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Einrichtung zur Herstellung der rohrförmigen Isolierung eines elektrischen
Leiters
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Herstellung der Isolation
eines elektrischen Leiters. Es sind Isolierungen bekannt. bei welchen ein Isolierrohr
nach Art der Fig. 1 um einen Leiter I herumgelegt und zugleich in Abständen bei
2 eingekerbt wird, um den Leiter festzuhalten und eine die dielektrischen Eigenschaften
verbessernde Luftraumisolierung zu schaffen.
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Der in dieser Weise isolierte Leiter kann als mittlerer Leiter eines
koaxialen Fernmeldekabels verwendet werden. Er kann auch zur Herstellung von symmetrischen
Doppel- oder Viererleitungen, Antennenzuführungen oder in irgendeiner anderen elektrischen
Schaltung benutzt werden.
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Die eingekerbten Teile sollen bekanntlich den Leiter in der Mitte
der rohrförmigen Isolierung festhalten, und sie können auch Rillen bilden, welche
zur Befestigung des Leiters dienen und eine dichte Kammer bilden können, die verhindert,
daß durch Zufall Wasser in der Rohrisolierung strömen kann.
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Die bekannten Einrichtungen für diese Herstellungsart besitzen feste
oder bewegliche, in Abständen angeordnete Backen, welche die Einkerbungen hervorbringen,
indem sie zusammengebracht werden. Mit diesen Vorrichtungen sind jedoch nur unbefriedigende
Ergebnisse zu erzielen, und mit ihnen lassen sich auch nur Stoffe wie Papier oder
unvulkanisierter
Kautschuk bearbeiten, also Stoffe, die eine gewisse Steifigkeit besitzen. Wenn man
ein entsprechendes Verfahren jedoch bei plastischen und sehr weichen Stoffen am
Ausgang einer Strangpreßmaschine, z. B. bei Polyäthylen, anwenden will, so sinken
die zwischen Iden Einkerbungen gelegenen Rohrteile zusammen, sie werden abgeflacht
und deformiert, wodurch das Ergebnis sehr schlecht ausfällt.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung vermeidet diese
Mängel.
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Die Erfindung sieht eine Einrichtung zur fortlaufenden Herstellung
eines als Strang ausgepreßten plastischen Isolierrohres für einen elektrischen Leiter
vor, bei welcher das Rohr um den Leiter während der Härtung der ausgepreßten Masse
gebildet wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung kennzeichnet sich durch die Verwendung
von zwei oder mehreren endlosen Riemen aus Kautschuk oder plastischer Masse, welche
Formausuehmungen und eine Verzahnung aufweisen, durch welche diese Ausnehmungen
in der richtigen gegenseitigen Lage geh alten werden, wobei der Leiter zwischen
diesen Riemen in einer stetigen Bewegung mit derselben linearen Geschwindigkeit
wie diese hindurchgeführt wird und innerhalb des Rohres ein Gasdruck aufrechterhalten
wird, um die Außenfläche des Rohres gegen die Ausnehmungen anzudrücken. Dabei bilden
die Riemen in dem Teil, wo sie sich berühren, eine fortlaufende Form, welche das
plastische Rohr völlig umschließt.
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Bei Verwendung von Polyäthylen oder einer anderen thermoplastischen
Masse wird das Verfahren unter Anwendung einer Kühiwirknug durchgeführt. Bei Verwendung
eines vulkanisierbaren Stoffes, wie z. B. Kautschuk, oder auch eines durch Wärme
härtbaren Stoffes, würde man das Verfahren während der ganzen Zeit, die erforderlich
ist, um die weiche Masse in ein gehärtetes Erzeugnis umzuwandeln, in einem beheizten
Behälter durchführen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt Fig. I
die bekannte Form eines Leiters; der mit einer rohrförmigen Isolierung derjenigen
Art versehen ist, auf welche sich die Erfindung bezieht; Fig. 2 und 3 zeigen eine
Igemäß der Erfindung ausgebildete Einrichtung zur Herstellung der Isolierung, Fig.
4 und 5 Einzelheiten der Einrichtung nach Fig. 2; Fig. 6 bis 9 sind Beispiele von
neuen Formen der rohrförmilgen Isolierung, welche sich mit Hilfe der Einrichtung
nach Fig. 2 und 3 herstellen lassen.
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Bei der Einrichtung nach Fig. 2 bestehen die Matrizen zur Herstellung
der Eindrückungen aus fortlaufenden Riemen 3 aus Kautschuk oder geformter plastischer
Masse. Die Eindrückungen, welche die Kerben oder Vertiefungen des vorher im Strangpreßverfahren
ausgestoßenen Rohres hersteilen, werden durch Ausformung an diesen Riemen gebildet,
wie bei 4 in Fig. 3 dargestellt.
