DE4025182A1

DE4025182A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestrahlung von strangfoermigem gut

Info

Publication number: DE4025182A1
Application number: DE19904025182
Authority: DE
Inventors: Hans Strehle; Werner Dr Weissenberg
Original assignee: MEISSENKABEL KABELWERK MEISSEN
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1990-08-06
Publication date: 1992-02-13

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestrahlung von strangförmigem Gut mittels energie reicher Strahlung eines Elektronenbeschleunigers. Vor zugsweise wird das Verfahren und die Vorrichtung zur strahlenchemischen Vernetzung der aus thermoplastischen Kunststoff bestehenden Isolierhülle von Kabeladern für Starkstromkabel angewandt.

Es ist bekannt, Isolierhüllen aus Polymeren zur Verbes serung der Wärmebeständigkeit an Elektronenbeschleunigern zu bestrahlen und diese dadurch zu vernetzen. Die Iso lierhülle von Kabeladern für Starkstromkabel besteht meist aus Polyäthylen. Da die Elektronenbeschleuniger ihre energiereiche Strahlung nur in bestimmte Richtungen aussenden können, besteht die Schwierigkeit darin, die zur Vernetzung erforderliche Strahlendosis mit hoher Gleichmäßigkeit am Umfang der Isolierhülle der Kabelader aufzubringen.

Um eine Mehrseitenbestrahlung realisieren zu können, wurde vorgeschlagen, die Kabeladern über Rollensysteme zu führen, umzulenken, zu verdrehen und mehrfach die Strahlenquelle passieren zu lassen.

DE-PS 20 58 044, DE-OS 30 14 398, DE 34 05 849, DD-PS 2 65 023.

Bei Mehrfachumlenkungen von Leiterseilen werden zu sätzlich aktivierte Torsionskräfte freigesetzt, die zu unkontrollierbaren Verdrehungen der Kabeladern führen und eine gleichmäßige Vernetzung in der Isolierhülle von vornherein ausschließen. Aus diesem Grunde ent stehen auch bezogen auf den Vernetzungsgrad im Kunst stoff der Isolierhülle ausgeprägte Maximal- und Minimal werte, die sich in den Starkstromkabeln qualitätsmindernd auswirken. Besonders kritisch ist die Verdrehung und Mehrfachumlenkung von Massivleitern aus Aluminium mit größeren Querschnitten beim Bestrahlungsprozeß zu bewer ten, weil dazu erfahrungsgemäß hohe Zugkräfte erforder lich sind, die zur Reckung des Leiters und damit zur Querschnittsminderung führen können. Bei allen bekannten Verfahren wird außerdem die Strahlungsenergie zur Ver netzung nur teilweise ausgenutzt. Ein Teil der energie reichen Strahlen tritt zwischen den Kabeladern hindurch und geht damit verloren.

Es sind weitere Verfahren und Vorrichtungen zum Vernetzen von Kabeladern bekannt, bei denen der Verseilverband um seine Längsachse rotierend unter dem Scanner der Be schleunigeranlage vorbeigeführt wird.

DD-PS 2 17 366, DD-PS 2 17 367, DD-PS 2 26 991 Schließlich wurden auch solche Verfahren und Vorrichtungen zur Umlenkung und zum Verdrehen von Kabeladern vorgeschla gen (CH-PS 5 39 932).

Nach der in der DD-PS 2 77 145 vorbekannten Lösung wird das Bestrahlungsgut durch zusätzliche Rollen in einer rotierenden Vorrichtung im Strahlenfeld mehrfach umge lenkt. Der durch die Umlenkung formierte Verband aus Teilsträngen rotiert synchron mit den Auf- und Abwickel systemen um eine gemeinsame Maschinenachse.

