DK144609B - Fremgangsmaade til fremstilling af et elektrisk kabel med en vulkaniseret isolerende beklaedning - Google Patents

Description

14A609 i o

Opfindelsen angår en fremgangsmåde ved fremstilling af et elektrisk kabel, hvilken fremgangsmåde er af den i krav l's indledning angivne art.

Fra US-patentskrift nr. 3.479.419 kendes en frem-5 gangsmåde af denne art, hvor det elektrisk ledende lag udgøres af et lag af letsmelteligt metal, f.eks. bly, der påføres kablet ved dypning efter at dette i en ekstruderings-dyse er blevet forsynet med den isolerende beklædning af vulkaniserbart, men endnu ikke vulkaniseret materiale. Den 10 påførte metalkappe gives lejlighed til at størkne, inden kablet med den påsiddende metalkappe føres gennem en induktionsopvarmningsindretning, hvormed der induceres elektriske strømme i metalkappen, som derved opvarmes og afgiver varme til den isolerende beklædning og vulkaniserer denne.

15 Ved denne fremgangsmåde fjernes metalkappen til sidst, idet dens eneste opgave er at tilvejebringe opvarmningen af det vulkaniserbare materiale og at støtte dette imod deformering under vulkaniseringen, og det færdige kabel har således ikke noget ydre lag af elektrisk ledende materiale. Ved den 20 således kendte fremgangsmåde sker der - i det mindste ved overfladen af det isolerende lag af vulkaniserbart materiale, en gentagen afkøling og opvarmning, og selve dypningen i det smeltede metal indebærer at kablet bøjes ret kraftigt omkring styreruller der styrer kablet ned i og op af 25 metalbadet.

Det er på baggrund heraf opfindelsens formål at anvise en fremgangsmåde af den i krav l’s indledning angivne art, som dels er egnet til fremstilling af kabler, som på kendt måde har et permanent lag af elektrisk ledende mate-30 riale uden på den isolerende beklædning af vulkaniseret materiale, og som dels muliggør en væsentlig mere skånsom behandling af kablet under fremstillingsprocessen.

Det angivne formål opnås ved en fremgangsmåde, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved de i krav l's kende-35 tegnende del angivne foranstaltninger.

2 144609 o Således angiver krav l's afsnit d et trin, som allerede kendes fra fremstillingen af de nævnte kabler med et permanent lag af elektrisk ledende materiale uden på det vulkaniserede isoleringslag, men ikke i forbindelse med 5 den i krav l's indledning angivne teknik. Ved hjælp af den i krav l's afsnit e angivne foranstaltning udnyttes det elektrisk ledende lag, der allerede som angivet i afsnit d er blevet på-ekstruderet uden på den vulkaniserbare, isolerende beklædning, til modstandsopvarmning af denne, og 10 da den elektriske strøm til opvarmningen flyder gennem laget af elektrisk ledende materiale allerede fra det sted, hvor dette materiale befinder sig i berøring med ekstruderings-dysen, vil opvarmningen af den vulkaniserbare, isolerende beklædning blive påbegyndt, inden denne kan nå at blive 15 afkølet, og den ved vulkaniseringen opnåede forøgede stivhed vil fremkomme på et meget tidligt stadium, hvorfor risikoen for deformering er nedsat. Da laget af elektrisk ledende materiale påføres ved på-ekstrudering og ikke ved dypning, undgås de i forbindelse med dypningen omtalte 20 problemer med hensyn til bøjningspåvirkning af kablet, som derfor kan tillades at hænge ud fra dysen i en kæde-liniebue med ringe krumning, således som det er kendt fra fremstillingen af de nævnte kahLer med et permanent lag af elektrisk ledende materiale.

