DE3512700C2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines laengsdichten kabels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines längsdichten Kabels nach der Gattung des Anspruches 1. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im Anspruch 7 beschrieben.

Bei kunststoffisolierten Kabeladern, insbesondere bei vielpaarigen Nachrichtenkabeln, tritt das Problem des sich über weite Strecken des Kabels ausbreitenden Leckwassers auf. Das Kabel kann dadurch funktionsuntauglich werden. Während die früher verwendete Papierisolierung durch ihr Aufquellen bei Zutritt von Wasser ein natürliches Hindernis gegen die Ausbreitung des Leckwassers bildete, fällt diese Sperre bei Kunststoffkabeln weg.

Zunächst hat sich das Ausfüllen der Hohlräume zwischen den Kabeladern mit einer wasserabweisenden Substanz relativ hoher Viskosität als am besten geeigneten Mittel erwiesen. Es ist eine große Zahl von Verfahren bekannt, derartige Substanzen in ein Kabel einzubringen. Bei einem bekannten Verfahren zur Kabelherstellung dieser Art werden in bestimmten Abständen die Zwischenräumen zwischen den einzelnen Adern und dem Kabelmantel mit einer wasserundurchlässigen Substanz ausgefüllt, so daß bei einer Beschädigung des Kabels nur das zwischen zwei solchen Feuchtigkeitsbarrieren liegende Kabelstück vollaufen kann. Als wasserundurchlässige Substanzen werden beispielsweise geschäumte Kunststoffe oder wachsartige Substanzen, beispielsweise Vaseline, verwendet (GB-PS 987 508), die während der Verseilung der Adern in die Kabelseele eingebracht werden.

Weiterhin ist bekannt, zum Schutz gegen die axiale Ausbreitung von Feuchtigkeit in Nachrichtenkabeln unter der Einwirkung von Wasser quellfähige Stoffe zu verwenden, die über die gesamte Länge des Kabels in Hohlräume der Kabelseele eingebracht werden (US-PS 25 07 508, GB-PS 520 999). Hierbei wird beispielsweise zur Längsabdichtung eines Leiterseiles als quellfähiges Material Bentonite verwendet und im Gemisch mit Glyzerin in Form einer Paste auf das Leiterseil extrudiert.

Häufig werden Kabelseelen zur Längswasserabdichtung mit Petrolat, einem Öl/Wachsgemisch, gefüllt. Problematisch ist dabei, daß insbesondere bei hochpaarigen Seelen die relative viskose Füllmasse nicht in alle Hohlräume der Kabelseele eindringt, daß Kanäle offenbleiben, entlang derer sich in die Seele eingedrungenes Wasser ausbreiten kann. Neben einer angemessenen Temperaturerhöhung der Füllmasse zur Herabsetzung ihrer Viskosität ist es auch bekannt, im großen Überschuß zu füllen (DE-PS 27 26 404).

Es ist wichtig, daß alle Hohlräume mit der Schutz- Füllsubstanz ausgefüllt werden; denn wenn nur ein sich über eine größere Entfernung erstreckender Hohlraum nicht gefüllt wird, bleibt die Gefahr des sich längs des Kabels ausbreitenden Leckwassers bestehen.

Bei der überwiegenden Zahl der bekannten Verfahren geht man so vor, daß die wasserabweisende Substanz vor dem aufbringen des Kabelmantels in die Seele eingebracht wird. Die Schutzsubstanz wird dabei erwärmt, um ihre Viskosität herabzusetzen. Um auch jeden Hohlraum zwischen den Kabeladern zu füllen, arbeitet man häufig mit einer Druckdifferenz. So werden zum Beispiel die Kabelseele und die Fülleinrichtung zuvor evakuiert, wie es in der DE-OS 20 51 672 beschrieben ist. In vielen Fällen arbeitet man mit einem Überdruck, der die wasserabweisende Substanz in die Hohlräume zwischen den einzelnen Kabeladern pressen soll (z. B. DE-OS 21 12 674).

Das Einbringen der den Schutz gewährleistenden Substanz erfolgt meist im gleichen Arbeitsgang mit der lagenweisen Verseilung des Kabels (GB-PS 1 006 897). Zum Einbringen dient hierbei eine Preßvorrichtung, die in einem Preßzylinder einen Druckkolben enthält, mit dem die Schutzsubstanz auf den jeweiligen Seilverband aufgepreßt wird.

