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Einrichtung zum Herstellen von spiraligen Hüllen aus thermoplastisch
verformbaren Folienstreifen für elektrische Leiter Die, Entwicklung der wärmebildsamen,
Folien aus Kunststoffen hat dazu gelführt, daß denn Aufbau der Umhüllungen für elektrische
Leiber von neuem die Aufmerksamkeit der Fachwelt zugelenkt worden ist. Es sind von
verschiedenen Seiten schon Vorschläge gemacht worden, an Stelle der bis vor einiger
Zeit beinahe ausschließlich verwendeten schraubenl.inienförmiig .aufgewickelten
Umhüllungen achsenparallele spiralige Umhüllungen zu verwenden. Der Vorteil dieser
Umhül.lungsiart besteht u. a. darin, :daß ihre Herstellung nicht durch den Umlauf
rotierender Teile, die beim schraubenlinienförmigen Aufwickeln von Bändern auf elektrische
Leiter unumgänglich notwendig sind, erschwert wird, und daß ferner die Dichtung
der Umhüllung ohne erheblichen Werkstoffmehraufwand bedeutend verbessert werden
kann. Insbesondere kann man die Breite eines Isolierbandes zur mehrfachen Umhüllung
eines Leiters ausnutzen und dadurch eine Art Labyrinthdichtung schaffen. Die Versuche
früherer Zeiten, Bänder achsenparallel und zugleich spiralig um elektrische Leiter
herumzulegen, sind nicht recht zum Erfolg gekommen, und zwar vermutlich wegen der
Steifigkeit :des dabei üblicherweise verwendeten Papiers.
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Kürzlich ist nun vorgeschlagen worden, Bänder um den zu umhüllenden
und unter Umständen selbst zeitweise schraubenlinig verformten Körper allmählich
oder schrittweise mittels feststehender und auf einer Schraubenlinie angreifender
Führungen
herumzuschmiegen. Eine Vorrichtung dieser Art, die sich
bereits praktisch gut bewährt hat, besteht in einem langen zylindrischen Stab, in
den eine schraubenlinienförmig auf der Oberfläche des Stabes verlaufende Nut eingerfräst
ist. Das an ,dem. zu umhüllenden Draht od. dgl. mit einer Kante vorher angeklebte
Band läuft mit' dem Draht zusammen in diese Nut ein und wird beim Durchzug des Drahtes
durch den Stab allmählich entsprechend der Breite des Bandeis herumgeschmiegt, wobei
besonderer Wert darauf gelegt worden ist, ein Dichtungs- oder Klebemittel zwischen
die einzelnen Windungen :des Bandes einzubringen.
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Die Erfindung besteht demgegenüber im einer Einrichtung, die sich
auf einem anderen, Grundgedanken, aufbaut, aber sowohl die gleichen Umhüllungen
wie die eben beschriebene Einrichtung als auch nach Wunsch völlig klebsmittelfreie
Umhüllungen und auch hohle Rohre herzustellen gestattet. Die neue Einrichtung zum.
Herstellen von spiraligen Hüllen aus' thermoplastisch verformbarem; Folienstreifen
für elektrische Leiter, bei denen der Streifenrand parallel oder annähernd parallel
zur Hüllenachse verläuft, arbeitet mit einem zur Führung .des Foliem.streifens dienenden
hohlkegelförmigem, an der Innenseite mit Ausnehmungen versehenen Körper, durch den
der Folienstreifen unter Ausnutzung nur der durch die erhabenen Teile gebildeten
verringerten Innenfläche al.s führende Gleitfläche und unter Erwärmung allein oder
gemeinsam mit dem zu umhüllenden Leiter bei gleichzeitigem Einrollen seiner Ränder
hindurchgezogen wird. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daßdiese Ausnehm.ungen
alle Schwierigkeiten beheben, die sich bei den bisher versuchten feststehenden oder
umlaufenden Trichtern aus der zu großen Adhäsion der Folien an den Trichterwänden
ergeben haben. Als Ausführungsbeispiel sei schon an dieser Stelle die später noch
eingehender beschriebene Düse in Form einer sich verjüngenden Stahldrahtschraube
genannt.
