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Strangpresse zur Herstellung eines mehrschichtigen lJberzuges auf
Drähten oder Kabeln
Bei der Herstellung von Drähten und Kabeln, die mit thermoplastischen
Materialien, synthetischen oder Kunststbffen überzogen sind, werden z. B. Polyvinylchlorid
oder Mischungen von Kopolymerisaten von Polyvinylchlorid und Polyvinylidenazetat
oder auch Substanzen, die Polyäthylenharze und synthetischen Gummi enthalten, als
Uberzugsstoffe verwendet. Jeder dieser Stoffe hat verschiedene elektrische und mechanische
Eigenschaften und wird für den Zweck gewählt, für den das Kabel bestimmt ist. Bei
überzogenen Drähten oder Kabeln, deren Überzug die an sie gestellten Anforderungen
erfüllt, sind bereits zwei oder mehr Schichten verschiedener synthetischer Stoffe
als Überzug bekannt. Diese Kabel erfüllen stark voneinander abweichende Forderungen.
So hat z. B. die Schicht, die dem Kabel am nächsten liegt, einen hohen elektrischen
Widerstand, während die äußere Schicht aus einem mechanisch sehr widerstandsfähigen
Material besteht. Es sind ferner mehrschichtige Uberzüge möglich, von denen z. B.
der innere aus Material von hoher dielektrischer Festigkeit besteht, auf die eine
Schicht von hoher Isolierkraft und Schichten- mit hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit
gegen Abnutzung und äußere Einflüsse folgen. Es können
z. B. Kabel
mit einem inneren Polyäthylenharzüberzug und einem äußeren Polyamidüberzug hergestellt
werden.
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Gemäß den bisherigen Verfahren können zwei Schichten eines Überzuges
unmittelbar aufeinanderfolgend in ein und derselben Strangpresse hergestellt werden,
bei der die Speisung des Preßkopfes mit plastischem Material für die verschiedenen
Schichten von getrennten Förderschnecken od. dgl. vorgenommen wird. Der Auspreßkopf
selbst weist zu diesem Zweck eine axiale durchgehende Bohrung und mindestens zwei
mit der Bohrung gleichachsige ringförmige Nuten auf, durch welche die plastischen
Stoffe auf das durch die Bohrung geführte Kabel oder den Draht aufgetragen werden.
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Die größte mit dem zweifachen bzw. dreifachen Überziehen eines Kabels
bzw. Drahtes verknüpfte Schwierigkeit besteht darin, das Kabel während des Preßvorganges
zentrisch ausgerichtet zu halten, um einen vollkommen gleichförmigen Überzug zu
erzielen.
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Bei den bekannten Kabelüberziehverfahren mittels einer der ebenfalls
bekannten Einrichtungen kann das Kabel erst unmittelbar vor dem Auftragen der ersten
Schicht des Überzuges wirklich zentrisch ausgerichtet geführt werden.
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Beim Auftragen einer zweiten oder dritten Schicht kann das Kabel
nicht mehr einwandfrei gesteuert werden, da ein festes Führungsglied fehlt.
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Es kommt alsdann vor, daß die verschiedenen Drücke, unter denen der
die zweite Schicht bildende Werkstoff aus der betreffenden ringförmigien Nut heraustritt,
das Kabel in bezug auf die Achse des Auspreßkopfes exzentrisch verlagert wird, so
daß ein ungleichförmiger Überzug entsteht. Wird ein derart überzogenes Kabel in
Querrichtung geschnitten, so kann man feststellen, daß trotz der Ausrichtung des
Kabels beim Auftragen der.ersten Schicht des Überzuges keine der Schichten einen
mit der Kabelachse gleichachsig ringförmigen Schnitt aufweist, auch nicht die erste
Schicht, die ebenfalls keinen gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Dies ist dadurch
zu erklären, daß die zweite Schicht des Überzuges auf das Kabel aufgebracht wird,
solange die erste Schicht noch in weichem Zustand ist, so daß jede Änderung der
Stärke der zweiten Schicht selbsttätig eine entsprechende umgekehrte Änderung der
Stärke der ersten Schicht mit sich bringt.
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Um diesen Nachteil zu beheben, welcher die Isolierfähigkeit der Schichten
sowie die mechanischen Eigenschaften des Kabels (z. B. eine größere Biegsamkeit
in einer Richtung gegenüber der entgegengesetzten Richtung oder aber eine ungleichförmige
Abriebfestigkeit verursachte) gefährdete, wird zur Zeit vorgezogen, den Überzug
in zwei Stufen auszuführen. Dabei wird die erste Schicht aufgetragen, erhärten gelassen,
alsdann wird das Kabel durch eine zweite Strangpresse zum Auftragen der zweiten
Schicht hindurchgeführt. Mit anderen Worten sollen durch Erhärtenlassen der ersten
Schicht geeignete Verhältnisse geschaffen werden, um das Kabel auch beim Auftragen
der zweiten Schicht zwangläufig zentrisch führen zu können. Die durch dieses mehrstufige
Verfahren überzogenen Kabel weisen jedoch den Nachteil auf, daß die beiden Schichten
des Überzuges sich leicht, z. B. bereits beim Aufwickeln des Kabels auf eine Trommel,
voneinander lösen.