Das Verfahren zum Füllen von Zwischenräumen einer verseilten Kabelseele nach der DE-OS 25 14 430 erfolgt kontinuierlich, indem ein Fluß einer feuchtigkeitsisolierenden Verbindung in Längsrichtung der Kabelseele in und gegen die Durchlaufrichtung der Kabelseele gebildet und aufrechterhalten wird sowie die Luft durch die fließende Verbindung aus den Zwischenräumen der Kabelseele verdrängt wird.

Aus der DE-AS 10 30 901 ist ein Verfahren zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den einzelnen Drähten eines seilförmigen elektrischen Leiters mit einer Tränkmasse bekannt, bei dem das Leiterseil in einer feststehenden Füllvorrichtung aufgekorbt und dadurch das Hindurchtreten der Füllmasse erleichtert wird.

In neuerer Zeit werden Nachrichtenkabel häufig nicht lagenweise, sondern bündelweise aufgebaut. Hierbei werden beispielsweise mehrere Sternvierer zu einem Grundbündel, mehrere Grundbündel zu einem Hauptbündel und mehrere Hauptbündel zur Kabelseele verseilt. Die den Schutz gewährleistende Substanz wird, wie es beispielsweise in der DE-OS 16 65 525 beschrieben ist, in mehrere abschnittsweise mit Längsstopfen aus dem quellfähigen Stoff versehene Verseilgruppen eingebracht, welche im gleichen Arbeitsgang zur Kabelseele verseilt werden. Bei diesem Verfahren werden beispielsweise die Längsstopfen aus dem quellfähigen Stoff nach der Verseilung der Verseilelemente zu Bündeln und vor dem im gleichen Arbeitsgang vorgenommenen Verseilen der Bündel zur Kabelseele in die Verseilgruppen eingebracht.

Bei intermittierender Stopfung der Kabelseele wird der Schlitten, auf dem die Fülleinrichtung befestigt ist, beweglich gemacht und während der Füllzeit synchron mit dem Kabel bewegt. Die Bewegung wird entweder durch einen Mitnehmer (DE-OS 31 41 853) oder den Fülldruck selbst (DE-OS 16 65 525) ermöglicht. Bei der aus der DE-OS 31 41 853 bekannten Vorrichtung ist eine das Kabel umgebende Füllkammer mit dichtenden Manschetten versehen. Eine unter hohem Druck stehende Schutzmasse wird blockweise durch einen ringförmigen Druckspalt einer Düse in die Füllkammer eingepreßt.

Die vorerwähnten Verfahren weisen, mehr oder weniger ausgeprägt, Nachteile auf. Zum einen wird die Anwendung hoher Drücke bzw. von Vakuum durch große Probleme mit den Dichtungen begrenzt. Das Ergebnis ist häufig eine ungenügende Verbindung der Schutzmasse mit der Kabelseele. Eine Abhilfe schien die Anwendung von schäumbaren Zweikomponenten-Material zu sein; jedoch zeigt es sich, daß die Kabelseele nach dem Aushärten des Schaums für viele Zwecke eine ungenügende Biegbarkeit aufweist.

Der Erfindung liegt daher ausgehend von der DE-OS 31 41 853 die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung längsdichter Kabel mit hoher Zuverlässigkeit bei geringem Verbrauch von Schutzmasse ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, durch Druckeinwirkung dichtende Manschetten zu verwenden, die Manschetten vor dem Füllen derart zu betätigen, daß sie durch einen kraftschlüssigen Sitz auf der Kabelseele die Füllkammer beim Transport des Kabels automatisch mitnehmen und daß beim Einpressen die Schutzmasse im Bereich der Manschetten so stark gekühlt wird, daß sie den Tropfpunkt unterschreitet.

Die Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 7 ermöglicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, indem die Dichtungen mittels flexibler Manschetten durch Anwendung eines pneumatischen oder hydraulischen Druckes im Durchmesser veränderbar sind und sich kraftschlüssig auf die Kabelseele pressen lassen.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen insbesondere darin, daß längsdichte Kabel auf einfache und kostengünstige Art und Weise herstellbar sind. Es wird ein höherer Füllgrad der Zwischenräume der Bündeladern und eine bessere Benetzung der Schutzmasse mit der Oberfläche der Adern unter anderem deshalb erzielt, weil an vielen Stellen am Umfang der Kabelseele jeweils frische Schutzmasse mit hohem Druck auftrifft und bereits erkaltete Schutzmasse beiseite gedrückt wird. So wird zumindest an der Auftreffstelle der Schutzmasse eine hohe Temperatur erreicht, die erst zu den Enden der Füllkammern hin so stark abnimmt, daß sich die Masse spürbar verfestigt. Um hohe Drücke anwenden zu können, bei denen die Schutzmasse auch in die Zwickel zwischen den einzelnen Adern und Aderbündeln des Kabels hineingepreßt wird, dichten die Manschetten unter Druckeinwirkung ab. Da die Manschetten durch einen kraftschlüssigen Sitz auf der Kabelseele die Füllkammer beim Transport des Kabels automatisch mitnehmen, können entsprechende Mitnehmervorrichtungen entfallen. Durch die Absenkung der Temperatur der Schutzmasse im Bereich der Manschetten wird ein Ansteigen der Viskosität der Schutzmasse erreicht und damit das Herausfließen aus der Füllkammer erschwert. Auf diese Weise kann ein größerer Druck in der Füllkammer angewendet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Fülleinrichtung und insbesondere die Füllkammer in perspektivischer Darstellung.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Füllkammer im Schnitt.