25 Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser den øvre del af et rørformet trykkammer til brug ved en første udførelsesform for en fremgangsmåde ifølge opfindelsen til overføring af elektrisk 30· strøm til det ledende yderlag på et gennem røret transporteret kabel, og fig. 2 den øvre del af et rørformet trykkammer til brug ved en anden udførelsesform for en fremgangsmåde ifølge opfindelsen til overføring af elektrisk strøm til 35 et gennem røret transporteret kabels yderlag.

o 3 146609 I fig. 1, der viser den øvre del af et rørformet trykkammer, er der tilvejebragt et rør 1, hvis endeområde går over i en flange og er tilsluttet et mundstykke 2 på en ikke vist sprøjtestøbemaskine. Gennem mundstykket 2 føres 5 et kabel 3 ind i røret 1. Kablet 3 omfatter en metaltråds-kerne, et tyndt, nærmest kernen liggende, halvledende lag, et tykkere isoleringslag og yderst et omkring isoleringslaget liggende, tyndt ledende yderlag. 1 røret l's væg er der anbragt én eller flere i isolatorer monterede elek-10 troder 4, 5, der ved den viste udførelsesform er udformet som bløde metalbørster, der er indrettet til at ligge an mod det ledende yderlag. Ved elektroden 4 tilføres yderlaget elektrisk strøm, der i yderlaget ledes frem mod mundstykket 2, som er jordforbundet og således fungerer 15 som en anden elektrode. Ved en hensigtsmæssigt valgt spænding og en passende afstand mellem mundstykket og elektroden kan der tilføres en optimal effekt til kabellegemet, hvorved den største effekt pr. længdeenhed opnås i området med den største modstand pr. længdeenhed, dvs.

20 nærmest sprøjtestøbemaskinen, hvor temperaturen er lavest.

Der opnås med andre ord den hurtigst mulige varmetilførsel til isoleringslaget på det tidligst mulige trin, hvilket er en væsentlig fordel ved navnlig tykke isoleringslag.

Da genopvarmningen af polymermaterialet ved tykkere lag 25 tager lang tid, kan det være fordelagtigt at placere yderligere nogle elektroder 5, hvorfra der tilføres effekt til et længere borte beliggende område, hvorved spændingen i forhold til mellemelektroden 4 må afpasses med hensyn til den modstandsværdi, der er tale om inden 30 for dette interval. Al varmeeffekten behøver ikke tilføres gennem det elektrisk belastede yderlag. Trykrørets væg kan således opvarmes udefra og skal i hvert fald være varmeisoleret, hvorved det kan forudsættes, at gastemperaturen i røret holdes ved en så høj temperatur, at 35 en vis konvektionsvarme kan overføres til kabellegemet.

144609 4

O

Temperaturkontrollen under processen kan foretages med f.eks. en optisk strålingsmåler 6, der afføler temperaturen på kablets flade og er hensigtsmæssigt anbragt nær den sidste af elektroderne, hvor temperaturen når sin 5 største værdi.

I fig. 2 er der vist den øvre del af et rørformet trykkammer 1, der er tilsluttet et mundstykke 2 på en ikke vist sprøjtestøbemaskine, hvorfra et kabel 3 af samme art som det i forbindelse med fig. 1 beskrevne 10 kabel føres ind i røret. Strømtilførslen sker via diametralt over for hinanden liggende elektrodepar 7, hvorved strømbanen forløber transversalt fra den ene side til den anden side af kabelkroppen. Til fordeling af varmen over en tilstrækkelig lang vejstrækning kræves 15 et antal yderligere elektrodepar 8 til 10 langs kablet.

Fordelen ved denne konstruktion består i, at den påtrykte spænding kan holdes betydeligt lavere som følge af de korte strømveje. På tegningen er elektrodeparrehe anbragt lodret, men med henblik på at opnå en jævnere 20 varmefordeling i isoleringslaget er det hensigtsmæssigt at anbringe hvert andet par i vandret retning.

Elektrodeindretningerne kan være udformet på flere forskellige måder. Den flade, der er indrettet til at modtage den overførte strøm, er forholdsvis højohmsk, hvor det 25 ifølge opfindelsen er fordelagtigt at inddele kontaktelementet i et antal delelementer eller en art børste, hvor hver enkel børste anvendes til overføring af en mindre del af den samlede overgangsstrøm, der derved fordeles på en passende stor flade med tilsparende lav strøm-30 tæthed. Polymerfladen er desuden ømtålelig over for tryk og revner ved høje temperaturer, hvorfor materialevalget og anlægstrykket for elektroderne må udvælges med særligt omhu. En særlig omstændighed ved den i fig. 1 antydede konstruktion er, at elektroderne 4 (samt 5) arbejder i 35 områder, hvor polymermaterialet er begyndt at danne tværbindinger og derfor har antaget mere stabile mekaniske egenskaber. Den "elektrode", der arbejder på polymerma- o 5 meo9 terialet uden tværbindinger, dvs. på et halvplastisk yderlag, dannes af sprøjtestøbemaskinen 2's mundstykke, som ikke har de samme svage materialeegenskaber.

