JP2018537812A - 細長状物を被覆するための方法、ケーブル、該方法のための装置、該装置の制御方法およびコンピュータプログラム製品 - Google Patents

Abstract

本発明は、細長状物にシースを被覆形成する方法、特にケーブルを製造するための方法であって、硬化可能な材料からなる浴を有する装置に細長状物が供給され、この浴で被覆形成領域が形成され、この被覆形成領域内で、硬化可能な材料の少なくとも一部が少なくとも１個の露光源によって硬化され、細長状物が浴を通って搬送方向に搬送され、それによって硬化した材料が細長状物上に配置され、かつ細長状物上のシースとしてこの細長状物と共に浴から外に搬出される。本発明はさらに、ケーブル、この方法のための装置、該装置の制御方法、およびコンピュータプログラム製品に関する。

Description

本発明は、特にケーブルを製造するための方法、このようなケーブル、該方法のための装置、該装置の制御方法およびコンピュータプログラム製品に関する。

ケーブルを製造するために、基本的な押出方法が知られている。この押出方法の場合、押出ヘッドに供給される細長状物上に、シースが押出被覆される。そのために必要な材料は押出機を経て押出ヘッドに提供される。押出方法は一般的に製造速度が高いという利点があるがしかし、シース、特にその形状および輪郭を造形する可能性が小さい。

特に複雑な構造を作るために、３Ｄ製造方法を用いることができる。この製造方法は作るべき対象の形の造形可能性が高いという利点がある。例えば米国特許第５，２３６，６３７号明細書に、立体石版システムが記載されている。このシステムによって、三次元物体が液状材料から、露光によって複数の上下に重ねた層を徐々に硬化させることにより層状に製造される。このような方法はしかし、どんな場合でも上記の押出方法と比べて製造速度が遅いので、通常は迅速な試作の分野で使用され、大量生産またはエンドレス生産には条件付きでしか適していない。

それに対して、きわめて高速な３Ｄ製造方法が例えば米国特許出願公開第２０１５／００９７３１６号明細書に記載され、層状製造の代わりに連続的な製造を可能にする。そのために、硬化すべき材料内に薄い被覆形成領域を形成することになる２つの勾配の重ね合わせが使用される。この場合、露光による硬化を範囲毎に防止する抑制剤を材料内に取り込むことが重要である。

米国特許第５，２３６，６３７号明細書 米国特許出願公開第２０１５／００９７３１６号明細書

この背景をふまえて、本発明の課題は、シースを備えた細長状物を被覆するための、特にケーブルを製造するための改善された方法と、それに適した装置を提供することである。その際、シースはできるだけ自由に造形可能であるべきであり、同時にできるだけ高い製造速度を達成すべきである。さらに、このようなシースを備えたケーブル、装置のための適切な制御方法およびコンピュータプログラム製品を提供すべきである。

この課題は本発明に従い、請求項１に記載の特徴を有する方法によって解決される。有利な実施形、発展形態および変形は従属請求項の対象である。課題はさらに、請求項２９に記載の特徴を有するケーブル、請求項３１に記載の特徴を有する装置、請求項３２に記載の特徴を有する制御方法および請求項３３に記載の特徴を有するコンピュータプログラム製品によって解決される。その際、方法に関連する上記の実施形と利点は同様に、ケーブル、装置、制御方法およびコンピュータプログラム製品にも当てはまり、逆もまたそのとおりである。コンピュータプログラム製品は、コンピュータにインストールされているときに制御方法を自動的に実施するように形成された、それぞれ実施可能なプログラムを含む物理的な情報担体または情報である。

方法は特にケーブルを製造するためにおよび一般的には細長状物を被覆するために役立つ。その際、細長状物にシースが被覆形成され、そのために、硬化可能な材料からなる浴を有する装置に細長状物が供給され、この浴では被覆形成領域が形成され、この被覆形成領域内で、硬化可能な材料の少なくとも一部が少なくとも１個の露光源によって硬化され、細長状物が浴を通って搬送方向に縦に搬送され、それによって硬化した材料が細長状物に配置され、かつ細長状物上のシースとしてこの細長状物と共に浴から外に搬出される。

細長状物とは一般的に、シースのための支持材料または支持体を形成する、細長く延びた、特に可撓性の要素であると理解される。細長状物は例えばケーブルとしてまたはケーブルの部分構造体として、例えばケーブル芯、１本または複数本の導体または複数本の芯線として形成されている。さらに、細長状物とは、ケーブルであると理解され、このケーブルは他の機器にケーブルを連結するために連結要素、例えばプラグを備えることができる。用語「被覆部」または「シース」とは、少なくとも部分的に行われる材料被覆形成部、特に区間毎のまたは不完全な材料被覆形成部、部分的な被覆部または完全な被覆部であると理解される。用語「浴」とは、実質的に液状の媒体であると理解される。

本発明は特に、米国特許出願公開第２０１５／００９７３１６号明細書に記載された方法によって高い製造速度を達成可能であり、それによって原理的には数メートルまたはキロメートルの範囲の長い長さを経済的にかつ適切に製造することができるという観察に基づいている。中心思想は特に、この方法を個々の独立した構造体を製造するためにのみ使用することではなく、その代わりにこのような構造体を被覆形成する半製品を供給することにある。被覆形成される構造体と組み合わせた半製品は、完成した対象を形成するかまたはそれ自体他の方法のための半製品を再び形成する。エンドレス製造および高い製造速度の可能性との組み合わせにおいて、被覆形成された構造体としてのシースによる、半製品としての細長状物の本発明に係る被覆が特に有利である。それによって、ここで提案した方法は一方では、シースを形成する際のきわめて高い造形性およびデザイン自由度を可能にし、同時に経済的な製造速度を可能にする。この経済的な製造速度はさらに、大量生産を可能にし、これは特にケーブルとの関連で有利である。

