DE4425593B4

DE4425593B4 - Device for crosslinking polymers in the form of elongated winding material

Info

Publication number: DE4425593B4
Application number: DE19944425593
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. Juhl
Original assignee: Pirelli Cavi e Sistemi SpA
Current assignee: Prysmian Cavi e Sistemi Energia SRL
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2014-07-07
Also published as: DE4425593A1

Abstract

Vorrichtung zur Vernetzung von unter Feuchtigkeitseinwirkung vernetzbaren Polymeren in Form von langgestrecktem Wickelgut, umfassend:
eine Extrusionseinrichtung (2) zum Extrudieren des Wickelguts;
eine Kühleinrichtung (3) anschließend an die Extrusionseinrichtung (2) zum Kühlen des Wickelgutes (5) auf eine die Formstabilität des extrudierten Polymers gewährleistende Temperatur, und
einen Fasswickler einschließlich eines Wickelkopfes (6) zum Anordnen des Wickelguts (5) in einem mit Wasser gefüllten Fass (90),
wobei der Wickelkopf (6) des Fasswicklers über einem im Anschluss an die Extrusions- und Kühleinrichtung (2, 3) angeordneten, mit Wasser gefüllten Wasserbecken (14) angeordnet ist, und
wobei der Fasswickler mit einer Förderanlage versehen ist, um im Wasser abgelegtes Wickelgut vom Wickelkopf (6) wegzuführen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Fasswickler mit dem Fasswickler zuführbaren und vom Fasswickler wegführbaren Fässern (90–95) versehen ist,
der Wickelkopf (6) des Fasswicklers unmittelbar über der Oberfläche des Wasserbeckens (14) angeordnet ist,
das Wasserbecken (14) mit...Device for crosslinking moisture-crosslinkable polymers in the form of elongated winding material, comprising:
an extrusion device (2) for extruding the winding material;
a cooling device (3) adjacent to the extrusion device (2) for cooling the winding material (5) to a temperature ensuring the dimensional stability of the extruded polymer, and
a drum winder including a winding head (6) for arranging the winding material (5) in a water-filled drum (90),
the winding head (6) of the drum winder being arranged above a water-filled water basin (14) arranged following the extrusion and cooling device (2, 3), and
wherein the drum winder is provided with a conveyor to carry away stored in the water winding material from the winding head (6),
characterized in that
the drum winder is provided with drums (90-95) which can be fed by the drum winder and can be guided away by the drum winder,
the winding head (6) of the drum winder is arranged directly above the surface of the water basin (14),
the water basin (14) with ...

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fertigungstechnik für langgestrecktes Wickelgut und ist bei der Herstellung von solchem Wickelgut anzuwenden, das aus einem vernetzbarem polymeren Werkstoff besteht und unter der Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzbar ist. Ein solches Wickelgut kann ein Schlauch oder ein isolierter Draht wie z.B. ein isolierter elektrischer Leiter, insbesondere eine Kabelader für Niederspannungskabel sein.The Invention is in the field of manufacturing technology for elongated Winding material and is to be used in the production of such winding material, which consists of a crosslinkable polymeric material and under the effect of moisture is crosslinkable. Such a winding material For example, a hose or an insulated wire such as e.g. an isolated one electrical conductor, in particular a cable core for low-voltage cables be.

Zur Herstellung einer Kabelader mit einer unter Feuchtigkeitseinwirkung vernetzten Isolierung ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die Kabelader nach der Extrusion der Isolierung und deren Abkühlung auf Trommeln oder Spulen aufgewickelt und anschließend in einen abgeschlossenen Raum eingebracht und dort der Zufuhr eines Luft-/Wasserdampfgemisches ausgesetzt wird. Die Atmosphäre in diesem abgeschlossenen Raum ist dabei durch eine Temperatur von etwa 70 bis 90 °C und einen Druck von 1,0133 bar gekennzeichnet. Durch diese Art der Vernetzung soll die Gefahr von Verdrückungen in dem zu vernetzenden Wickelgut reduziert und eine Verkürzung der Vernetzungszeit erreicht werden.to Production of a cable core with a moisture exposure crosslinked insulation is already known a method in which the cable core after the extrusion of the insulation and its cooling on Drums or bobbins wound up and then in a sealed Space is introduced and there the supply of an air / water vapor mixture is exposed. The atmosphere in this enclosed space is characterized by a temperature of about 70 to 90 ° C and a pressure of 1.0133 bar. Through this type of networking should be the danger of oppression reduced in the winding material to be crosslinked and a shortening of the Networking time can be achieved.