Eine Kabelseele 1 läuft von links nach rechts und nimmt während der Zeit, während die dichtenden Manschetten 3 und 4 geschlossen sind, eine auf einem Schlitten 5 befestigte Füllvorrichtung mit. Eine vorgeheizte und in diesem Zustand hochviskose Schutzmasse wird durch vier Einfüllstutzen 8 - von denen nur zwei dargestellt sind - mit hohem Druck in eine Füllkammer 2 eingespritzt. Der hohe Druck spült die Schutzmasse in die Hohlräume zwischen den Bündeladern der Kabelseele 1 ein. Der Materialtransport zu den Enden der Füllkammer 2 wird durch eine Heizeinrichtung 7 erleichtert - beispielsweise kann die Heizung auch elektrisch erfolgen -, wobei ein Schwenken der Füllkammer 2 um die Kabelseele 1 eine gewisse Homogenisierung des Materialtransports ermöglicht.

An den Enden der Füllkammer 2 befinden sich Kühleinrichtungen, welche die Schutzmasse unter den Tropfpunkt abkühlen sollen. Auch die Manschetten 3, 4 sind aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, welches die Abkühlung der Schutzmasse weiter voranschreiten läßt. Somit ist gewährleistet, daß nur sehr wenig Schutzmasse durch die dichtenden Manschetten 3, 4 hindurch austritt.

Das Einspritzen der Schutzmasse geschieht nach dem Öffnen von Ventilen 10. Zur Erhöhung der kinetischen Energie der eingespritzen Flüssigkeit sind Einspritzdüsen 9 vorgesehen. Die Ventile 10 sind möglichst nahe an der zugehörigen Einspritzdüse 9 angebracht, wobei jeder Einspritzdüse 9 ein Ventil 10 zugeordnet ist. Ein mit dem Kabelablauf synchronisierter Impulsgeber 11 sorgt dafür, daß zunächst ein Impuls für das Schließen der Manschetten 3, 4 erzeugt wird. Ein Verzögerungsglied mit einer einstellbaren Zeitdifferenz sorgt dann für den günstigen Zeitpunkt des Einspritzvorgangs. Auch diese Zeit läßt sich einstellen und nach ihrem Ablauf wird ein Ventil 12 geöffnet, so daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen Füllkammer 2 und Kabelseele 1, die durch die Manschetten 3 und 4 hergestellt wird, wieder aufgehoben ist. Der Schlitten 5 mit der Füllvorrichtung bewegt sich dann, durch die Rückholkraft hervorgerufen, wieder von rechts nach links in die Ausgangsstellung zurück und wird beim nächsten Taktsignal erneut mitgenommen, indem die Manschetten 3, 4 durch Preßluft oder hydraulisch an die Kabelseele 1 angedrückt werden. Die Manschetten 3, 4 sind im Durchmesser der Kabelseele 1 angepaßt, um sich eng anlegen zu können.

Gemäß einer in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die linke Manschette 3 im Lager 18 gegenüber der rechten Manschette 4 drehbar angeordnet, so daß ein Aufkorben der Kabelseele 1 erfolgen kann. Damit soll eine bessere Füllung der Zwickel erreicht werden. Diese Aufkorbung kann auch durch eine Verringerung des Abstandes der Manschetten 3 und 4 unterstützt werden. Nach Ablauf des Füllvorganges werden diese gegenseitigen Bewegungen der Manschetten 3, 4 wieder rückgängig gemacht. Das gegenseitige Verdrehen und Verschieben der Manschetten 3, 4 erfolgt beispielsweise pneumatisch durch speziell an der Füllkammer 2 angebrachten Zylinder 15 über beispielsweise den Hebel 14 in Fig. 1. Alle Ventile 10, 12 werden von der Zeitablaufsteuerung geöffnet und geschlossen, je nach Wahl der für sie günstigsten Zeitpunkte, die in einem speziellen Steuerungsdiagramm festgelegt sind.