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Die Riemen 3 werden in Führungen 5 festgehalten und liegen gegeneinander
an, so daß sie die Form 4 bilden, welche das herzustellende Erzeugnis umschließt,
und dieses wird mit fortlaufender Bewiegung der Riemen hergestellt, welche das um
den Leiter 6 ausgepreßte Rohr erfassen und mit sich führen. Die Riemen 3 werden
durch Zahnräder 8 mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung angetrieben.
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Der Leiter 6 verschiebt sich zwischen den Riemen 3 in stetiger linearer
Bewegung am Austritt einer Strangpresse, welche die plastische Masse um diesen Leiter
herumspritzt. Die plastische Masse wird durch diese in Fig. 2 bei Io teilweise dargestellte
Strangpresse rohrförmig gespritzt, und das so gebildete Rohr geht dann, immer noch
im plastischen Zustand, zwischen den Formeindrückungen der Riemen 3 hindurch; indem
es seine Bewegung fortsetzt, tritt es schließlich aus der Maschine zugleich mit
dem Leiter, auf welchem es befestigt wurde, aus.
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Fig. 3 zeigt die Ausbildung der vollständigen Form 4, die sich ergibt,
indem die Riemen gegeneinander anliegen und sich gemeinsam bewegen.
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Damit die Teile der in den Riemen vorgesehenen Formen fortlaufend
aufeinanderpassen, ist an der den Formen entgegengesetzten Seite jedes Riemens eine
Verzahnung 7 vorgesehen, welche in ein Zahnrad 8 eingreift, das die Bewegung der
Riemen bewirkt. Die ausgeformte Verzahnung 7 kann durch eine Kette aus Metall ersetzt
werden, die in die den Riemen bildende plastische Masse eingelegt wird. Die Zahnräder
oder Kettenräder sind mechanisch miteinander gekuppelt, so daß die an den beiden
Riemen vorgesehenen Formteile immer zueinander passen.
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Die Riemen können durch einen mechanischen Antrieb bewegt werden,
durch welchen insbesondere d.ie Vorschubgeschwindigkeit geändert werden kann. Folglich
wird die Herstellungsgeschwindigkeit des ausgestoßenen Erzeugnisses durch diesen
mechanischen Antrieb bestimmt.
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Am Ausgang des die Formung bewirkenden Riemenaggregates wird das
erhaltene Erzeugnis auf einer Trommel aufgewickelt, deren Bewegung mit dem Lauf
der Riemen durch an sich bekannte Einrichtungen in entsprechender Weise synchronisiert
wird.
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Das ausgestoßene Erzeugnis kann auch durch eine Zugwinde angetrieben
werden, und in diesem Fall würde das ausgestoßene Erzeugnis selbst nach seiner Abkühlung
das Riemenaggregat antreiben. Die Wahl zwischen diesen verschiedenen Antriebsmöglichkeiten
hängt von der Abmessung des ausgestoßenen Erzeugnisses und von dem zulässigen Platzbedarf
ab.
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Damit das ausgestoßene Erzeugnis genau die Form der äußeren Umhüllung
annimmt, welche durch die Formeindrückungen der Riemen gebildet wird und ihm nach
seiner Härtung seine endgültige Form verleiht, wird in das ausgestoßene Rohr Drudduft
eingeführt. Diese Druckluft wird durch einen Stutzen II zugeführt, der auf der Seite
ange-
ordnet ist, wo der Leiter in die Strangpresse eintritt, und
von diesem Leiter durchsetzt wird. Dieser Druck, welcher in der Größenordnung von
einigen Gramm je Quadratzentimeter liegt, gewährleistet, daß die äußere Form der
ausgestoßenen und gebildeten Isolierung gleichmäßig ist. In dem Fall, wo man eine
Isolierung von geringer Wandstärke herstellen will, wird man zweckmäßig um das ausgepreßte
Rohr bis zu seiner Einführung zwischen den Riemen einen Druck erzeugen, der etwa
gleich dem Druck ist, welcher im Innern dieses Rohres erzeugt wird.
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Die Einrichtung zur Einführung des Druckes ist in Fig. 4 und 5 wiedergegeben.
Nach Fig. 4 umschließt eine Düse 12 das am Ausgang der Strangpresse ausgestoßene
Rohr bis zum Eintritt zwischen die zur Formung dienenden Riemen. D;er Druck innerhalb
dieser Düse 12 und in dem Stutzen ei wird durch ein Entspannungsventil I3 geregelt
und durch ein Manometer 14 überwacht.
