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Verfahren zur Herstellung von gummiisolierten Leitungen Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Gummileitungen für Hochspannungen,
die gegen die Einwirkungen des Ozons weitgehend unempfindlich sind.
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Es ist bekannt, daß vulkanisierter Gummi und Gummimischungen als Isoliermaterial
für Hochspannungskabel wegen ihrer elektrischen und mechanischen Festigkeit, verbunden
mit Biegsamkeit und Elastizität, außerordentlich geeignet sind. Indessen verschlechtern
sich diese Isolierungen außerordentlich rasch, sobald Hochspannungen in Betracht
kommen, welche eine Ozonbildung zur Folge haben. Ozon ist ein außerordentlich kräftiges
Oxydationsmittel, und es greift den Gummni und die Gummimischungen derart an, daß
die Lebenslauer solcher Isolierungen verhältnismäßig kurz ist. Es ist daher schon
vorgeschlagen worden, die Ozonfestigkeit einer Leitung dadurch zu erhöhen, daß die
auf den Leiter aufgebrachte elektrisch feste Schicht mit einer solchen Schicht umgeben
wurde, welche die Isolierung gegen die Einwirkungen des Ozons schützen sollte. Die
Erfindung beschreitet indessen einen anderen Weg. Nichtvulkanisierter Gummi und
nichtvulkanisierte Gummimischungen, d.h. Gummi in weichem, schlaffem, plastischem
Zustand, haben sich als beträchtlich widerstandsfähiger gegen Ozon erwiesen. Der
Grund für die Ozonfestigkeit unvulkanisierten Gummis ist offenbar darin zu suchen,
daß im Gegensatz zu vulkanisiertem Kautschuk keine inneren Spannungen auftreten,
wenn die Isolierung mechanischen Beanspruchungen durch Verdrehung oder Biegung ausgesetzt
wird. Dehnungen und Aufweitungen, welche bei unvulkanisiertem Gutami damit verbunden
sind, führen deshalb nicht zu Zerstörungen und Aufplatzen unter dein Einfluß des
beim Betriebe entstellenden Ozons, während diese Wirkungen bei vulkanisiertem Gummi
unvermeidlich sind.
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Obwohl Gummi und Gunnnimischungen im nichtvulkailisierten Zustande
ozonfest sind, so ist es trotzdem eine bisher nicht befriedigend gelöste Aufgabe
gewesen, Hochspannungskabel finit Gummi derart zu isolieren, daß gleichzeitig die
notwendige mechanische und elektrische Festigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen
Ozon erreicht wird. Wird der Gummi nach dein Aufbringen auf
den
elektrischen Leiter nicht vulkanisiert, so ist die Isolierung gegen mechanische
Beanspruchung zu schwach, elektrisch ungenügend und nicht genügend elastisch. Wenn
andererseits der Gummi nach der Aufbringung auf den Leiter vulkanisiert wird, so
ist er gegen den Angriff des Ozons nicht mehr widerstandsfähig. Es liegt also die
Aufgabe vor; vulkanisierten Gummi auf dem Leiter mit einem Schutzüberzug nichtvulkanisierten
Gummis zu versehen. Aus fabrikatorischen Gründen bereitet es Schwierigkeiten, zunächst
einen Überzug aus vulkanisiertem Gummi auf den Leiter aufzubringen und auf diese
Schicht nichtvulkanisierten Gummi als Überzug. Es ist schon angegeben worden, den
Leiter zunächst mit einer Gummimischung zu umgeben. die dann vulkanisiert wird,
um die notwendige elektrische Festigkeit herbeizuführen und hierauf eine besondere
ozonfeste Mischung aufzupressen. Dies führt zu ozonfesten Leitungen, die durchaus
brauchbar sind, aber in wirtschaftlicher Hinsicht ist es natürlich von Vorteil,
wenn die ganze Gummiisolierung in einem Arbeitsgang auf den Leiter aufgebracht werden
könnte und sie dann derart behandelt würde, daß der größere Teil im Inneren vulkanisiert
und nur eine oberflächliche Schicht gewünschter Dicke im nichtvulkanisierten Zustande
erhalten bliebe. Ein solches Verfahren ist Gegenstand der Erfindung.