Füllzeiten, Fülldrucke, Temperaturen und auch andere Parameter hängen sehr stark von den konstruktiven Gegebenheiten des Kabels ab. Als Schutzmasse kommen bei Normaltemperatur niedrigviskose Substanzen wie zum Beispiel solche auf der Grundlage von Petrolaten in Betracht. Der Tropfpunkt bei diesen Gemischen sollte im Bereich von 60-100°C liegen. Der Fülldruck sollte wenigstens 1 MPa betragen. Der Manschettendruck soll beispielsweise 30% höher als der Fülldruck sein.

Die in den Figuren dargestellten Anordnungen befinden sich vorzugsweise unmittelbar vor dem Extruder für den Kabelmantel. Die Schutzmasse ist vor dem Extruder schon bereits so fest, daß eine Bebänderung vielfach entfallen kann. Notfalls kann von außen noch kalte Luft auf die Kabelseele geblasen werden, nachdem die Schutzmasse aufgetragen wurde. Ebenso wie der Extruder ist die Abzugsvorrichtung nicht dargestellt, die sich rechts außerhalb des Bildes befindet und das Kabel von links nach rechts stetig vorwärts bewegt.

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen eines längsdichten Kabels, bei dem die Kabelseele nach dem Verseilen unter Verwendung einer das Kabel umgebenden, mit dichtenden Manschetten versehenen Füllkammer in Abständen mit einer Schutzmasse versehen wird, wobei die Füllkammer periodisch synchron mit der durchlaufenden Kabelseele bewegt und in die Füllkammer die Schutzmasse niedriger Viskosität mit hohem Druck eingepreßt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß

• - durch Druckeinwirkung dichtende Manschetten (3, 4) verwendet werden,
• - die Manschetten (3, 4) vor dem Füllen derart betätigt werden, daß sie durch einen kraftschlüssigen Sitz auf der Kabelseele (1) die Füllkammer (2) beim Transport des Kabels automatisch mitnehmen, und
• - beim Einpressen die Schutzmasse im Bereich der Manschetten (3, 4) so stark gekühlt wird, daß sie den Tropfpunkt unterschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Öffnen der Manschetten (3, 4) die Füllkammer (2) mittels einer Rückstellkraft wieder in die Ausgangslage zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Relativbewegung der Manschetten (3, 4) ein Stauchen und/oder Entdrillen der Kabelseele (1) in der Füllkammer (2) zwischen den Verseilelementen erfolgt und ein vergrößerter Hohlraum hergestellt und durch die flüssige Schutzmasse ausgefüllt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Auseinanderziehen und/oder Drehen der Manschetten (3, 4) die Aufkorbung der Kabelseele (1) wieder rückgängig gemacht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgänge Schließen und Öffnen der Manschetten (3, 4) sowie deren gegenseitiges Verdrehen und/oder Verschieben vor und nach dem Füllen mit Schutzmasse und der Zeitpunkt des Einpressens in der zeitlichen Distanz einstellbar sind und durch einen mit der Ablaufgeschwindigkeit des Kabels synchronisierten Impulsgeber (11) initiiert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkammer (2) mit zumindest einem Einfüllstutzen (8) während des Einspritzens der Schutzmasse um die Kabelseele (1) als Achse geschwenkt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer die Kabelseele umgebenden druckfesten Füllkammer, die beidseitig Dichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen mittels flexibler Manschetten (3, 4) durch Anwendung eines pneumatischen oder hydraulischen Druckes im Durchmesser veränderbar sind und sich kraftschlüssig auf die Kabelseele (1) pressen lassen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschetten (3, 4) an den Durchmesser der Kabelseele (1) angepaßt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein rotationssymmetrisch zur Seelenachse angeordneter Einfüllstutzen (8) für die Schutzmasse vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllstutzen (8) in einer Ebene liegen und in der Mitte zwischen den Manschetten (3, 4) senkrecht zur Kabelseele (1) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nicht in einer Ebene liegende Einfüllstutzen (8) vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllstutzen (8) sich zu den Einspritzdüsen (9) verengen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkammer (2) Rotationssymmetrie besitzt und sich von der Ebene der Einfüllstutzen (8) nach beiden Enden konisch verengt.