Diese Verfahren erfordern vorgefertigte Kabeladern. Eine Verkettung der Arbeitsgänge "Isolieren" und "Ver netzen" ist also nicht möglich. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß bei rotierenden Auf- und Ab wickelsystemen weder am Anfang noch am Ende für nach folgende Kabeladerlängen ein Anhängersystem realisier bar ist. Das hat zur Folge, daß der Vernetzungsprozeß an der Bestrahlungsanlage nur diskontinuierlich ablau fen kann. Das gilt auch, wenn ganze Verseilverbände durch strahlenchemische Vorgänge vernetzt werden sollen. Ganz abgesehen davon, daß dieses Verfahren auf kleinere Querschnitte begrenzt ist, treten mit Sicherheit unter schiedliche Vernetzungsgrade auf, weil die aufgenommene Strahlendosis im Inneren des Verseilverbandes viel ge ringer als am äußeren Umfang desselben ist.

Es ist Ziel der Erfindung, vorzugsweise sektorförmige Kabeladern mit oder ohne Vordrallierung mit hoher Effektivität und im kontinuierlichen Fertigungsprozeß herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein Ver fahren und die zweckentsprechende Ausgestaltung einer Vorrichtung das Strahlungsfeld des Elektronenbeschleuni gers besser auszunutzen, die Verteilung der Strahlendosis am Umfang der Kabelader zu verbessern und trotz des Ver drehens der Kabeladern eine Verkettung der Arbeitsgänge "Isolieren" und "Vernetzen" zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Um ein Überhitzen der Kabelader während des Bestrahlungs vorganges zu verhindern, wird in einer weiteren Ausge staltung der Erfindung die Kabelader an der dem Scanner abgewandten Seite in ein Kühlbad eingetaucht. Zur Durch führung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, die im Aufbau durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 verdeutlicht werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbeson dere darin zu sehen, daß sektorförmige Kabeladern für VPE-isolierte Starkstromkabel sowohl mit als auch ohne Vordrallierung im sogenannten On-Line-Betrieb mit hoher Produktivität hergestellt werden können. Zwischen den einzelnen Fertigungslängen können völlig problemlos an sich bekannte Verbinder angewandt werden. Durch Doppel ab- und Doppelaufwickler wird der kontinuierliche Ar beitsprozeß gewährleistet. Gegebenenfalls sind bei höheren Fertigungsgeschwindigkeiten in der Fertigungs linie entsprechende Speichereinrichtungen vorzusehen. Durch die spezielle Ausgestaltung des Scanners der Be strahlungsanlage und die Kopplung des Strahlstromes mit der Abzugsgeschwindigkeit wird eine bessere Aus nutzung der Strahlung erreicht. Außerdem ergibt sich dadurch die Möglichkeit, mit einer geringeren Energie dichte zu arbeiten. Durch die definierte und bezogen auf die Kabeladerlänge geringfügige Verdrehung der Ka beladern wird außerdem eine wesentlich bessere Vertei lung der Strahlendosis und damit auch eine höhere Erzeug nisqualität erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Verfahrensschritte und dazugehörigen Vorrichtung.

Von einer nichtdargestellten Extruderanlage wird eine sektorförmige Kabelader 1 der Destrahlungsanlage zuge führt. Die Kabelader 1 läuft über die Führungsrolle 2 und Umlenkrolle 3 in ein mit Wasser gefülltes Kühlbad 4 ein. Oberhalb des Kühlbades ist der Scanner 5 der Be strahlungsanlage angeordnet. In der Abzugsrichtung der Kabelader 1 befindet sich hinter dem Kühlbad 4 ein dreh barer Raupenabzug 6, durch den die Kabelader 1 zwischen den Punkten P₁ und P₂ schraubenlinienartig um 360° oder ein Mehrfaches davon verdreht wird. Im unteren Teil der Fig. 1 ist die jeweilige Lage der sektorförmigen Kabel ader an den ausgewählten Schnittstellen a; b; c; d; e mit den zugeordneten Querschnitten A; B; C; D; E darge stellt. Der drehbare Raupenabzug 6 besitzt zur Aufrecht erhaltung der Rückdrehkräfte in der Kabelader 1 eine von der Abzugsgeschwindigkeit abhängige konstante Drehzahl. Bei der Vernetzung von vordrallierten Sektorleitern ist es empfehlenswert, zwischen der Umlenkrolle 3 und dem Kühlbad 4 einen nicht dargestellten Raupenabzug vorzu sehen, durch den die jeweilige Kabelader 1 in ihrer Lage fixiert werden kann. Die bestrahlte Kabelader 1 verläßt am Punkt P₁ mit dem Querschnitt E das Strahlungsfeld. Sie wird in dieser Position gehalten, außerhalb der Be strahlungsanlage zu einem Doppelaufwickler transportiert und dort auf eine Trommel gewickelt.