本発明に係る方法の場合、細長状物が浴を通って搬送される間、硬化可能な材料が被覆形成領域で硬化することにより、シースは硬化可能な材料から連続的に被覆形成される。それによって、シースは搬送方向に細長状物に沿って成長する、すなわち細長状物の縦方向にこの細長状物上に被覆形成されるかまたは付け足される。この意味では、押出方法にある程度似ている。すなわち、先ず最初は液状または粘性の材料が細長状物に近づけられ、そこで硬化されるという点で似ている。しかし、押出方法と異なり、シースの成形および硬化が同時に、すなわち露光源を用いた露光によって行われる。成形はさらに、押出方法のように、開口部によって物理的に空間を制限することによって行うのではなく、露光源によって発生した露光パターンによって、被覆形成領域の所望な範囲においてのみ適切に露光および硬化することによって行う。さらに、材料を供給するために押出機は不要であり、その代わりにシース用材料は浴を介して提供される。同時の成形および硬化は、例えば浸漬浴による被覆形成とも異なっている。この浸漬浴による被覆形成の場合には、細長状物が浸漬浴を通って案内され、それに続いて初めて、すなわち浸漬浴を出た後で硬化される。

それによって、本発明に係る方法は、石版方法にある程度似ている。しかし、シースの不連続の層状の被覆形成ではなく、搬送方向への連続的または少なくともほぼ連続的な被覆形成が行われる。細長状物は特に、浴と被覆形成領域を通って連続的に搬送される。特にシースの連続的な被覆形成方法と付け足す際の自由な造形性に基づいて、方法は付加的な押出とも呼ばれる。

シースが構造化された被覆部として形成されていると有利である。きわめてフレキシブルな方法および特に露光時の広い造形余地に基づいて、ほとんど任意の複雑な構造体を細長状物用シースとして製作することできる。このような構造は従来の方法、例えば押出方法、射出成形法または突き出し法によっては製作できない。三次元被覆部またはコーティングとしてのシースは例えば機能性および／または視覚的な印象に関して自由に造形可能であり、アンダーカットや複雑な機能も簡単にかつ少ない製作コストで具現化することできる。特に、方法は大量生産または流れ作業式生産のためにも単一品生産または試作品生産のためにも適している。

硬化可能な材料は硬化のために露光される。その際、露光の方法は選択された材料に依存する。適当な実施形では、材料はＵＶ放射線による露光によって硬化可能、特に重合可能、すなわち網状結合可能である。その代わりに、例えばレントゲン放射線またはマイクロ波放射線のような他の電磁放射線を使用してもよい。硬化可能な材料が連続的に硬化可能であることが好ましいので、露光の時間と強さを調節することによって材料の硬さ、すなわち網状結合の程度が調節され、これによりシースが露光に応じていろいろな特に機械的な特性で形成される。

一般的に、材料は露光される範囲だけが硬化される。露光源から供給される適切な露光パターンの選択によって、シースのほとんど任意の構造および横断面形状を発生することができる。露光源は例えば、露光パターンを浴に投射するプロジェクタである。その代わりに、照明手段、例えば照明ランプまたは光導体と、マスキングまたは結像レンズとの組合せを露光源として使用することができる。露光源はさらに、放射線を適切な経路で浴に案内するために、方向変更要素、例えば鏡を備えることができる。１個または複数のレーザまたはレーザスキャナも基本的には露光源として適している。

シースが構造体として特に積層しないで、すなわち連続的に細長状物に被覆形成されると有利である。それによって、細長状物上での材料の付着が大幅に改善される。さらに、方法は完全に自動化可能であり、インラインプロセスとして上位の製造方法で用いることができる。方法はさらに、きわめて簡単に発展形成可能であり、いろいろな製造プロセスおよび製造要求に適合させることができる。実施形では、方法はさらに、多重に続けて使用されるので、方法によって被覆された細長状物は、他のシースを形成するために、新たに方法に供給される。これにより、きわめて高い造形性を有する全体シースが製造される。

方法は、シースとしての対称および非対称の三次元構造体を、細長状物の表面に有利に形成することができる。この細長状物は同様に、その縦軸線に関して対称または非対称の幾何、特に横断面幾何を有する。例えば細長状物としての円形導体、棒状導体または撚り導体または光ファイバの場合のような、ほぼ対称で、特に円形である幾何が有利である。しかし、例えば偏平導体または角張った横断面幾何または上記の例の組合せ、特に束ねられた細長状物の幾何も考えられ、かつ適している。

シースは既述のように、被覆形成領域内での特に連続的な硬化によって、細長状物上に被覆形成される、すなわちこの細長状物上に成形される。その際、被覆形成領域は、浴に抑制剤を入れることにより、浴の部分範囲として形成される。この抑制剤は抑制剤流入方向に抑制剤−勾配を発生し、この抑制剤−勾配に沿って材料の硬化可能性が弱くなる。この抑制剤−勾配には、露光源によって露光が重ね合わされ、それによって薄い層、すなわち約０．０１〜１００μｍの薄さの層が被覆形成領域として生じる。この層内では、抑制剤の濃度は硬化を可能にするのに十分なほど小さく、そして層内では同時に、露光が実際の硬化を生じるのに十分な強さである。浴への抑制剤の供給と露光を適切に調節することにより、被覆形成領域が具体的に形成される、すなわち特にその厚さと浴での位置が調節される。