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Die Erfindung bezweckt, die Nachteile des ersten oben beschriebenen
Verfahrens zu beheben und eine Strangpresse zu schaffen, durch welche mindestens
zwei Überzugsschichten unmittelbar aufeinanderfolgend auf ein Kabel bzw. einen Draht
aufgebracht werden können, wobei die beiden Schichten von vollkommen gleichmäßiger
Stärke sind. Abweichend von den friiheren Verfahren, bei welchen das Kabel während
des Auspressens des Überzuges zwangläufig geführt werden sollte, beruht die vorliegende
Erfindung auf der Tatsache, daß eine zwangläufige Führung des Kabels dann nebensächlich
wird, wenn die Drücke an den verschiedenen Stellen der ringförmigen Nuten genau
kontrolliert werden und gleichbleibend gehalten werden.
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Demgemäß ist die erfindungsgemäße Strangpresse zur Herstellung eines
mehrschichtigen Überzuges auf einem Draht oder einem Kabel, bei der die Speisung
des Preßkopfes mit plastischem Material für die verschiedenen Schichten von getrennten
Förderschnecken od. dgl. vorgenommen wird, so ausgeführt, daß der Preßkopf eine
Vielzahl von koaxial zu der den Draht oder das Kabel aufnehmenden axialen Bohrung
angeordneten ringförmigen Kanälen aufweist, die mit der Bohrung durch eine ringförmige
Nut in Verbindung stehen und die durch die Förderschnecken od. dgl. über ein Speiseleitungssystem,
das aus einer Vielzahl von Zufuhrkanälen besteht, gleichmäßig gefüllt werden.
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Auf diese Weise wird ein gleichmäßiger Druck des plastischen Materials
auf alle Punkte der Oberfläche des Kabels erzielt und jegliche radiale Verschiebung
des Kabels vermieden.
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Vorteilhaft sind die Enden der Zufuhrkanäle in den ringförmigen Kanälen
an den Scheitelpunkten eines regelmäßigen Vielecks angeordnet. Infolge dieser Anordnung
durchläuft ' das an die verschiedenen Stellen der ringförmigen Kanäle gelangende
Material von der Förderschnecke ab untereinander genau gleiche Wege, wird also bei
genau gleichbleibendem Druck über den gesamten Umfang des Kabels gebracht.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung und Einzelheiten
der durch dieselbe erzielbaren Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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Fig. I und 2 zeigen schema isch die Art, in der das Material in ringförmige
Z luhrkanäle gebracht wird; Fig. 3 ist ein axialer Schnitt durch den Preßkopf -für
ein Kabel mit einem zweischichtigen Überzug; Fig. 4, 5 und 6 zeigen Teile des in
Fig. 3 dargestellten Kopfes.
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Mit der Vorrichtung nach der Erfindung werden die verschiedenen Überzüge
aus thermoplastischem Material in einem Arbeitsgang durch Auspressen einer zyhudrischen
Hülle koaxial zur Achse gebildet. Das Material für jede zylindrische Hülle wird
durch einen ringförmigen Kanal zugeführt, der dauernd gleichmäßig gefüllt sein muß,
um das Kabel gegenüber dem Uberzug ausreichend zu zentrieren.
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Die Einrichtung zur gleichmäßigen Füllung der verschiedenen Kanäle
ist schematisch in Fig. I und 2 dargestellt. Sie leitet das Material an möglichst
vielen Punkten in den Kanal, wobei der auf das Material auf dem Wege zu den Zufuhrpunkten
in den ringförmigen Kanal ausgeübte Widerstand überall gleich ist.
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In dem Beispiel der Fig. I erfolgt die Zufuhr in den Kanal A an acht
verschiedenen Punkten, die auf den Eckpunkten eines regelmäßigen Achteckes liegen,
durch ebensoviel Zufuhrkanäle B, die in den Kanal A münden. Die Art der Zufuhr in
die Kanäle B von der Strangpresse her ist schematisch in Fig. 2 dargestellt, in
der der ringförmige Kanal A als geradliniger Kanal gezeigt ist. Das Material, das
aus der Presse kommt, tritt in einen Kanal C ein, der in zwei Kanäle Ci unterteilt
ist.
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Diese sind ihrerseits in zwei Kanäle C2 unterteilt, von denen jeder
zwei Kanäle B speist.
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Der Weg, den das Material vom Kanal C zu dem Ende der verschiedenen
Kanäle zurücklegt, ist für alle Kanäle B gleich, woraus sich eine gleichmäßige Füllung
des ringförmigen Kanals A ergibt. Nachstehend ist ein Preßkopf zum Herstellen eines
Kabels mit einem zweischichtigen Überzug beschrieben. Dieser Kopf kann durch jeden
Fachmann leicht so geändert werden, daß ein Kabel mit einer beliebigen Anzahl von
Schichten überzogen wird.
