten Flüs­ sigkeit, die die Nachbehandlung der Isolationsschicht des Kabels (10) innerhalb des Nachbehandlungsrohres (4) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Bremsvor­ richtung (8) für das Kabel (10) an oder vor dem Aus­ gangsende des Nachbehandlungsrohres (4) angeordnet ist, die ein oder mehrere biegsame Glieder (9), die in rei­ bungsschlüssigem Angriff mit dem Kabel stehen, sowie ein einstellbares Druckelement (13) zum Anpressen des oder der Glieder (9) gegen das Kabel aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (8) aus einer Vielzahl von biegsamen und elastischen konischen Gliedern (9) aufgebaut ist, die ineinander geschachtelt und koaxial zum Nachbehandlungsrohr (4) angeordnet und an ihrer Spitze für den Durchlauf des Kabels (10) unter reibschlüssigem Angriff der konischen Glieder (9) geöff­ net sind, und daß das einstellbare Druckelement eine Druckmanschette (13) aufweist, die axial gegen die konischen Glieder (9) drückt und je nach Druck deren bremsende Wirkung auf das durchlau­ fende Kabel (10) verändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungssensor an einer Stelle hinter dem Ausgangsende des Nachbehandlungsrohres (4) vorgesehen ist, der die Zugspannung im Kabel (10) erfaßt und mit dem Druckelement (13) derart gekoppelt ist, daß die Zugspannung des Kabels stabilisiert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungssensor derart ausgebildet ist, daß die Bremsvorrichtung (8) für das Kabel (10)

• - eine mittlere bremsende Wirkung besitzt, wenn die erfaßte Zugspannung zwischen einem unteren und oberen vorgegebenen Grenzwert liegt,
• - eine hohe bremsende Wirkung besitzt, wenn die er­ faßte Zugspannung unterhalb des unteren Grenzwertes liegt und
• - eine niedrige bremsende Wirkung besitzt, wenn die erfaßte Zugspannung oberhalb des oberen Grenzwertes liegt.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem ein Fühler (5) zum Erfassen der Kettenlinienform des Kabels (10) innerhalb des Nachbehandlungsrohres (4) vorgesehen ist, über den die Geschwindigkeit einer Abzugsvorrichtung (6) des Kabels derart gesteuert ist, daß die Kettenlinienform des Kabels (10) gleich bleibt.

6. Verfahren zum Nachbehandeln einer stranggepreßten Isolationsschicht eines elektrischen Kabels, bei welchem das isolierte elektrische Kabel (10) auf einem kettenli­ nienförmigen Weg ein diesem kettenlinienförmigen Weg angepaßtes Nachbehandlungsrohr (4) durchläuft, das an oder vor seinem Ausgangsende mit einer Abdich­ tung (7, 15) versehen ist, durch die das Kabel (10) im wesentlichen abgedichtet nach außen geführt wird, und das mit einer aufgeheizten, die Nachbehandlung der Isola­ tionsschicht des Kabels (10) bewirkenden Flüssigkeit ge­ füllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Kabel (10) innerhalb des Nachbehandlungsrohres (4) an oder vor dessen Aus­ gangsende eine bremsende Reibungskraft aufgebracht wird, die denjenigen Kräften entgegengerichtet ist, die das Kabel (10) durch das Ausgangsende des Nach­ behandlungsrohres (4) zu pressen suchen, und daß die bremsende Reibungskraft beim Durchlauf des Kabels (10) durch das Nachbehandlungsrohr (4) wahlweise so variiert wird, daß die Wirkung dieser Kräfte aufgehoben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung im Kabel (10) an einer Stelle hinter dem Ausgangsende des Nachbe­ handlungsrohres (4) erfaßt und die bremsende Kraft dem­ entsprechend so angepaßt wird, daß die Zugspannung sta­ bilisiert wird.