有利な実施形では、細長状物はケーブルのコアである。細長状物は好ましくは電気的または光学的な伝導要素であり、特に導体またはワイヤ、あるいは特に撚り導体である。細長状物は一般的に、ケーブルシースとしてのシースによって取り囲まれるかまたは被包されるケーブル芯を形成する。その際、シースは必ずしも全周にわたって連続するようにまたは中実に形成する必要はなく、有利な変形例では特にシースの機械的、電気的または他の特性を調節するために、切欠きや中断部を備えている。有利な変形では、シースはさらに、異なる特性を有する異なる縦方向区間を有する。その代わりに、細長状物は特にシースを備えたケーブル、被覆される導線または芯線である。細長状物としては基本的には、光ファイバまたはホースも適している。

方法の場合、細長状物が適当な保管支持システムおよび再使用支持システムを経て供給され、シースを被覆形成した後で収容されると合目的である。細長状物は例えばドラム上に貯蔵され、ドラムから巻き戻され、そして浴に搬送される。被覆された細長状物は硬化後、浴から外に搬出され、例えば再び他のドラムに巻き取られて貯蔵される。供給された細長状物および最終製品、すなわち被覆された細長状物がどのように形成されているかに応じて、代替的にあるいは上記のドラムと組み合わせて、供給される細長状物および／または被覆された細長状物を貯蔵するために、コンベヤベルトおよび／または収容容器または収容シャフトが使用される。他の代替例では、被覆された細長状物が規格化加工プロセスまたは他の加工部に直接供給される。

有利な発展形態では、特に方法のスタート時、しかも方法の間においても、被覆形成領域に対する細長状物の最適な位置決めを調節および保証するために、支持システムが位置決め装置を備えている。そのために、例えば離隔距離測定システムまたは近接センサが使用され、一般的には好ましくは細長状物の位置を検出するために非接触作動センサによる非接触式測定法が使用される。

さらに、支持システムが細長状物を搬送するための制御システム、すなわち特に搬送速度を制御または調整するための制御システムを備えていると合目的である。有利な実施形では、例えば細長状物の所定の縦方向区間だけがシースを備え、他の縦方向区間がシースを備えないようにするために、搬送速度が区間毎に異なるように調節される。シースを備えていない縦方向区間はより速く搬送される。例えば所定の縦方向区間を被覆形成領域を経て複数回案内するために、一般的に搬送方向の逆転が考えられ、かつ適している。

運転中通常は、浴には複数の領域が形成される。すなわち、抑制剤が材料の硬化を防止するような濃度で存在する停滞領域または硬化不可能な領域、硬化可能な材料が露光によって硬化可能である普通領域または硬化可能な領域、および停滞領域と普通領域の境界範囲内に配置された被覆形成領域が形成される。この被覆形成領域では、硬化可能な材料が硬化のために場所選択的に露光される。その際、普通領域と停滞領域は必ずしも互いにはっきりと画成されないで、浴内での抑制剤の不均質な分配および濃度によって定められる。被覆形成領域は実質的に抑制剤の所定の濃度によっておよび露光源による露光によって定められる。

浴は通常、容器内に貯えられている。有利な実施形では、容器は穴を有し、細長状物がこの穴を通って浴に供給される。この場合、容器は例えば浅い槽または皿であり、底と側方の囲壁を備えている。この底と囲壁は開放した中空室を形成し、この中空室には、浴を形成するために硬化可能な材料が供給される。硬化可能な材料の供給は例えば適当なコンテナを介して行われ、このコンテナは容器に通じる適当な出口または容器との適当な接続部を備えている。細長状物を浴に入れることができるようにするために、容器は穴を有し、特に浴の充填状態でこの穴が浴によって覆われているので、細長状物は容器内に入る際に浴内に直接搬送される。特に、穴が容器の底に穿設されているので、変形では搬送方向は底に対しておよび特に浅い浴の延設平面に対してほぼ垂直である。それによって、硬化領域までの浴の通過距離が非常に短くなる。

細長状物が穴と被覆形成領域を通って同じ方向に、すなわち搬送方向に搬送されると有利である。穴が特に細長状物の横断面輪郭に適合しているので、まだ液状である硬化可能な材料が穴から失われる量は少ない。

その代わりに、穴を有していない実施形が合目的である。この実施形の場合、細長状物は適当な方向変換機構を介しておよび特に容器の開放した側部または上側を経て浴内に搬送される。簡単な例示的な実施形では、容器の底に方向変更ローラが取付けられているので、細長状物は例えば側方から斜めに浴に入り、先ず最初に普通領域を通過し、そして停滞領域内で方向を変更し、最後に下側から浴と被覆形成領域を通過する。

穴に案内要素が配置され、この案内要素を通ってまたは案内要素によって細長状物が浴内へ搬送され、容器が穴の範囲において案内要素によって封止されると有利である。それによって、案内要素は特に、細長状物の直径と穴の直径の差を補償する働きをし、材料が潜在的に流出し得る漏れ個所の形成を防止する。それによって、案内要素は変形では同時に封止部材であるかまたは少なくとも封止機能を発揮する。