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Führungskörper zur Herstellung von LeiteTumhüllungen, die die Gestalt
eines sich bis auf das Endmaß der Umhüllung. verjüngenden, in der Richtung des Hüllstreifens
verlaufendem Hohlkegels mit Ausnehmungen an .der Innenfläche haben, sind an sich
bekannt; die Ausnehmungen des Körpers haben dort aber einen anderen Zweck. Sie sollen
die Innenfläche des Hohlkegels vergrößern und die Fasern. eines die Umhüllung bildenden
Faserflorstreifens, der nicht nur von dem erhabenen, sondern auch von -dem zurückliegenden
Teil der Innenfläche geführt wird, schräg richten. Im Gegensatz dazu dienen beim
Erfindungsgegenstand nur die erhabenen, Teile ödes Hohlkegels zur Führung des Folienstreifens.
Es wird bei ihm also der bekannte Führungskörper zur Gestaltung eines anders gearteten
Hüllmaterials mit einer anderem. Einwirkung auf :dieses Material verwendet.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann durch einige Hilfseinrichtungen
ergänzt werden. Einerseits können Einrichtungen zur Erleichterung @d,es Einlaufes
der Folien in die Düse vorgesehen sein, z. B. ein sogenannter Säumer mit vorzugsweise
halbkreisförmiger Öffnung, der unmittelbar vor der Düse angeordnet wird, oder Führungswalzen;
die entweder vor dem Einlauf des Bandes in .die Düse oder auch unmittelbar hinter
dem Ablauf .des Bandes von der Vorratstrommel angeordnet sein könneh. Andererseits
können hinter der Düse Einrichtung en angeordnet werden, mit denen das entstandene
Rohr verfestigt wird, bei der Verarbeitung wärmebildsamer Folien also insbesondere
in sich verschweißt wird.
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Die Einrichtung :gemäß der Erfindung kann mit besonderem Vorteil für
die Verarbeitung von wärmnebildsamen Folien aus. Polyvinyl-chl,ori.d, oder auch
aus Cellulosederivaten, ferner auch für die Verarbeitung von gerecktem Polystyrol
Verwendung finden. Es können aber auch Metallfolien verarbeitet werden, und -dabei
kann es zweckmäßig sein, Gleitmittel zuzu.setzfn, die das Anei:nandervorbei:gleiten
der Spiralwindungen der Folie erleichtern. Solche Gleitmittel können aber auch bei
Kunststoffolien angewendet werden, z. B. in Form von Lacküberzügen auf den Folien.
Eine Erwärmung der Folien soll, gleichviel ob sie mit einem Lachüberzug oder sonstigem
Gleitmittel versehen sind oder nicht, stets in der Düse nur so weit stattfinden,
daß die Folien sich zu dem Rohr verformen können, bei gleichzeitigem Einlauf eines
,elektrischen Leiters .also gewissermaßen um ihn herumkriechen, ohne daß die Folienwindungen
schon miteinander verschweißen. Eine Verschweißurig oder Verklebung der Folienwindungen
soll grundsätzlich erst außerhalb der Düse durch die schon erwähnten Zusatzeinrichtungen
herbeigeführt werden. Bei nachchloriertem Polyvinylchlorid beträgt die Erwärmung
der Folien in -der Düse b,eispi,elsweisle 7o bis 75°, dagegen liegt die Verschweißtemperatur
'höher .bei ,etwa 9o bis ioo°.
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Ausführungsbeispiele von Einrichtungen gemäß der Erfindung sind in
.der Zeichnung dargestellt, und zwar in Fg. i die schon erwähnte Düs.- in Form einer
sich verjüngenden Stah:ldrahtschraube, in den Fig. a Ibis 4 andere Düsenformen.