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Es hat sich als möglich erwiesen, auf elektrische Leiter eine einzige
Gummiisolierung aufzubringen, welche die Vorteile des vulkanisierten elastischen
Gummis besitzt und gleichzeitig ozonfest ist. Erfindungsgemäß wird der Leiter zunächst
mit einem Beschleuniger versehen, und es wird dann eine Schicht von Gummi oder Gummimischungen
aufgebracht. Das kann z. B. dadurch geschehen, daß der mit dem Beschleuniger versehene
Draht durch eine übliche Gummischlauchmaschine oder durch eine der bekannten Vorrichtungen
geschickt wird, in der ein Gummistreifen auf den Leiter aufgebracht wird. Der isolierte
Leiter wird dann in der üblichen Weise vulkanisiert, cl. h. der notwendigen Wärmebehandlung
unterworfen. Das Ergebnis dieser Arbeitsweise ist das, daß die Vulkanisation der
Gummimischung an der Seite stattfindet, die demn Leiter am nächsten liegt, und daß
der Vorgang nach außen hin allmählich. fortschreitet, so daß anfangs in der Nähe
des Leiters die Härtung beginnt und die äußere Oberfläche nicht vulkanisiert wird.
Es ist zwar schon bekanntgeworden, in sich gleichmäßige Gummimnischungen durch einseitige
Anwendung von Vulkanisationsbeschleunigern so zu behancdeln, daß in den einzelnen
Schichten der Gummikörper ein verschiedener Grad der Vulkanisation erhalten wird.
Es ist indessen bisher noch nicht erkannt worden, daß dieses Verfahren für die Herstellung
ozonbeständiger Hochspannungsleitungen nutzbar gemacht werden kann und dadurch ein
einfaches und wirtschaftliches Herstellungsverfahren für ozonfeste Leitungen erzielt
wird. Bei denen erfindengsgemäßen Verfahren läßt sich durch entsprechende Auswahl
des Beschleunigers und durch Anwendung bestimmter Mengen, durch Wahl der Vtulkanisationsbedingungen
und durch Wahl der Gummimischungen die Vulkanisation der Isolierung stets so durchführen,
daß die Isolierung des fertigen Kabels die nötige Festigkeit und Biegsamkeit und
eine bestimmte Schichtdicke genügend ozonbeständigen Gummis besitzt. Wesentlich
für die Erfindung ist, daß der Vulkanisationsbeschleuniger vor dem Aufbringen der
Gummischicht auf den Leiter aufgebracht wird und durch Wahl seiner Menge und Konzentration
oder, falls nicht in der Kabeltechnik ungebräuchliche vorgenannte Ultrabeschleuniger
verwendet werden, durch unvollständig durchgeführte Vulkanisation dafür gesorgt
wird, daß eine Tiefenwirkung entsteht, die sich nur so weit in das Innere der Gummischicht
erstreckt, daß eine Schicht gewünschter Dicke in nichtvulkanisiertem Zustand an
der Oberfläche der Isolierung erhalten. bleibt. Beispiel I Ein metallischer Leiter,
z. B. eine kupferne Litze, wird zunächst mit einem an sich bekannten Beschleuniger
Bedeckt, welcher eine gewisse Tiefenwirkung auszuüben imstande ist, z. B. mit einem
Reaktionsprodukt aus Schwefelkohlenstoff und Formaldehydderivaten des Piperidins:
so kann beispielsweise eine entsprechende Menge dieses Beschleunigers in demn Augenblick
auf den Leiter aufgespritzt werden, bevor dieser in die Schlauchmnaschine eintritt,
oder es kann der Leiter mit bestinfmnmter Geschwindigkeit durch ein Bad des Beschleunigers
geschickt werden, wobei eine bestimmte Menge des Beschleunigern auf demn Leiter
haftenbleibt und mit ihm in die Schlauchmaschine geführt wvirdl.