案内要素が隔膜および／または案内スリーブおよび／または弁および／またはフラップ弁を備えていると有利である。変形では、案内要素はこれらの要素の１つからなっている。案内要素は特に、できるだけ最適な封止作用を達成するために、縦方向に変化する細長状物の周囲輪郭に適合するような可撓性を有する。第１変形では、案内要素は案内スリーブ、特に剛性のある案内管または特に撓曲可能な案内ホースであるかあるいはこのような案内スリーブ、このような案内管またはこのような案内ホースを備えている。このような案内要素は好ましくは容器を通って浴の始端まで延在し、浴内には達していない。第２変形では、案内要素は隔膜であるかあるいはこのような隔膜を備えている。この場合、細長状物は隔膜を通って搬送され、隔膜は細長状物の表面に自動的に的確に接触し、穴を封止する。第３変形では、案内要素は弁であるかあるいはこのような弁を備えている。この弁が逆止弁または心弁膜のように形成され、特に一方向にのみ、すなわち搬送方向にのみ通過を可能にすると合目的である。第４変形では、案内要素はフラップ弁であるかあるいはこのようなフラップ弁を備えている。フラップ弁は、細長状物が穴を通って搬送されない場合には、穴を閉鎖し、細長状物が挿入されるときには穴を開放する。案内要素の他の適当な変形は、上記の変形の組合せによって生じる。例えば容器に動かぬように取付けられた案内スリーブと、隔膜または心弁膜に似た隔膜との組合せが非常に適している。

細長状物と案内要素の間に中間室が形成され、硬化可能な材料を押しとどめるために、中間室内で支持媒体によって動圧が発生させられると有利である。この実施形は特に上述の案内要素との組合せに適している。浴とは反対の容器の側で、すなわち外側から、支持媒体が案内要素に流入し、それによって逆圧を形成する。この逆圧は液状の硬化可能な材料が通過するのを案内要素が防止する。その際、材料が押しとどめられ、同時に支持媒体が浴内に流入しないように、すなわち浴と支持媒体との間で力の釣り合いが生じるように、動圧が調節されると合目的である。

支持媒体としてのガスまたは液体（液状媒体）が搬送方向に向かって中間室内に流入させられると有利である。換言すると、ガス状または液状の支持媒体が搬送方向に向かって中間室内に流入させられる。第１変形では、支持媒体として抑制剤、すなわち特に酸素が使用される。第２変形では特に、不活性媒体が使用される。この不活性媒体は硬化可能な材料と反応せず、および／または硬化に悪影響を与えないので有利である。第３変形では、同時に細長状物の表面の前処理のために用いられる媒体が使用される。

容器が半透性の壁部を有し、この壁部を通って特にガス状抑制剤を浴に入れることにより、被覆形成領域が形成されると有利である。半透性の壁部は特に容器の底であるかまたはその一部である。浴は薄い液体層として壁部上に配置され、それによって下側から抑制剤が供給されるので、上方に向かって低下する抑制剤−勾配が形成される。この場合、停滞領域は浴の底に形成される。特に、穴が壁部に穿設されている。

特に、露光は壁部を通って行われる。すなわち、露光源は外側から壁部を通って浴内に放射する。その際、露光は１つの放射方向で行われる。この放射方向は浴内では抑制剤−勾配の方向にほぼ一致している。すなわち、特に壁部内の屈折に基づくずれを回避するために、放射線は好ましくは壁部を通って垂直に照射される。露光が搬送方向にあるいは搬送方向に対して斜めに行われると合目的である。基本的には、壁部に対して斜めの照射も考えられ、適している。この照射の場合、露光源の位置決めおよび配向時のずれおよび／または露光パターンの配置時のずれを考慮すると合目的である。しかし一般的には、放射線が浴を通って伝播する際に通常は弱まるので、所望な被覆形成領域までの距離ができるだけ短いと有利である。特に、できるだけ薄い被覆形成領域を得るためには、停滞領域を経て浴内に放射線を照射することが必要である。というのは、反対向きの露光の場合、放射線が先ず最初に普通領域内で意図せずに多くの材料を硬化させるからである。しかし、停滞領域を経て照射する場合には、最初に硬化が抑制剤によって妨害される。特に、放射線が浴を経ての伝播に基づいて十分に弱まることにより、被覆形成領域の背後の硬化が防止される。

可能な実施形では、壁部がほぼ平らにおよび搬送方向に対して垂直に延在している。有利な代替実施形では、壁部が搬送方向に対して斜めに延在している。すなわち、搬送方向に対して垂直でも平行でもなく、特に約３０〜６０°の角度で延在している。その際、ここで搬送方向は被覆形成領域の範囲内の搬送方向である。この場合、露光が壁部に対してほぼ垂直に、すなわち搬送方向に対して斜めに行われると有利である。換言すると、硬化可能な材料は好ましくは、露光源を用いて壁部を通っておよび搬送方向に対して斜めに露光されることにより硬化される。代替的に、露光は搬送方向に対して斜めにのみ行われる。この実施形は特に、細長状物および／または案内要素が場合によっては露光源の不利な遮光もたらし、細長状物の表面の重要な範囲において事情によっては最適な露光、ひいては材料の硬化が不可能であるという思想に基づいている。搬送方向に対して斜めの露光によって対策が講じられるので、露光源は搬送方向および細長状物の縦軸線方向に配向されないで、細長状物に対して側方に配向される。上述のように、材料を通る放射線の距離をできるだけ短くするために、壁部が細長状物および搬送方向に対して斜めに配置されると合目的である。