In Fig. 5 ist eine durch Hilfseinrichtungen ergänzte vollständige Einrichtung .dargestellt.
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Die in Fig. i gezeigte Düse besteht aus einer aus einem z. B... 1,5
mm starken Stahldraht ge-
wickelten und sich sehr schlank verjüngenden Schraube,
deren Anfangsdurchmesser etwa 14 mm und dessen Enddurchmesser etwa 4 mm bei einer
Länge von etwa 165 mm beträgt. Diese Zahl=enangaben sollen nur der Erläuterung .des
Beispieles dienen, .denn die Abmessungen der Düsen können auch je. nach der Breite
des zu. verarbeitenden Bandes und dem Durchmesser der herzustellenden Umhüllung
auch andere sein, wenngleich eine sehr schlanke Form der Düse immer zu bevorzugen
ist. Mit der in der Fig. i dargestellten Düse sind ])eisp.ielsweise Polyvinylchl,o,ri,dbän.der
von 16 mm Breite verarbeitet worden.
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In Fig. -9 ist eine Düse dargestellt, die aus einer Vielzahl von je
an ihrem Anfang und, Ende an
einem gemeinsamen Ring befestigten,
.stählernen Längsdrähten besteht.
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In Fit-. 3 ist eine Düse gezeigt, die aus eirneni keramischen Körper
mit eingearbeiteten Ringnuten bestellt. Der Dfi.senkörper kann z. B. Glas, Quarz,
Hartporzellan oder ein ähn-1,icher Stoff sein. Es kann ferner eine elektrische Heizwicklung
in ihn eingelegt oder unmittelbar ,auf ihn, beispielswe-i-se in einer auf der Außenwand
verlaufenden Schraubennut, aufgelegt sein. Diese Heizwicklung ist der Übersichtlichkeit
wegen nicht mit dargestellt.
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Aus herstellungstechnischen Gründern können @lie inneren Nuten auch
zu einer Schraubennut zu.sammengefaßt sein, um einen beider Herstellung der Düse
benutzten Kern leicht durch Herausschrauben entfernen zu können. Eine solche aus
keramischen Stoffen od. dgl. bestehende Düse ist in Fig. .I dargestellt.
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Der Vollständigkeit .halber sei bemerkt, daß die Ringnuten aufweisenden
Düsen auch aus in Abständen angeordneten, voneinander gehaltenen Scheiben bestehen
können, also einem aus mehreren Einzelteilen bestehenden Düsenkörper. In ,der Regel
wird ein aus einem Stück bestehender D,iis,enlzörper vorzuziehen sein.
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In Fi,g. 5 ist schematisch eine vollständige Urnhüllungs-einrichtung
dargestellt. Der von der Trominel i ablaufende zu umhüllende Dralit 2 und die von
der Trommel 3 ablaufende Kunststoffolie d. laufen durcfi den Säumer 5 in .den Hüllkopf
6 ein. In dem Hüllkopf befindet sieh, die gestrichelt gezeichnete Düse 7 und die
elektrische Widerstandsheizung B. Der in diesem Düsenkopf mit der Folie .4 mehrfach
achs-enparallel spiralig umhüllte Draht 2 läuft auf eine kalte Abzugsscheibe 9 auf
und von dort über zwei beheizte Walzen i i und 12 zu der Aufwickeltrommel 13.
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Die zwischen den Hüllkopf 6 und die heißen Walzen i1 und 1a geschaltete
kalte Scheibe 9 dient nicht nur dazu, den umhüllten Draht 2 durch den Hüllk opf
hindurchzuziehen, sondern dient auch dazu, die Kunststoffolienhülle abzukühlen und
gewissermaßen nach dem Umhül.lu@ngs@vor.gang zu beruhigen, ehe se unter .der Wirkung
,dter heißen Walzen verdichtet und mindestens in. ihren Außenwindungen verschweißt
wird. An Stelle oder zusätzlich zu der kalten Abzugsscheibe 9 kann infolgedessen
auch eine andere Kühlungseinrichtung verwendet werden, z. B. ein Kaltl:uftstromgebläse.