Zur Vernetzung von Adern mit vernetzter Isolierung für elektrische Kabel oder Leitungen ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem die Vernetzung mit Hilfe eines Boron-Öl/Wasser-Gemisches erfolgt, aus dem das Wasser in die Aderisolierung eindiffundiert. Hierbei kann die Einwirkung dieses Gemisches bei Temperaturen zwischen 80 und 150 °C erfolgen, indem die isolierte Ader unmittelbar nach der Extrusion der Isolierung ein Becken mit dem genannten Gemisch durchläuft, wobei das Gemisch durch entsprechende Rührwerkzeuge ständig in Bewegung gehalten wird. Anschließend wird die Kabelader aufgewickelt. – Das vorgesehene Gemisch kann man aber auch in der Weise auf die kalte Aderisolierung einwirken lassen, indem man die isolierte Ader zunächst auf eine Vorratstrommel aufgewickelt und diese Vorratstrommel anschließend in ein Tauchbecken einsetzt ( DE 8 07 932 A1 ).For networking of wires with crosslinked insulation for electrical cables or lines, a method is further known in which the crosslinking is carried out with the aid of a boron-oil / water mixture, from which the water diffuses into the core insulation. In this case, the action of this mixture can be carried out at temperatures between 80 and 150 ° C by the insulated wire immediately after the extrusion of the insulation passes through a tank with said mixture, wherein the mixture is constantly kept in motion by appropriate stirring tools. Then the cable core is wound up. - The proposed mixture but you can also act in the manner of the cold wire insulation by first wound the insulated wire on a storage drum and then this storage drum used in a dip tank ( DE 8 07 932 A1 ).

Die bekannten Vernetzungstechniken sehen entweder die Verwendung eines speziellen Trägermittels für das zur Vernetzung erforderliche Wasser vor oder sind durch einen gesonderten Arbeitsgang gekennzeichnet, der mit einem speziellen werkstofftechnischen oder apparativen Aufwand verbunden ist.The Known crosslinking techniques see either the use of a special carrier for the water required for networking or are by a separate Operation marked with a special material engineering or equipment is connected.

Zur Herstellung von mit Polyäthylen isolierten Adern für Fernmeldekabel ist es an sich bekannt, den isolierten Leiter nach der Abkühlung der extrudierten Isolierung in einem Durchlaufkühlbecken mittels eines Fasswicklers in ein Fass einzubringen, in dem die Ader in übereinanderliegenden Windungen gestapelt wird. Derartige Fasswickler die aus einem Wickelkopf und einem dem Wickelkopf zugeordneten Fass bestehen, sind bekannt. Die hierbei verwendeten Fässer können käfigartig gestaltet sein.to Production of with polyethylene isolated wires for Telecommunication cable is known per se, the insulated conductor after the cooling the extruded insulation in a continuous cooling tank by means of a drum winder into a barrel in which the vein is stacked in overlapping turns becomes. Such drum winder consisting of a winding head and a Winding associated muzzle are known. The hereby used barrels can cage-like be designed.

Zur Herstellung von kunststoffisolierten Kabeladern ist es weiterhin bekannt, die Abkühlung der Isolierung dadurch vorzunehmen, dass der isolierte Leiter nach einer Extrusionseinrichtung zunächst ein freihängendes, von Wasser durchflossenes, vertikal stehendes Kühlrohr durchläuft. Anschließend wird die Kabelader mit der im Außenbereich verfestigten Isolierung mittels eines rotierenden, gleichfalls von Kühlwasser durchströmten Legerohres in konzentrischen Ringen wendelförmig in einen wassergefüllten Sammelschacht abgelegt und dort von einem Sammeldorn aufgefangen. Außerdem ist eine Förderanlage offenbart, um einen Sammeldorn mit im Wasser abgelegtem Wickelgut vom Legerohr wegzuführen ( DD 132 697 A ).For the production of plastic-insulated cable cores, it is also known to carry out the cooling of the insulation in that the insulated conductor first passes through an extrusion device, a free-hanging, water-flowing, vertically standing cooling tube. Subsequently, the cable core is wound with the solidified in the outer region insulation by means of a rotating, also flowed through by cooling water laying pipe in concentric rings helically in a water-filled collection shaft and collected there by a collecting mandrel. In addition, a conveyor system is disclosed to carry away a collecting mandrel with stored in the water winding material from the laying pipe ( DD 132 697 A ).