適切な実施形では、壁部が搬送方向に対して垂直に延在し、露光源が細長状物に対して偏心して配置されている。「偏心して」とは特に、露光源が所定の大きさおよび寸法を有し、細長状物の縦軸線に沿って配置されていない中心がこの縦軸線に対して半径方向にずれていることであると理解される。その代わりにあるいはそれに追加して、露光源が斜めに配置され、搬送方向に対して平行ではない放射方向を有する。

壁部が搬送方向に対して回転対称に、特に錐面に沿って延在し、かつ尖端部を形成し、この尖端部を通って細長状物が浴内に搬送されると有利である。その際特に、穴と場合によっては案内要素が尖端部に配置されるかまたはこの先端部を形成している。壁部は回転対称の中空室を取り囲み、この中空室内に浴が配置されている。壁部を経て、すなわち錐面を経て、抑制剤が入れられるので、例えば錐面状の壁部の場合、錐面状の停滞領域が生じる。壁部に対して垂直な露光によって、被覆形成領域も錐面状である。一般的に、被覆形成領域は壁部の延長に続いている。さらに、回転対称の実施によって、搬送方向に対して斜めのおよび壁部に対して特に垂直な露光がきわめて簡単に実施可能である。他の利点は特に搬送方向に対して斜めの被覆形成領域によって生じる。それによって、シースが細長状物の所定の縦方向位置で順々に内側から外側に形成され、搬送方向に対して垂直に配向された被覆形成領域の場合のように同時に形成されない。それによって特に、シースの機械的強度が大幅に改善される。その代わりに、好ましくはそれに追加して、露光源が搬送方向に対して回転対称である。壁部に対してなされる実施は、露光源についても同様に当てはまる。

硬化可能な材料が複数の露光源によって異なる方向から露光されると有利である。複数の露光源を有するこの実施形は、上述の斜めの露光に特に適しているので、複数の方向から露光が行われる。この場合、それぞれの露光パターンが合計で所望な露光パターンを正確に生じ、特に異なる方向からの放射線の重なりによってどんな遮光でも補償される。

変形では、方法の最適化のために、フィードバックを有する光学式センサシステムが使用される。

実施形に応じて、細長状物は多少複雑な周囲輪郭を有する。この場合、「周囲輪郭」とは、ここでは特に、細長状物の縦方向に対して垂直な横断面内の縁取り部を意味する。好ましくは露光源によって露光パターンが発生させられ、この露光パターンは周囲輪郭に適合するので、特に細長状物の表面での硬化可能な材料の最適な硬化が達成され、シースが細長状物に最適に連結されるかまたはこの細長状物に結合される。

変形では、周囲輪郭が細長状物に沿って変化し、細長状物が浴を通って搬送される間、露光パターンが変化する周囲輪郭に適合させられる。これは例えば露光源としてのプロジェクタの場合に、ビデオの再生によって達成される。すなわち、一般的に時間的に変更可能な露光パターンが使用される。この露光パーンは細長状物の搬送速度と組み合わさって、細長状物に沿った変更された露光を生じることになる。そのためにさらに、変化するマスキングまたはスキャナまたは可動の露光源の使用が考えられる。

細長状物としての撚り線または撚り導体の場合、周囲輪郭への適合が特に重要である。この撚り線または撚り導体の場合通常は、複数のワイヤを互いにねじるので、全体としてねじれたまたはらせん状の形の表面が生じる。この場合特に、露光源を細長状物と相対的に搬送方向の回りに回転させることにより、露光パターンが周囲輪郭に有利に適合させられる。これは、ねじれた形の表面の場合、この表面に関して、縦方向の並進が回転に対して均等であるという認識に基づいている。露光パターンをあたかも回転する周囲輪郭に適合させるために、露光パターンを連続して変更する代わりに、露光源が搬送方向と相対的に細長状物の回りに簡単に回転させられ、それによってねじれた表面に追従するので、少なくとも細長状物の表面の範囲内での露光パターンの絶え間のない適合はもはや不要である。

硬化可能な材料を露光パターンによって、好ましくは時間的に変化する露光パターンによって露光することにより、シースが搬送方向に変化するシースとして形成されると有利である。縦方向に変化するこのようなシースを形成するために、露光パターンが時間的に変化すると合目的である。この変化は特に搬送速度に依存して行われる。方法の分解能、すなわち特に縦方向においてシースを形成する場合の考えられる詳細度合いは特に露光源の繰り返し速度、すなわち露光パターンの変化を生じる速度に依存する。高い分解能は、低下した搬送速度によって達成可能であり、できるだけ速いプロセスの意味ではもちろん、露光源ができるだけ高い繰り返し速度を有することが有利である。搬送速度はさらに、硬化速度を実質的に決定する。この場合、硬化速度は供給される（光）エネルギによって影響を及ぼすことができる。

適当な実施形では、いろいろな硬化可能な材料を使用することにより、シースが搬送方向に変化するシースとして形成される。いろいろな材料は例えば異なる速さで硬化するかまたは硬化後異なる硬度を有するので、異なるシース区間を有するシースが形成される。この異なるシース区間は異なる特性、例えば異なる硬さまたは撓曲性を有する。

細長状物が浴内に搬送される前に、細長状物が前処理部内で処理され、好ましくは洗浄されると有利である。一般的に、後続の被覆形成および硬化の際の浴からの材料の改善された付着のために、前処理部内で特に、細長状物の表面の準備が行われる。このような前処理は、材料の結合を改善するために、例えば表面の清掃または付加的な接着剤の塗布または三次元付着構造体または接着構造体を含んでいる。その際、改善された結合は特に、例えば接着剤によって化学的におよび／または例えば付加的な表面構造体によって機械的に達成される。変形では、前処理部において犠牲的構造体が被覆形成される。この犠牲的構造体は続いてシースの形成後、例えば融解によって再び除去される。有利な実施形では、細長状物は前処理部で加熱される。

