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Anlage zur Strahlenvernetzung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Strahlenvernetzung
eines aus einem Kautschuk, Polyolefin oder anderen vernetzbaren Polymer bestehenden
rohrförmigen Körpers wie z.B. der Isolierung einer Kabelader mittels energiereicher
Strahlen, insbesondere Elektronenstrahlen, wobei die Anlage Einrichtungen mit Umlenkvorrichtungen
zum mehrfachen Hindurchführen des rohrförmigen Körpers durch die sektorförmigen
Strahlenbündel zweier Strahlenquellen aufweist, welche untereinander um einen vorbestimmten
Winkel von insbesondere 90° bezüglich der Umfangsrichtung des rohrförmigen Körpers
versetzt angeordnet sind. Eine derartige Anlage geht aus der DE-OS 30 14 399 hervor.
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Zur Vernetzung der aus Kautschuk, Polyolefinen oder anderen vernetzbaren
Polymeren bestehenden Isolierung elektrischer Leitungen bzw. Kabeladern, der Mäntel
von Leitungen und Kabeln oder von entsprechenden Rohren oder ähnlich geformten Strang
produkten werden vielfach auch Elektronenbeschleuniger-Anlagen eingesetzt ("technica",
Band 15/16, 1983, Seiten 1247 bis 1250). Hierbei stellt jedoch die gleichmäßige
Rundumbestrahlung mit Elektronen ein technisch schwer befriedigend zu lösendes Problem
dar. Man hat deshalb versucht, die zu vernetzende Leitung unter der Strahlenquelle
einer solchen Anlage in Rotationsbewegung zu versetzen. Dies erfordert jedoch einerseits
besonders bei großen Querschnitten einen erheblichen apparativen Aufwand und führt
andererseits bei gleichzeitiger translatorischer Bewegung zu Dosis-und damit zu
Vernetzungsinhomogenitäten in axialer
Richtung. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, die zu vernetzende Leitung mehrfach durch das Strahlenbündel der
Strahlenquelle zu führen, wobei mittels einer Umlenkvorrichtung die Unterseite der
Leitung nach oben gebracht wird. Da hiermit im allgemeinen noch keine befriedigende
Rundumvernetzung erreicht werden kann, sind Anlagen zur Strahlenvernetzung bekannt,
mit denen eine Vierseitenbestrahlung ermöglicht wird. Eine derartige Anlage ist
in der genannten DE-OS angedeutet. Sie enthält zwei um 900 bezüglich der Umfangsrichtung
der zu vernetzenden Leitung versetzt angeordnete Strahlenquellen, die auf die Leitungsbahn
unter einem Winkel zur Bestrahlungsebene von jeweils 450 einstrahlen. Zusammen mit
der Umlenkung wird eine gute Vergleichmäßigung der Rundumvernetzung auch bei Leitungsadern
mit verhältnismäßig großem Leiterquerschnitt ermöglicht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Anlage der eingangs
genannten Art dahingehend auszugestalten, daß mit ihr die Vergleichmäßigung der
Rundumvernetzung von Leitungs- oder Kabeladern, von Kabelmänteln, Rohren u.s.w.
noch verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Umlenkvorrichtung
mindestens eine Verdrehvorrichtung zugeordnet ist, mittels derer der rohrförmige
Körper zwischen den einzelnen Durchläufen durch die beiden Strahlenbündel jeweils
um einen vorbestimmten Drehwinkel bezüglich seiner Umfangsrichtung derart zu verdrehen
ist, daß bei jedem Durchlauf durch die beiden Strahlenbündel jedes Strahlenbündel
zumindest weitgehend auf einen noch nicht bestrahlten Teilbereich des Umfangs des
rohrförmigen Körpers ausgerichtet ist.
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Die mit dieser Ausgestaltung der Vernetzungsanlage verbundenen Vorteile
sind somit insbesondere darin zu sehen, daß sich der Umfang des rohrförmigen Körpers
in mehr als vier Teilbereiche unterteilen läßt, die bei dem Mehrfach durchlauf des
rohrförmigen Körpers durch die Strahlenbündel der beiden Strahlenquellen von diesen
Strahlenbündeln erfaßt werden. Durch die hierdurch erzielbare gute Überlappung der
verschiedenen Teilbestrahlungen läßt sich somit eine entsprechend gleichmäßige Vernetzung
über den Umfang des rohrförmigen Körpers gesehen erreichen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Strahlenvernetzungsanlage nach der
Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnung
Bezug genommen. Dabei zeigt Fig. 1 schematisch eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße
Strahlenvernetzungsanlage. Aus den Fig. 2 und 3 sind die Einstrahlrichtungen der
Strahlenbündel einer erfindungsgemäßen Anlage auf einen rohrförmigen Körper näher
veranschaulicht.