Ausgehend von einer Vorrichtung nach DD 132 697 A liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Vorrichtung so zu modifizieren, daß ein verkürzter Zeitaufwand für die Vernetzung sichergestellt wird und damit die Möglichkeit geschaffen wird, die Vernetzung unmittelbar anschließend im gleichen Arbeitsgang mit der Extrusion des Wickelgutes in für Massenproduktion geeigneter Weise vorzunehmen.Starting from a device after DD 132 697 A the invention has for its object to modify this device so that a shortened time required for networking is ensured and thus the possibility is created to make the networking immediately afterwards in the same operation with the extrusion of the winding material suitable for mass production.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task is solved by a device having the features of claim 1.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß das Wickelgut im Zuge der Abkühlung nur auf eine die Formstabilität des extrudierten Polymer gewährleistende Temperatur abgekühlt wird und daß das Wickelgut unmitelbar anschließend im gleichen Arbeitsgang in ein Fass abgelegt wird, das mit erwärmten Wasser gefüllt ist.According to the invention is provided that the Winding material in the course of cooling only on one's dimensional stability of the extruded polymer Temperature cooled and that is Winding material unmitelbar afterwards is placed in a barrel in the same operation, with heated water filled is.

Hierbei wird auf eine vollständige Abkühlung des extrudierten Wickelgutes vor dem Beginn der Feuchtigkeitseinwirkung verzichtet und dadurch der Vernetzungsvorgang beschleunigt.in this connection will be on a full Cooling of the extruded winding material before the onset of exposure to moisture dispensed and thereby accelerates the networking process.

Gleichzeitig ist damit eine Reduzierung des Energieaufwandes für die Vernetzung verbunden. Die durch die begrenzte Abkühlung des extrudierten Wickelgutes gegebene Gefahr der Verformung der noch nicht vernetzten Kunststoffschicht beim Ablegen in Windungen wird dabei durch den Auftrieb, den das Wickelgut in dem mit erwärmtem Wasser gefüllten Fass erfährt, ausgeschaltet. Bei der Herstellung von Kabeladern mit vernetzter Aderisolierung kann somit bei geringem apparativen Aufwand eine schnelle Vernetzung on-line mit der Extrusion der Isolierschicht erfolgen.At the same time, this reduces the energy required for networking. The given by the limited cooling of the extruded winding material risk of deformation of the not yet crosslinked plastic layer when depositing in turns is turned off by the buoyancy that the winding experiences in the filled with heated water barrel. In the production of cable cores with networked wire insulation can thus with little equipment expense a rapid cross-linking on-line with the extrusion of the insulating layer done.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Vernetzung des Wickelgutes in einem mit erwärmten Wasser gefülltem Fass kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Fass vor dem Einlegen des Wickelgutes mit erwärmtem Wasser in einer Menge gefüllt wird, die wenigstens der notwendigen Wassermenge bei voller Aderfüllung entspricht. Alternativ ist es auch möglich, die Befüllung mit warmem Wasser parallel zum Ablegen des Wickelgutes durchzuführen. Die gefüllten Fässer können auf einer Rollbahn weitertransportiert werden, wobei das Wasser direkt oder indirekt auf der gewünschten Temperatur gehalten wird. Vor Abschluss der Vernetzung wird das Wasser abgelassen. Die Nachvernetzung erfolgt dann mit dem Abtrocknen der Ader. Dieser Vorgang kann durch Warmluft unterstützt werden.The according to the invention intended networking of the winding material in a heated water filled Barrel can be done, for example, that the barrel before the Insert the winding material with heated Water filled in a crowd is at least equal to the necessary amount of water at full core filling. Alternatively, it is also possible the filling with warm water parallel to place the winding material. The filled barrels can be transported on a runway, the water directly or indirectly on the desired Temperature is maintained. Before the conclusion of the networking becomes the water drained. The postcrosslinking then takes place with the drying of the Vein. This process can be assisted by warm air.