その代わりにまたはそれに追加して、細長状物が前処理部において前処理媒体または前処理浴を通って適切に案内される。

合目的な発展形態では、前処理媒体または前処理浴によって、滑りコーティング、分離コーティングまたはオイルコーティングが細長状物上に被覆形成される。これによって特に、後の接触のための絶縁材料取り除きが容易になる。

硬化可能な材料が搬送方向および／または半径方向において区間毎に異なる強さで露光および硬化され、それによって異なる特性を有する複数のシース区間が形成されると有利である。これは、材料の異なる硬化、特に異なる網状結合度合いが異なる機械的、化学的、物理的および／または電気的特性につながるという認識、すなわち特性が制御された硬化、すなわちここでは適合された露光時間によって調節可能であるという認識に基づいている。例えばゆっくりした露光の場合、強い網状結合が達成され、対応するシース区間は曲げ弾性が弱い、すなわち剛性が高まり、特に機械的な頑丈性が高まる。あまり硬化していないシース区間は曲げ弾性がある。その際、いろいろなシース区間を、半径方向に、すなわち細長状物の縦方向に対して垂直に重ねて配置することができ、および／または縦方向に、すなわち続けて配置することができる。

シースを備えた細長状物が浴の後で後処理部に供給されると有利である。その際、例えばその前に細長状物に取付けられた保持要素が取り外される。その代わりにまたはそれに追加して、被覆された細長状物が洗浄される。その代わりにまたはそれに追加して、例えばシースがケーブルドラムに巻き取るのに適していない場合には、被覆された細長状物が規格化加工される。

有利な変形では、異なる特性を有する複数のシースを区間を形成するために、後処理が区間毎に変化する。適切な実施形では、シースを区間毎にさらに硬化し、それによって異なる曲げ弾性を有する複数のシース区間を形成するために、区間毎に例えば熱処理が行われる。後処理の範囲内で、後からの追加の照射を行うこともできる。

浴が特に搬送方向に層をなして配置された、硬化可能な複数の異なる材料からなり、被覆形成領域を硬化可能な異なる材料内で時間的に順々に形成することにより、シースが区間毎に異なる材料から形成されると有利である。そのために、容器を１個だけしか必要としないので有利である。すなわち、異なる材料は特に層をなして配置される。

適切なプロセスガイド、特に光源および／または抑制剤の制御によって、シース範囲が異なる材料で形成される。この場合、シースの材料は半径方向におよび／または軸方向に変化する。

複数の異なる材料を有する浴は、先ず最初に１つの材料を取り出すかまたはポンプで搬出し、そして他の材料を充填するように実現可能である。複数の材料層を有する浴は、より高い製造速度を可能にする。浴への抑制剤の挿入を制御することにより、被覆形成領域は特に搬送方向におよび材料層の積層方向にスライド、移動するかまたはずれる。従って、材料の１つを硬化のために選択することができる。例示的な実施形では、被覆形成領域が先ず最初に第１材料層内にセットされ、細長状物が浴を通って搬送され、第１シース区間が第１材料で被覆形成される。その後、被覆形成領域が第２材料層に移動させられ、その際細長状物の搬送が場合によっては停止される。続いて、第２シース区間が第２材料で形成される。両シース区間はこの例では縦方向に連続して配置されている。変形では、細長状物が第１シース区間を形成した後で後退させられ、そして第２シース区間が第１シース区間の上に被覆形成される。異なる材料は、硬化した状態で、例えば機械的、電気的、化学的および／または物理的特性が異なるので、区間毎に必要に応じて適合されたシースが形成される。これは例えば、縦方向に沿って、異なる周囲条件とシースに対する要求を有する異なる周囲を通過するケーブルの場合に重要である。

シースを被覆形成する前に、細長状物の設定された縦方向位置に、保持要素が取付けられると有利である。この保持要素はシースの形成のためのスタート点として使用される。保持要素は材料案内要素とも呼ばれる。この保持要素は特に、例えば化学的に融解または取り外し可能であり、そして特に方法の開始時に主としてシースのための保持個所としての働きを優先的にする。その際、保持要素は例えば板またはオーバーハング構造体である。このオーバーハング構造体は特に、細長状物の縦方向に対してほぼ垂直に延在し、この細長状物に取付けられ、特に固定されている。その代わりに、保持要素は細長状物に沿って通り抜けできるように形成されるかあるいは不連続の繰り返し縦方向位置に形成される。シースは保持要素から出発して細長状物に沿って保持要素上で成長する。それによって、保持要素は特に、浴からシースを引き出すためおよび細長状物に対するシースの結合がまだ十分ではない場合、付加的な機械的支持のために役立つ。保持要素の大きさと構造は、細長状物に対する特に硬化した材料の付着に関連して適切に選択される。保持要素が犠牲的構造体として形成され、シースの製造と取り外されると合目的である。

次に、図に基づいて本発明の実施の形態を詳しく説明する。

細長状物を被覆するための装置を示す。 細長状物を被覆するための代替的な装置を示す。 細長状物を被覆するための代替的な装置を示す。 異なる材料で細長状物を被覆するための方法ステップを示す。 異なる材料で細長状物を被覆するための方法ステップを示す。