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Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Ein'richtung der Fig. 4, welche
in dem Fall anwendbar ist, wo wegen des Drucliverlustes beim Übergang der Luft oder
eines Gases aus dem Stutzen in in das ausgepreßte Rohr zweckmäßig zwischen ii und
I2 ein geringer D'ruckunterschied hergestellt wird. In diesem Fall werden die Drücke
durch die Entspannungsventile I3, und I32 einzeln geregelt und durch die Manometer
I4t und 142 überwacht.
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Bekanntlicli ist die Gleichmäßigkeit der Abmessung der äußeren Form
der Isolierung in gewissen Fällen von großer Bedeutung, z. B. bei der Herstellung
des isolierten Mittelleiters einer koaxialen Leitung, weil diese Dimension die Dimension
des äußeren Rückleiters festlegt, der später auf die Oberfläche der Isolierung aufgebracht
wird, und bekanntlich Störungen in die Übertragung von Hochfrequenzströmen gelangen
können, wenn der Durchmesser des Rückleiters nicht konstant ist.
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Durch das vorgesehene Verfahren wird die gewünschte Genauigkeit für
diese Dimension unter günstigen Verhältnissen erzielt, und sie hängt ausschließlich
von der Genauigkeit der Herstellung der Formeindrückungen der Riemen ab. Diese müssen
somit sorgfältig in einteiligen oder mehrteiligen bletallformen hergestellt werden.
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Die Druckluft kann durch ein beliebiges inertes Gas, z. B. Stickstoft,
ersetzt werden.
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Wenn der gespritzte Isdlierstoff eine thermoplastische Klasse ist,
muß die Härtung vollständig erfolgen, bevor der Isolierstoff die zur Ausformung
dienenden Riemen verläßt. Diese Riemen können zu diesem Zweck in ein Kühlwassergefäß
eintauchen oder auch mit einer mit Berieselung oder Belüftung arbeitenden Kühleinrichtung
ausgestattet sein.
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Um die Kühlung zu fördern und die Länge der Ausformungsriemen zu
verkleinern, kann der zur Herstellung dieser Riemen dienende Stoff, z. B.
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Kautschuk oder Silikone, wärmeleitende Füllstoffe, wie z. B. Aluminiumpulver,
enthalten.
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Eei Verwendung von vulkanisierbaren oder durch Wärme härtbaren Stoffen
wird hingegen die Einrichtung in einen auf die entsprechende Temperatur geheizten
Behälter eingesetzt, und sie muß die der Utmwandlungszeit des Stoffes entsprechende
Länge haben. Wenn ein langes Riemenaggregat benötigt wird, kann man zwischen die
Zahnräder 8 weitere Zahnräder einschalten, welche mit den ersten synchronisiert
sind und den Zweck haben, die Übereinstimmung der Formeindrücke der Riemen aufrechtzuerhalten
und die Elastizität der Werkstoffe, aus welchen diese Riemen bestehen, auszugleichen.
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Nach Fig. 2 sind zwei Riemen vorgesehen, jedoch könnte man auch mehrere,
z. B. drei oder vier Riemen benutzen, von denen jeder einen entsprechenden Teil
der Formeindrückung aufweist.
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Der Anlagedruck zwischen den die Formung bewirkendèn Riemen 3 ist
mit Hilfe irgendeiner mechanischen Spannvorrichtung einstellbar, welche den Achsenabstand
der Räder 8 und folglich den zwischen den Riemen ausgeübten Druck verändert.
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In Fig. 2 bezeichnet 9 ein Betätigungsorgan für diese Spannvorrichtung,
durch welche die Riemen 3 auch völlig voneinander entfernt werden können, um ihre
Reinigung zu gestatten.
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Fig. 6 bis 9 zeigen Ausführungsbeispiele für zweckmäßige und neuartige
Formen der Isolierung des Mittelleiters, die durch das beschriebene Verfahren aus
einem Rohr aus gespritzter plastischer Masse gleichzeitig mit der Spritzoperation
bergestellt werden können. Diese Formen der Isolierung werden zweckmäßig benutzt,
um einen Mittelleiter einer koaxialen Doppelleitung oder die Leiter von ausgeglichenen
Doppel- oder Viererkahein zu isolieren und zu stützen.
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Fig. 6 zeigt eine solche Isolierung, die aus einem gespritzten Rohr
aus Polyäthylen um den Mittelleiter einer koaxialen Doppeileitung hergestellt ist.
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Das gespritzte Rohr hat einen Außendurchmesser, der etwa gleich dem
Innendurchmesser des rohrförmigen Rückleiters dieser Leitung ist.