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Bei der in Fig. 1 schematisch angedeuteten Strahlenvernetzungsanlage
nach der Erfindung wird beispielsweise von einer Anlage ausgegangen, wie sie der
genannten DE-OS 30 14 399 (vgl. deren Fig. 3 bis 10) zu entnehmen ist. Die Figur
zeigt eine Aufsicht auf die Ebene, in der ein zu vernetzender rohrförmiger Körper
wie z.B.
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die Isolation einer elektrischen Leitung, oder ein Kabel, eine Kabelader
oder ein sonstiges, ähnlich geformtes Strang produkt im Bereich zweier in der Figur
nicht näher ausgeführter Elektronenbeschleuniger angeordnet ist. Nachfolgend sei
eine Kabelader angenommen,
worunter alle rohrförmigen Körper oder
Körperteile aus vernetzbaren Materialien verstanden werden. Diese mit 2 bezeichnete
Kabelader wird durch die Strahlenfelder 3 und 4, auch Strahlenbündel oder Strahlenfächer
genannt, der beiden Elektronenbeschleuniger viermal hindurchgeführt. Die einzelnen
Abschnitte der Kabelader 2 im Bereich dieser Strahlenfelder 3 und 4 sind dabei mit
2a bis 2d bezeichnet. Die Führungsrichtungen dieser Abschnitte sind durch Pfeile
angedeutet. Die beiden Elektronenbeschleuniger sind in Führungsrichtung der Kabelader
hintereinander und gegenüber der Vertikalen-Richtung bzw. der die Kabeladerabschnitte
2 a bis 2 d enthaltenden Ebene um etwa 45° geneigt so angeordnet, so daß zwischen
ihnen ein Winkel von 900 ausgebildet ist.
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Um die Kabelader 2 viermal durch die Strahlenfelder 3 und 4 hindurchführen
zu können, sind drei an sich bekannte, in der Figur nicht näher ausgeführte Umlenkvorrichtungen
6 bis 8 vorgesehen, an denen beispielsweise eine Umlenkung von 1800 erfolgt, so
daß nach der Umlenkung die bisherige Oberseite des jeweiligen Kabeladerabschnittes
nach unten gekehrt ist. Darüber hinaus sollen gemäß der Erfindung zwischen den Umlenkvorrichtungen
6 bis 8 und den Bereichen der Strahlenfelder 3 und 4 jeweils eine besondere Verdrehvorrichtung
10 bis 12 vorgesehen sein, mittels derer der jeweilige Kabeladerabschnitt um einen
vorbestimmten Drehwinkel zu verdrehen ist. Dieser Drehwinkel wird dabei so gewählt,
daß bei jedem Durchlauf durch die beiden Strahlenfelder ein noch nicht bestrahlter
Teilbereich des Umfangs der Kabelader 2 bestrahlt wird (vgl. hierzu die Fig. 2 und
3). Die genauen Winkel richten sich nach der Anordnung der Strahlenquellen und des
jeweiligen Kabeladerabschnittes sowie deren gegenseitiger Verdrehung. Eine solche
Verdrehung läßt sich durch an sich bekannte Ele-
mente wie z. B.
Rollen, schräggestellte Räder oder mittels eines Auflaufes auf die Flanken der Umlenkräder
bewerkstelligen. Bei den in Fig. 1 angenommenen Verdrehvorrichtungen 10 bis 12 kann
es sich somit beispiels weise um Stellrollen handeln.
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Neben der in Fig. 1 angenommenen getrennten Ausführung von jeweiliger
Umlenkvorrichtung und zugeordneter Verdrehvorrichtung ist es ebenso gut möglich,
die jeweiligen Vorrichtungen 6, 10 bzw. 7, 11 bzw. 8, 12 jeweils zu einer Einheit
zusammenzufassen. D. h., mit einer derartigen Einheit läßt sich dann nicht nur die
Umlenkung der Kabelader um 180°, sondern zugleich auch noch eine damit verbundene
Verdrehung bewirken, so daß an dieser Einheit dann die Kabelader um einen Winkel
gedreht würde, der um einen vorbestimmten Wert von 1800 verschieden ist.