図１には、細長状物４を被覆するための装置２が非常に簡略化して示してある。この細長状物４は例えば導電体である。装置は容器６を備えている。この容器内には、硬化可能な材料１０からなる浴８が入れられている。この硬化可能な材料は露光源１２によって硬化され、細長状物４にシース１４として配置される。ここで用いた方法は特に、連続的であるという特徴がある。すなわち、シース１４が連続的に形成され、浴８から搬送方向Ｆに細長状物４の縦軸線の方へ連続的に被覆形成される。

シース１４を形成するために、浴８にはいろいろな領域１６、１８、２０、すなわち停滞領域１６または硬化可能ではない領域、硬化可能な材料１０が露光によって硬化可能である普通の領域１８または硬化可能な領域および停滞領域１６と普通の領域１８の間の境界範囲内に配置され、硬化可能な材料１０が硬化のために場所選択的に選択露光される被覆形成領域２０が形成されている。停滞領域１６では、露光にもかかわらず硬化は行われない。なぜなら、硬化を防止する抑制剤２４、ここでは酸素が半透性壁部２２を経て浴８内に流入するからである。その際、搬送方向Ｆに抑制剤−勾配が形成されるので、抑制剤２４の濃度は壁部２２のところから低下し、そして所定の離隔距離から硬化が可能である。これは被覆形成領域２０を定める。その際、普通の領域１８と停滞領域１６は必ずしもはっきりと区分けされず、浴８内での抑制剤２４の不均質の分布および濃度によって定められる。被覆形成領域２０は実質的に抑制剤２４の所定の濃度と、露光源１２による露光とによって定められる。露光は図１において同様に搬送方向Ｆに行われる。材料１０は容器２６から浴８に供給される。図示した容器２６から、異なる２つの材料を供給することもでき、そしてこの材料は例えば互いに混合されるかまたは図４ａと図４ｂに基づいて説明するように、異なる材料からなる成層構造体のために用いられる。

細長状物４は搬送方向Ｆに浴８を通って縦方向に搬送される。同時に、露光と、ひいてはシース１４の形成が被覆形成領域２０内で行われる。シース１４の成長のためのステート点として、細長状物４の一定の縦方向位置に、保持要素２８が取付けられている。この保持要素は最初はシース１４の機械的な安定化のために役立ち、そして後に後処理の範囲において溶かすことによって取り外される。図１からはっきりと判るように、シース１４は複雑な三次元構造体として製作される。その際、シース１４の構造は実質的に露光によって、正確に言うと露光源１２から発生させられる露光パターンによって決まる。この露光パターンは時間的および／または空間的に変化し、それによって搬送方向Ｆへの搬送と組み合わさって、ほとんど任意の構造体が細長状物上に被覆物として形成される。

図２は装置２の変形を示している。この変形は支持システム３０を備え、この支持システムによって細長状物４は先ず最初に繰り出され、浴８に供給され、続いて被覆形成後、例えば洗浄、規格化加工等のために後処理部に供給される。この場合、支持システム３０は浴８を通る細長状物４の搬送速度を制御するために制御ユニット３２を備えている。この制御ユニット３２は図２において特に、距離測定システム３６を用いて、穴３４に対して細長状物４を配向する働きもする。この穴を通って細長状物４が浴８内に案内される。さらに、材料供給制御装置３８によって、異なる材料１０を装置２に供給することができ、この材料を再び取り出すこともできる。

図２の装置はさらに、案内要素４０を備えている。この案内要素によって、細長状物４は壁部２２を通って浴８内に案内される。この場合、案内要素４０は同時に、液状の硬化可能な材料１０が穴２４を通って流出するのを防止する。案内要素４０は図２では案内スリーブとして形成され、穴２４に挿入され、そして浴８の底から、すなわち壁部２２の内面から出発して外へ延びている。従って、細長状物４は案内スリーブから出る際に、先ず最初に停滞領域１６に入り、この停滞領域を通過し、そして最後に被覆形成領域２０に達する。

材料１０が細長状物４の傍らで案内要素４０を通過して流出するのを防止するために、支持媒体４２を搬送方向Ｆに流入させることにより、案内要素４０内に動圧が発生させられる。この支持媒体は材料１０を押しとどめる。図２では、支持媒体４２として抑制剤２４が使用される。動圧はガス圧制御装置４４を介して調節される。

図２はさらに、図１の直接照明の代わりのもの、すなわち露光源１２を示している。この露光源はマスクまたは結像レンズ４８と組み合わせられた照明ランプ４６である。

図３は装置２の他の変形を示す。この変形の場合、壁部２２は細長状物４の搬送方向Ｆおよび縦軸線に対して斜めに延在している。その際、壁部２２は搬送方向Ｆに対して回転対称に配置され、錐面を形成している。この錐面内に浴８が配置されている。この実施形ではさらに、露光が複数の方向から、それぞれ壁部２２に対して垂直に、すなわち搬送方向Ｆに対して斜めに行われる。抑制剤２４も錐面状壁部２２を経て流入するので、全体として停滞領域１６と被覆形成領域２０がそれぞれ錐面状に形成されている。それによって、露光源１２が細長状物４および／または案内要素４０によって遮光され得るという問題が回避される。