Erfindungsgemäß wird ein im Wandbereich durchströmbares Faß verwendet, d.h. ein Fass, das in üblicher Weise offen ist und 55 die Form eines Käfigs hat, und dieses Fass wird vor dem Einlegen des Wickelgutes in ein beheizbares Wasserbad abgesenkt. Dies erfolgt zweckmäßig mittels einer Vorrichtung, bei der im Anschluss an eine Extrusions- und Kühleinrichtung ein sogenannter Faßwickler mit dem Fasswickler zuführbaren und vom Faßwickler wegführbaren Fässer angeordnet ist, wobei der Wickelkopf des Faßwicklers unmittelbar über der Oberfläche eines im Anschluss an die Extrusions- und Kühleinrichtung angeordneten beheizbaren Wasserbeckens angeordnet ist und wobei dem Wasserbecken und dem Wickelkopf eine Förderanlage zum Absenken, Positionieren, Transportieren und Herausheben der im Wandbereich durchströmbaren Fässer zugeordnet ist. Bei einer solchen Vorgehensweise ist das Wasserbecken entsprechend der Vernetzungzeit zu dimensionieren, wobei während der Verweildauer im Wasser eine Teilvernetzung ausreichend ist. Die Nachvernetzung erfolgt in der Trockenstrecke, die sich bevorzugt über dem Wasserbecken befinden sollte. Hierbei kann durch Warmluft das Trocknen beschleunigt werden.According to the invention is a in the wall area can be flowed through Used barrel i.e. a barrel that is in common Way is open and 55 has the shape of a cage, and this barrel becomes lowered before inserting the winding material in a heated water bath. This is done by means of appropriate a device in which following an extrusion and cooling device a so-called barrel winder can be fed with the drum winder and from the barrel winder wegführbaren barrels is arranged, wherein the winding head of the barrel winder directly above the surface one arranged after the extrusion and cooling device heated water basin is arranged and whereby the water basin and the winding head a conveyor for lowering, positioning, transporting and lifting the can be flowed through in the wall area barrels assigned. In such an approach is the pool of water according to the meshing time to be dimensioned, wherein during the Residence time in the water partial crosslinking is sufficient. The post-crosslinking takes place in the drying section, which preferably above the Water basin should be located. This can be done by warm air drying be accelerated.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erläutern des Vernetzungsvorgangs 1 shows a schematic representation of an apparatus for explaining the cross-linking process

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung. 2 shows an embodiment of a device according to the invention in a schematic representation.

Gemäß 1 wird ein von einer Abwickeleinrichtung 1 ablaufender Leiter 4 einem Extruder 2 zugeführt und dort mit einer vernetzbaren Isolierung versehen. Anschließend durchläuft der isolierte Leiter eine Kühleinrichtung 3, deren Kühlwassertemperatur bei etwa 60 °C liegt, so dass das extrudierte Polymer auf etwa 70 °C abgekühlt wird. Von dort wird der isolierte Leiter, d.h. die Ader 5 dem Wickelkopf eines Fasswicklers 6 zugeführt, mit dessen Hilfe die Ader 5 in das Fass 71 in Windungen eingelegt wird. Das Fass 71 steht dabei auf einer Transportbahn 7, auf der noch weitere Fässer angeordnet sind, wie z.B. das Fass 70, das aus einem beheizten Wasserbecken 8 mit Wasser gefüllt wird, und das mit einer Ader 5 beschickte Fass 71, auf dessen Position später das Fass 70 geschoben wird. Die Fässer 72 und 73, die sowohl mit einer Ader 5 als auch mit Wasser gefüllt sind, befinden sich an Zwischenpositionen auf der Transportbahn 7, wobei in der Zeit, die die Fässer in diesen Zwischenpositionen verbringen, die Aderisolierung vernetzt. Das Fass 74 befindet sich in einer Position, in der das erwärmte Wasser abgelassen und in das Wasserbecken 8 zurückgeführt wird. Das Fass 75 befindet sich in einer Position, in der das in dem Fass befindliche Wickelgut einem Trocknungsvorgang unterzogen wird.According to 1 becomes one of an unwinding device 1 running ladder 4 an extruder 2 fed and provided there with a crosslinkable insulation. Subsequently, the insulated conductor passes through a cooling device 3 , whose cooling water temperature is about 60 ° C, so that the extruded polymer is cooled to about 70 ° C. From there, the insulated conductor, ie the wire 5 the winding head of a drum winder 6 fed, with the help of which the vein 5 in the barrel 71 is inserted in turns. The barrel 71 stands on a transport path 7 on which more barrels are arranged, such as the barrel 70 Coming from a heated pool of water 8th is filled with water, and that with a vein 5 loaded barrel 71 , in whose position later the barrel 70 is pushed. The barrels 72 and 73 that with both a vein 5 as well as being filled with water, are located at intermediate positions on the transport path 7 in which the vein insulation cross-links during the time that the barrels spend in these intermediate positions. The barrel 74 is located in a position where the heated water drained and into the pool of water 8th is returned. The barrel 75 is in a position in which the winding material in the barrel is subjected to a drying process.