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Der so vorbereitete Leiter wird mit einer Gummiisolierung versehen,
welche mit an sich bekannten Aktivierungsinitteln versetzt ist, wenn der Beschleuniger
derartige Alctivierungsmittel erfordert. Diese Aktivierungssmittel, für die beispielsweise
das Dibtityl=-anilin in Betracht kommt, erhöhen die Wirkung des Beschleunigers.
liine an sich bekannte Gununiniischung, ivie sie für die Durchführung des Verfahrens
brauchbar ist, enthält beispielsweise Roligutnini, Regenerat,
sogenannten
Mineralgummi, das ist Z. B. geblasene r Asphalt, Füllstoffe, wie Kreide oller Zinkoxyd,
antioxydative Mittel, z. B. Phenyl-#-Naphthylamin und Vulkanisationsmittel, wie
Schwefel oder Tellur. Die Mengenverhältnisse (Irr Bestandteile können in weiten
Grenzen geändert werden, wie es allgemein bei der praktischen Durchfährung von Gummiisolierungen
bekannt und üblich ist.
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Die gummiisolierten Leiter, welche die Aktivierungsstoffe enthalten
und in denen die Beschleunigungsmittel der Gummimischung benachbart liegen, werden
nun der-Vulkanisation unterworfen. Vullkanisationstenmperatur und Dauer hängen von
dem Grade der Vulkanisation ab, der jeweils erzielt werden soll. Bei einer Temperatur
von etwa 135°, was etwa einem Dampfdruck voll 2,2 Atmn. Überdruck entspricht, und
bei einer solchen Durchführung der Vulkanisation, daß es etwa 45 Minuten (lauert.
bis der obengenannte Wert der Temperatur, erreicht ist und (tann noch d45 Minuten
vulkanisiert wird, wird ein isolierter Leiter erzielt, bei (lein die Viulkanisatioln
des Gummis annähernd bis zu Dreiviertel der Gesamtdicke der Gummischicht von innen
nach außen fortgeschritten ist. Ein solches Dabei hat außen eine Oberflächenscliiclht
iml welchen, plastischen Zustand, welche ozonfest ist und bis zu einer beträchtlichen
Tiefe reicht.
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Eine andere Art. die Härtung zu überwachen, besteht (Marin, (Maß die
Menge und die Konzentration des auf Tiefenwirkung berechneten Beschleunigers derart
geändert wird, daß innerhalb einer bestimmten Vulkanisationszeit eitle Vulkanisation
bis zu einer bestimmten Tiefe eintritt. Durch Vergrößerung der Menge oder der Konzentration
des auf Tiefenwirkung berechneten. Beschleunigers ergibt sich eine größere Häirtungstiefe
in der Gummiumhüllung, und umgekehrt. Die genauen Mengen und Konzentrationen, ebenso
wie die Zeit und die Temperatur wechseln je nach den Bedingungen, die an die Eigenschaften
(per endgültigen Isolierung gestellt wer den. Mit anderen Worten: Ein bestimmtes
Endergebnis hinsichtlich der Ozonbeständigkeit kann durch die Menge, die Konzentration
des Beschleunigers, die Dauer und die Temperatur des Vulkanisationsvorganges erzielt
werden. Beislpiel 2 Die Arbeitsweise ist im wesentlichen die gleiche, wie sie im
ersten Beispiel beschrieben wurde, indessen wird an Stelle des dort gonanaten Beschleunigers
in an sielt bekannter Weise eine Lösung von butylxanthogensauremn Zink oller ein
Metallsalz von subs s tittlierten Dithiocarbaminsäiuren, z. B. dlimethyldithiocarbaminsaurem
Zink, verwendet. Außer diesen Beispielen kann in (dcer gleichen Arbeitsweise unter
Verwendung anderer bekannter Beschleuniger, anderer Temperaturen, anderer Vulkanisierzeiten
und anderer bekannter Gummimischungen (las deiche Ergebnis, eine gummiisolierte,
ozonfeste. insbesondere für Hochspannungszwecke geeignete Leitung hergestellt werden,
deren Gummihülle im Inneren vulkanisiert, elastisch, von hoher mechanischer und
elektrischer Festigkeit ist und in ihrem äußeren Teile aus nichtvulkanisiertem,
ozontestem Gummi besteht.