Overføringen af den til opvarmningen nødvendige elek-5 triske strøm til det ledende yderlag kan desuden ske uden direkte galvanisk kontakt med fladen. Der kan således tilsluttes kapacitive elektroder i nærheden af yderlaget på kablet. Hvis der herved anvendes en forøget frekvens er det muligt at overføre den effektmængde, der kræves til 10 opvarmningen af polymerlaget. Elektroderne udformes da hensigtsmæssigt som ringe, der omgiver kablet. Disse ringe kan være mere eller mindre integrerede i trykkammerets væg. Den tilførte kapacitive strøm løber i dette tilfælde i hovedsagen som en kapacitiv lækagestrøm til 15 kablets metalledere, der har jordpotentialet. Varmen udvikles i det ledende yderlag ved strømmens fordeling i længderetningen fra den ringformede elektrode.

Det er endvidere muligt at tillempe teknikken til magnetisk dannet hvirvelstrømsvarme i det halvledende 20 yderlag. Også i disse tilfælde sker overføringen uden en direkte kontakt med kabelfladen. Også i dette tilfælde bør der vælges en forholdsvis høj frekvens.

Af de beskrevne fremgangsmåder til i overensstemmelse med opfindelsen at tilføre et kabel procesvarme 25 medfører den førstnævnte, longitudinale strømopvarmning den bedste effektfordeling, dvs. den højeste effekt i det koldeste område af kablet. Den kapacitive metode medfører ligeledes mere effekt i de koldere zoner. Den transversale strømgennemgang i yderlaget ved 30 diametralt anbragte elektrodepar giver derimod en lavere effekt i de koldere zoner. Dette gælder tillige den magnetiske hvirvelstrømsmetode.

En fremgangsmåde ifølge opfindelsen har endvidere et par yderligere fordele. Den nødvendige totale energi 35 bliver mindst mulig, idet varmen dannes netop i det om- o 6 144609 råde, hvor det kræves. Ekstra overføringstab forårsaget af ufordelagtige dimensions- eller konvektionskoefficienter er elimineret. Endvidere kan gasmediet i området nærmest sprøjtestøbemaskinens mundstykke holdes 5 ved en forholdsvis lav temperatur, hvilket har vist sig særlig fordelagtig til undgåelse af forøgede temperaturer i sprøjtestøbemaskinens mundstykke med materialevedhæft-ning til følge.

Claims (3)

1· Fremgangsmåde ved fremstilling af et elektrisk kabel, ved hvilken fremgangsmåde a) kablets indre dele trækkes gennem en ekstruderings- 5 dyse og derved forsynes med en isolerende beklæd ning af vulkaniserbart materiale, b) der uden på den af vulkaniserbart materiale bestående isolerende beklædning anbringes et lag af elektrisk ledende materiale, og 10 c) laget af elektrisk ledende materiale opvarmes ved hjælp af elektriske strømme, så at det afgiver varme til den af vulkaniserbart materiale bestående beklædning og derved vulkaniserer denne, kendetegnet ved 15 d) at der som laget af elektrisk ledende materiale anvendes et elektrisk ledende formstofmateriale, som på-ekstru-deres den isolerende beklædning samtidigt med eller i umiddelbar tilslutning til dennes på-ekstrudering på kablets indre dele, og 20 e) at de elektriske strømme til i det mindste den ind ledende opvarmning af laget åf elektrisk ledende materiale tilføres ved hjælp af den ekstruderingsdyse, hvormed det elektriske ledende lag på-ekstruderes, som en første elektrode, og et slæbekontakt-organ 25 eller kapacitivt organ, der står i berøring med henholdsvis er anbragt i kort afstand fra det elektrisk ledende lag på et sted, der ligger i afstand fra ekstruderingsdysen, som en anden elektrode.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 30 ved, at den elektriske energi tilføres det uden på isoleringen anbragte, ledende lag ved hjælp af elektroder, der ligger an mod dette lag.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den elektriske energi tilføres det uden på isole-35 ringen anbragte, ledende lag af kapacitiv vej ved hjælp af mindst én, fortrinsvis ringformet elektrode, der er beliggende nær det ledende lag uden at være i kontakt hermed.