Gemäß 2 wird eine in gleichartiger Weise wie in 1 hergestellte Ader 5 einem Wickelkopf 6 zugeführt der unmittelbar über der Oberfläche eines im Anschluss an die Extrusions- und Kühleinrichtung angeordneten beheizbaren Wasserbeckens 14 angeordnet ist. Diesem Wasserbecken 14 ist eine Kettenförderanlage 10 zugeordnet, die im wesentlichen ein Antriebsrad 11, ein Umlenkrad 13 und eine Förderkette 12 aufweist. Mittels der Förderkette werden Fässer 90 bis 95 transportiert, die im Bereich des Antriebsrades 11 in das Wasserbecken abgesenkt, dann unterhalb des Wickelkopfes 6 positioniert, anschließend durch das Wasserbecken transportiert und schließlich im Bereich des Umlenkrades 13 aus dem Wasserbecken heraus gehoben und im Bereich zwischen dem Umlenkrad 13 und dem Antriebsrad 11 abgesetzt werden. Nach Weiterverarbeitung des in einem Fass enthaltenen Wickelgutes wird das Fass zu der Kettenförderanlage zurückgebracht und an eine entsprechende Position vor dem Antriebsrad 11 wieder eingeklinkt.According to 2 becomes one in the same way as in 1 prepared vein 5 a winding head 6 fed to the immediately above the surface of a arranged after the extrusion and cooling device heated water basin 14 is arranged. This water basin 14 is a chain conveyor 10 assigned, which is essentially a drive wheel 11 , a diverter wheel 13 and a conveyor chain 12 having. The conveyor chain turns barrels 90 to 95 transported in the area of the drive wheel 11 lowered into the pool, then below the winding head 6 then transported through the water basin and finally in the area of the deflection wheel 13 lifted out of the pool and in the area between the diverting wheel 13 and the drive wheel 11 be dropped off; be discontinued; be deducted; be dismissed. After further processing of the winding material contained in a barrel, the barrel is returned to the chain conveyor and to a corresponding position in front of the drive wheel 11 again latched.

Die Wasserbäder 8 und 14 werden je nach erwünschter oder vorgesehener Verweildauer der Faßfüllungen im erwärmten Wasser auf einer Temperatur zwischen etwa 40 °C und 90 °C gehalten, vorzugsweise zwischen 60 und 90 °C.The water baths 8th and 14 are kept at a temperature between about 40 ° C and 90 ° C, preferably between 60 and 90 ° C depending on the desired or intended residence time of the Faßfüllungen in the heated water.

Claims

Device for crosslinking moisture-crosslinkable polymers in the form of elongated winding material, comprising: an extrusion device ( 2 ) for extruding the winding material; a cooling device ( 3 ) subsequent to the extrusion device ( 2 ) for cooling the winding material ( 5 ) to a temperature ensuring the dimensional stability of the extruded polymer, and a drum winder including a winding head (US Pat. 6 ) for arranging the winding material ( 5 ) in a water-filled barrel ( 90 ), wherein the winding head ( 6 ) of the drum winder over one following the extrusion and cooling device ( 2 . 3 ), water-filled basins ( 14 ), and wherein the drum winder is provided with a conveyor to stored in the water winding material from the winding head ( 6 ) lead away, characterized in that the drum winder with the drum winder and can be moved away from the drum winder barrels ( 90 - 95 ), the winding head ( 6 ) of the drum winder immediately above the surface of the water basin ( 14 ), the water basin ( 14 ) is filled with heated water and the water basin ( 14 ) and the winding head ( 6 ) a conveyor system ( 10 ) for lowering, positioning, transporting and lifting barrels through which can flow in the wall area ( 90 - 95 ) assigned.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the water basin ( 14 ) is heated.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the conveyor system ( 10 ) is a chain conveyor, which is a conveyor chain ( 12 ), a drive wheel ( 11 ) and a deflection wheel ( 13 ).