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Während das gespritzte Rohr noch plastisch ist, werden mit Hilfe
der oben beschriebenen Einrichtung Vertiefungen 15 angebracht, welche den Leiter
in seiner Lage sichern. Bei dieser Anordnung ist die in der Nähe des Leiters vorhandene
Isolierstoffinenge gering, was hinsichtlich der Übertragung der Hochfrequenzströme
vorteillhaft ist.
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Fig. 7 zeigt eine Abwandlung dieser Anordnung bei welcher die Vertiefungen
I6 in Querrichtung anstatt in Längsrichtung verlaufen und paarweise gegenüberliegend
angeordnet sind. Bei einer weiteren Anordnung könnte man dieselben Vertiefungen
nach einer schraubenförmigen Linie anordnen.
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Fig. 8 und g zeigen eine weitere Anordnung, bei welcher ein Rohr
aus Polyäthylen um den Leiter gespritzt und dann in Abständen durch kleine backenförmige
Formen, welche die Riemen tragen, abgeflacht wurde. Die Abflachungen sind abwechselnd
in zueinander senkrecht stehenden Ebenen vorgenommen worden. Bei dieser Anordnung
ist gegenüber der Anordnung nach Fig. I und 4 die Isolierstoffmenge kleiner, weil
der Durchmesser d des gespritzten Rohres dann kleiner ist als der Innendurchmesser
D des Rückleiters, der nachträglich außen auf das Isolierrohr aufgebracht wird.
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Bei gegebenem Durchmesser D wird vorzugsweise d so gewählt, daß d
= 0,75 D ist.
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Die beschriebenen isolierten Leiter können nicht nur als Mittelleiter
für eine ,koaxiale Doppelleitung dienen, sondern auch zweckmäßig zur Herstellung
von Fernsprechdoppel- oder -viererleitungen benutzt werden, welche Dadurch Verseilung
von zwei bzw. vier isolierten Leitern der beschriebenen Art gebildet werden.
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Die beschriebene Einrichtung kann auch für andere Formoperationen
und Anwendungen benutzt werden und zur fortlaufenden Ausformung irgendeines gespritzten
plastischen Erzeugnisses dienen.
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Es wäre lediglich die an den Riemen vorgesehene Formeindrückung entsprechend
zu ändern. Insbesondere kann diese Einrichtung für die Zwecke der Fernmeldetechnik
zur Isolierung von Leitern benutzt werden, welche mit einer Isolierung von zellenförmiger
Struktur (Schaum- oder Schwammstruktur) überzogen sind. Bei einem solchen Überzug
wird der Isolierstoff, z. B. Polyäthylen oder Polystyren, in der Strangpreß- oder
Spritzmaschine mit einem Druckgas oder anderen Stoffen vermischt, welche unter dem
Einfluß der Wärme inerte Gase abgeben. Das heiß ausgespritzte Erzeugnis hat dann
das Aussehen von Schaum, und es hat unbeständige Abmessungen, da es sich unter der
Wirkung des inneren Druckes des in den vielen Zellen enthaltenen Gases auszudehnen
sucht. Es ist daher schwierig, eine genaue Abmessung des äußeren Umfangs zu erzielen,
was häufig ein Mangel ist, insbesondere bei isolierten Leitern für Fernmeldezwecke.
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Die in Fig. 2 und 3 dargestellte Einrichtung kann in diesem Fall
mit Vorteil benutzt werden, weil der äußere Umfang des ausgespritzten zellenförmigen
Stoffes während seiner Abkühlung in enger Berührung miXt,der Innenfläche der Ausformungsriemen
3 gehalten wird.
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Es können dann mit Vorteil Einrichtungen, welche denjenigen der Fig.
4 und 5 entsprechen, vorgesehen werden, um zu verhindern, daß die Zellen sich auf
ihrem Weg von der Spritzmaschine bis zum Eintritt in die Formriemen ausdehnen.
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PATENTANSPRVCHE: I. Einrichtung zur fortlaufenden Ausformung eines
gespritzten Isolierrohres aus plastischer Masse für einen elektrischen Leiter während
der Härtung der den Leiter umgebenden gespritzten Masse, gekennzeichnet durch die
Verwendung von endlosen Riemen aus Kautschuk oder plastischer Masse, welche Formausnehmungen-und
eine Verzahnung aufweisen, durch welche diese Ausnehmungen in der richtigen gegenseitigen
Lage gehalten werden, wobei der Leiter zwischen diesen Riemen in einer stetigen
Bewegung mit derselben linearen Geschwindigkeit wie diese zugeführt und innerhalb
des Rohres ein Gasdruck aufrechterhalten wird, um die Außenfläche des Rohres gegen
die Ausnehmungen anzudrücken.