Im Ausführungsbeispiel der Fig.5 sind zwei heiße Walzen angeordnet, .die vorzugsweise
als Kaliberwalzen ausgeführt sind, um die Kunststoffhülle möglichst von allen Seiten
der Wärmeeinwirkung auszusetzen. An Stelle von zwei Walzen können huch mehrere,
ihrer Zahl entsprechend über den Umfang der Hülle verteilte Walzen benutzt werden.
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Ein besonderer Vorzug der Einrichtung gemäß der Erfindung besteht
darin, d@aß mit .ihr auch hohle Rohre hergestellt `-erden. können, in die schon
bei ihrer Herstellung oder nachträglich elektrische Leiter eingezogen werden können.
Es ist infolgedessen auch möglich, mit der Einrichtung gemäß der Erfindung verbesserte
Luftraumisolat onen herzustellen, wobei der elektrische Leiter in an sich bekannter
Weise entweder locker oder bei Anwesenheit abstand@h.altend@er Mittel fest in der
ihn. umgebenden Hülle liegt. Die abstandhaltenden Mittel können die üblichen Kordeln
sein, die vorzugsweise .aus einem den Kunststoffolien ähnlichen Werkstoff geringer
Feuchtigkeitsaufnahme- bestehen und vorher auf den, Leiter meiner der dafür bekannten
Weise aufgebracht werden. Es kann aber auch das Kunststoffrohr selbst durch Einformung
als Abstandhalter ausgebildet werden. Zu diesem Zweck brauchen beispielsweise nur
die heißen Walzen i i und 12 näher, als in ,der Zeichnung dargestellt, miteinander
in Eingriff gebracht und mit entsprechenden Erhöhungen in den Kalibernuten versehen
zu werden. Diese Erhöhungen formen dann je nach ihrer Ausbildung diie durchlaufende
Hülle ring- oder schraubenl-ini"nfärmig oder in einer sonst gewünschten Weise ,ein,
und legen dadurch den Leiter in dem Rohr fest.
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Eine besondere Wirkung läßt sich @dadürch, erzielen, d:aß .die Einrichtung
gemäß der Erfindung zur Verarbeitung von bei Wärmezufuhr schrumpfenden Kunststoffolien
benutzt wird. Es kann dann nämlich je nach der erzeugten Schrumpfung ein besonders
dicht gewickeltes Rohr erzeugt werden. Die Sehrumpfung läßt sich insb,esond,er,e
bei Kunststoffolien benutzen, die keinen Weichmacher enthalten, also in den Hüllkopf
noch nicht verändert und erst auf den heißen Walzen zum Schrumpfen gebracht «-erden.
Außer den schon erwähnten Polystyrolen kommen für eine solche Arbeitsweisse weichmacherlose
Polyvi.nylch.loride mit oder ohne Nachchlorierung in Frage.
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Es wurde schon erwähnt, däß auch Metallfolien mit einer Einrichtung
gemäß der Erfindung verarbeitet werden, können. Als: Anwendungsbeispiel hierfür
sei die Herstellung von elektrischen Ab,-schirmungen von Fernmeldeadern genannt,
wobei im allgemeinen eine mehr .als einfache bis zweifache Umhüllung ausreichen
wird, während bei Kunststoffolien u. dgl. je nach Bedarf eine drei-und mehrfache
Umhüllung vorzuziehen ist. Falls Metallfolien auf Kunststoffolien oder auch verschiedene
Kunststoffolien übereinandergewickelt werden sollen, können mehrere Einrichtungen.
gemäß der Erfindung in entsprechender Weise miteinander zusammengebaut werden. Dabei
kommt zustatten, daß der Hüllkopf nur eine sehr kurze Baulänge hat, bei geschickter
Anordnung der Trommeln und Walzen infolgedessen nur ein sehr geringer Platzbedarf
für die gesamte Einrichtung gemäß der Erfindung entsteht.