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Die Einrichtung der Fig. 3 wird von zwei Strangpressen, die in der
Zeichnung nicht gezeigt sind, gespeist. Beide drücken das plastische Material, das
auf Preßtemperatur gebracht ist, durch die Leitungen g und 10. Die Einrichtung besteht
aus den acht übereinanderliegenden Teilen I bis 8, die durch die Schrauben II in
den Bohrungen 11a zusammengehalten sind.
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Das Material, das durch die Leitung g in Teil 7 zugeführt wird, erreicht
den Kanal I2, der teils im Teil 7, teils im Teil 6 eingelassen ist und zu zwei axialen
Kanälen I3 im Teil 6 führt.
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Die Kanäle I3 (Fig. 5) führen zu zwei Kanälen I4, die in den Teilen
5 und 6 eingearbeitet sind und in zwei axiale Kanäle 15 münden, die mit dem ringförmigen
Kanal I6 in Verbindung stehen. Das Material, das aus der Presse A kommt, wird daher
gleich im Anfang in zwei gleiche Teile unterteilt, die ihrerseits wi!ederum in zwei
gleiche Teile unter teilt werden, so daß der ringförmige Kanal I6 von vier Kanälen
gespeist wird, die die gleiche Materialmenge liefern. Die Mündungen dieser Kanäle
sind auf den Eckpunkten eines regelmäßigen Vielecks angeordnet, so daß ein gleichmäßiges
Füllen des ringförmigen Kanals I6 gewährleistet wird.
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Das Material aus dem ringförmigen Kanal I6 wird durch die Matrize
I7 auf das Kabel aufgebracht, das durch die Matrize 22 zugeführt und durch die Matrize
I8 zentriert wird. Das Material wird dabei zu einer zylindrischen Hülle geformt.
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Das zweite Material, das aus der Strangpresse herauskommt, die mit
dem Zufuhrrohr 10 verbunden ist, legt den gleichen Weg zurück und erreicht den ringförmigen
Kanal 1,9. Von diesem Kanal fließt es über eine ringförmige, das Material verteilende
Nut zwischen den beiden Teilen 3 und 4 zur Auslaßmatrize 20. Dabei wird eine zylindrische,
koaxial zu dem vorher ausgebildeten Überzug verlaufende Hülle geformt.
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Der beschriebene Preßkopf wird mit Hilfe einer nicht gezeigten elektrischen
Heizvorrichtung oder einem anderen geeigneten Mittel auf der nötigen Temperatur
gehalten, um das Material für die Überzüge pressen zu können. Wenn die verschiedenen
chemischen und physikalischen Eigenschaften der Stoffe, die aus den Leitungen g
und 10 kommen, - verschiedene Preßtemperaturen erfordern, können die beiden Maschinenteile
mit Hilfe getrennter elektrischer Widerstände auf verschieden hoher Temperatur gehalten
werden, um so das Pressen bei der für die verwendeten thermoplastischen Stoffe geeignetsten
Temperatur durch zuführen.
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Durch Auswechseln der Matrizen I8, 20 und 2I kann der Durchmesser
sowohl der Drähte als auch der Überzüge nach Belieben geändert werden.
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Die Stärke des Überzuges und insbesondere das Verhältnis zwischen
den StärlBen der beiden Überzugsschichten kann dadurch verändert werden, daß das
Verhältnis zwischen den zugeführten Material mengen, die von den Strangpressen über
die Kanäle g und 10 zugeführt werden, verändert wird.
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Zu diesem Zwecke sind Vorrichtungen zum Regulieren der Zufuhr von
den Pressen, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind, an dem Verbindungsrohr zwischen
den Pressen und den Kanälen g und 10 vorgesehen.
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Die oben beschriebene Vorrichtung wurde lediglich als Beispiel zur
Erläuterung der Art gewählt, in der ein Kabel mit einem Zweischlichtenüberzug hergestellt
werden kann.
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Insbesondere können die Punkte, an denen die Kanäle gespeist werden,
zahlreicher sein als in dem gezeigten Beispiel unter der Voraussetzung, daß sie
immer an den Eckpunkten eines regelmäßigen Vielecks liegen.
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Das Grundprinzip der Vorrichtung liegt darin, daß jeder ringförmige
Kanal an einer Vielzahl von Punkten so gespeist wird, daß der Widerstand, der dem
Material entgegengesetzt wird, an den verschiedenen Zufuhrstellen gleich ist. Die
Zufuhrpunkte für die ringförmigen Kanäle liegen an den Eckpunkten eines regelmäßigen
Vielecks. In dem besonders einfachen gezeigten Beispiel hat das regelmäßige Vieleck
eine Seitenzahl, die einer Potenz von 2 gleich ist (4 in diesem besonderen Falle).
Die Teile, die in der Strangpresse notwendig sind, um das Material zuzuführen, ent-
sprechen
einer Zahl, die gleich dem Exponent der genannten Potenz ist (2 in diesem besonderen
Falle) .