Auf Grund der Tatsache, daß die Strahlbreite am Scanner 5 nicht beliebig verringert werden kann, kann es sich bei der Bestrahlung von kleinen Querschnitten der Kabelader 1 als sinnvoll erweisen, wenn die Kabelader 1 in der vor stehend beschriebenen Weise nochmals durch das Strahlungs feld geführt wird.

Aufstellung über die verwendeten Bezugszeichen

1 Kabelader
2 Führungsrolle
3 Umlenkrolle
4 Kühlbad
5 Scanner
6 Raupenabzug
P₁ Punkt
P₂ Punkt
a Schnittstelle
b Schnittstelle
c Schnittstelle
d Schnittstelle
e Schnittstelle
A Querschnitt an Schnittstelle a
B Querschnitt an Schnittstelle b
C Querschnitt an Schnittstelle c
D Querschnitt an Schnittstelle d
E Querschnitt an Schnittstelle e

Claims

1. Verfahren zur Bestrahlung von strangförmigem Gut mittels energiereicher Strahlung, vorzugsweise zur strahlenchemischen Vernetzung der aus Polymeren be stehenden Isolierhülle von Kabeladern, wobei die Ka belader im Bestrahlungsfeld um ihre Längsachse ver dreht wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Kabelader (1) wird im kontinuierlichen Ferti gungsprozeß vom Extruder zur Bestrahlungsanlage transportiert und so eingespannt, daß diese im Be strahlungsfeld zwischen den Punkten (P₁; P₂) ein mal oder mehrmals um 360° gedreht, in dieser Lage gehalten und anschließend zu Aufwickelsystemen ge fördert wird,
b) der Abstand zwischen den Punkten (P₁; P₂) auf der Kabelader (1) der Länge des Bestrahlungsfeldes des Scanners (5) entspricht,
c) die Kabelader (1) wird während der Bestrahlung be reits gekühlt,
d) der Strahlstrom des Scanners (5) der Bestrahlungs anlage wird in Abhängigkeit von der linearen Ab zugsgeschwindigkeit der Kabelader (1) geregelt,
e) die Strahlbreite des Elektronenstrahles am Scanner (5) schmaler als die Breite der Kabelader (1) aus geführt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kabelader (1) während der Bestrahlung und Drehung an der dem Scanner (5) abgewandten Seite in ein Kühlbad (4) eingetaucht wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, bei der in einer Bestrahlungsanlage zwi schen Führungs- und Umlenkrollen und einer Verdreh einrichtung ein Scanner angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Scanner (5) ist quer zur Längsachse der Kabelader (1) extrem schmal und mindestens so lang wie die Schlaglänge der zu verseilenden Kabelader (1) ausge führt
b) als Verdreheinrichtung wird ein rotierender Raupenab zug (6) verwendet, der in Abzugsrichtung der Kabel ader (1) hinter dem Scanner (5) angeordnet ist,
c) die Umlenkrolle (3) ist am Umfang der Oberfläche der Kabelader (1) angepaßt und sichert diese gegen Ver drehung,
d) unterhalb des Scanners (5) ist ein Kühlbad (4) ange bracht.