図４ａと図４ｂはそれぞれ、異なる材料１０ａ、１０ｂからなる異なるシース区間１４ａ、１４ｂを備えたシース１４を形成する際の方法ステップを示している。両材料１０ａ、１０ｂは層をなし、一緒に浴８を形成している。従って、抑制剤２４の流入の制御により、先ず最初に第１材料１０ａからなる第１シース区間１４ａが形成され、続いて停滞領域１６が増大し、すなわち増大した停滞領域１６が形成され、それによって被覆形成領域２０が第２材料１０ｂからなる層内に移動する。最後に、第２材料１０ｂからなる第２シース区間１４ｂが形成される。

Claims (33)

1. 細長状物にシースを被覆形成する方法、特にケーブルを製造するための方法であって、
   硬化可能な材料からなる浴を有する装置に細長状物が供給され、この浴で被覆形成領域が形成され、この被覆形成領域内で、硬化可能な材料の少なくとも一部が少なくとも１個の露光源によって硬化され、前記細長状物が浴を通って搬送方向に搬送され、それによって硬化した材料が前記細長状物上に配置され、かつ前記細長状物上のシースとしてこの細長状物と共に前記浴から外に搬出される、方法。
2. 前記浴が容器内に貯えられ、この容器が穴を有し、前記細長状物がこの穴を通って浴に供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記細長状物が前記穴と前記被覆形成領域を通って同じ方向に、すなわち搬送方向に搬送されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記穴に案内要素が配置され、この案内要素を通って前記細長状物が前記浴内へ搬送され、前記容器が前記穴の範囲において前記案内要素によって封止されることを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. 前記案内要素が隔膜および／または案内スリーブおよび／または弁および／またはフラップ弁を備えていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記細長状物と前記案内要素の間に中間室が形成され、硬化可能な材料を押しとどめるために、前記中間室内で支持媒体によって動圧が発生させられることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
7. ガス状または液状の前記支持媒体が搬送方向に向かって前記中間室内に流入させられることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記容器が半透性の壁部を有し、この壁部を通って抑制剤を前記浴内に入れることにより、前記被覆形成領域が形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記壁部が搬送方向に対して斜めに延在していることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記壁部が搬送方向に対して垂直に延在し、前記露光源が前記細長状物に対して偏心してまたは斜めに配置されていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 前記壁部が搬送方向に対して回転対称に、特に錐面に沿って延在し、かつ尖端部を形成し、この尖端部を通って前記細長状物が前記浴内に搬送されることを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
12. 硬化可能な材料が前記壁部を通って搬送方向に対して斜めに前記露光源によって露光されることにより、硬化可能な材料が硬化されることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記硬化可能な材料が複数の露光源によって異なる方向から露光されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記細長状物が特に円形ではない周囲輪郭を有し、この周囲輪郭に適合する露光パターンが前記露光源および／または割り込ませることができるマスキングによって発生させられることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記周囲輪郭が前記細長状物に沿って変化し、前記細長状物が前記浴を通って搬送される間、前記露光パターンが変化する前記周囲輪郭に適合させられることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記露光源を前記細長状物と相対的に搬送方向の回りに回転させることにより、前記露光パターンが前記周囲輪郭に適合させることを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
17. 硬化可能な材料を露光パターンによって、好ましくは時間的に変化する露光パターンによって露光することにより、前記シースが搬送方向に変化するシースとして形成されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. いろいろな硬化可能な材料を使用することにより、前記シースが搬送方向に変化するシースとして形成されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記細長状物が前記浴内に搬送される前に、前記細長状物が前処理部内で処理されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記細長状物が前処理部内で洗浄されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記細長状物が前処理部内で加熱されることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記細長状物が前処理部内で前処理媒体または前処理浴を通って案内されることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前処理媒体または前処理浴によって、滑りコーティング、分離コーティングまたはオイルコーティングが前記細長状物上に形成されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 硬化可能な材料が搬送方向および／または半径方向において区間毎に異なる強さで露光および硬化され、それによって異なる特性を有する複数のシース区間が形成されることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 異なる特性を有する複数のシース区間を形成するために、前記シースを備えた前記細長状物が前記浴の後で、区間毎に変化する後処理部に供給されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
26. 前記浴が、特に搬送方向に層をなして配置された複数の硬化可能な材料からなっていることと、被覆形成領域を異なる硬化可能な材料内で時間的に順々に形成することにより、前記シースが区間毎に異なる材料から形成されることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
27. 前記シースを被覆形成する前に、前記細長状物の設定された縦方向位置に、保持要素が取付けられることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
28. 前記シースが構造化されたまたは滑らかな被覆部として形成されることを特徴とする請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
29. 特に複雑な形に形成されたシースによって取り囲まれた細長状物を有し、前記シースが少なくとも部分的に硬化された材料から作られて前記細長状物上に被覆形成される、特に請求項１〜２８のいずれか一項に記載の方法に従って製造されるケーブル。
30. 前記細長状物が電気的または光学的な伝達要素であり、特に導体、とりわけ撚り導体であることを特徴とする請求項２９に記載のケーブル。
31. 硬化可能な材料からなる浴を内蔵する容器と、細長状物を前記浴内に供給するための供給部、特に穴と、硬化可能な材料を硬化させるための少なくとも１個の露光源とを備えた、特に請求項１〜２８のいずれか一項に記載の方法のための装置。
32. 複数の異なるシース区間を有するシースを形成するためおよび特に硬化可能な材料に露光するために時間的に変化する露光パターンを発生するために、前記露光源が制御されることを特徴とする請求項３１に記載の装置の制御方法。
33. コンピュータにインストールする際に、請求項３２記載の制御方法が自動的に実施される実施可能なプログラムを含んでいるコンピュータプログラム製品（情報または情報担体）。

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