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Fig. 2 zeigt in Form eines Schnittes durch die Ebene einer zu vernetzenden
Kabelader 2 die Einstrahlrichtungen und die zugehörigen Strahlungsintensitäten der
beiden Strahlenquellen bei den vier Durchgängen des in Fig. 1 angedeuteten Leitungsführungssystems
der erfindungsgemaßen Anlage. Die Strahlungsintensität der einzelnen Strahlen ist
dabei durch die Länge der dargestellten Linien S veranschaulicht. Diese Linien symbolisieren
jedoch lediglich die Einstrahlrichtung; die tatsächliche Einstrahlung muß man sich
als Front über die Gesamtbreite der Leitung vorstellen. Hierbei ist noch zu berücksichtigen,
daß die Einstrahlwinkel bei den einzelnen Leitungsabschnitten vom 45°-Anstellwinkel
der Strahlenquellen je nach betrachteter Abschnittposition mehr oder weniger stark
abweichen. Auch die Strahlungsintensitäten sind entsprechend unterschiedlich.
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In den in Fig. 2 gezeigten Positionen b und d des Kabeladerführungssystems
soll die Kabelader um 1800 umgelenkt sein (Kabeladerabschnitte 2b bzw. 2d). Bezogen
auf ein körpereigenes Koordinatensystem sind daher die Einstrahlungen in den Positionen
b und d gegenüber denjenigen in den Positionen a und c der Kabeladerabschnitte 2a
und 2c an der Kabeladerebene gespiegelt zu denken.
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Außerdem ist in Fig. 2 der Einfluß einer Verdrehung der Kabelader
beim Durchlauf durch das erfindungsgemäße Führungssystem auf die Einstrahlrichtungen
angedeutet. Dabei ist angenommen, daß die Kabelader um ihre Achse um einen vorbestimmten
Drehwinkel im Uhrzeigersinn pro Durchlauf gedreht wird. Dieser Drehwinkel liegt
bei der angenommenen Anordnung der beiden Strahlenquellen und dem vierfachen Hindurchführen
der Kabelader durch deren Strahlenfelder im allgemeinen zwischen 300 und 60#. Zusätzlich
hierzu ist die Umlenkung um 180° an den Umlenkvorrichtungen zu berücksichtigen.
Dementsprechend ist in Fig. 2 das Wandern einer an der Kabelader angebrachten Markierung
M ersichtlich. Diese Markierung repräsentiert ein körpereigenes Koordinatensystem.
Werden dann die in der Figur ebenfalls angegebenen Drehwinkelwerte bezüglich einer
Verdrehung zwischen den einzelnen Durchläufen im Uhrzeigersinn und unter Berücksichtigung
der 1800-Umlenkung vorgesehen, so ergibt sich das in Fig. 3 wiedergegebene Bild
eines Schnittes durch die Ebene der Kabelader 2 nach dem vierfachen Durchlauf durch
die Strahlenfelder der erfindungsgemäßen Strahlenvernetzungsanlage.
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In der Figur sind die entsprechend den Positionen nach Fig. 2 bestrahlten
Bereiche mit a bis d bezeichnet. Wie aus dem Bild der Fig. 3 zu entnehmen ist, läßt
sich bei einer geeigneten Wahl der Drehwinkel @ eine 8-Seitenbestrahlung einer zu
vernetzenden Kabelader erreichen.
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Gemäß den Fig. 1 bis 3 wurde angenommen, daß mit vier Durchläufen
eines zu vernetzenden rohrförmigen Körpers eine 8-Seitenbestrahlung erfolgen soll.
Die erfindungsgemäße Anlage läßt sich jedoch auf drei- und mehr Doppeldurchläufe
anwenden, wobei durch geeignete Verdrehung der einzelnen Abschnitte des rohrförmigen
Körpers eine noch bessere Vergleichmäßigung der Rundumvernetzung erzielt werden
kann. Neben der angenommenen Elektronenstrahlung läßt sich die Vernetzung gegebenenfalls
auch mit anderen energiereichen Strahlen wie z.B. >- oder Strahlen vornehmen.
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5 Patentansprüche 3 Figuren