DE1268817B

DE1268817B - Verfahren und Vorrichtung zum Einbetten von Draehten od. dgl. zwischen thermoplastische Schichten

Info

Publication number: DE1268817B
Application number: DEP1268A
Authority: DE
Inventors: William Dooly Bohannon Jun
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1962-02-02
Filing date: 1963-01-24
Publication date: 1968-05-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Einbetten von Drähten od. dgl. zwischen thermoplastische Schichten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbetten von Drähten od. dgl. zwischen thermoplastische Schichten, bei dem die Drähte mit den erhitzten und erweichten Schichten mittels profilierter Walzen vereinigt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In der Elektrotechnik ergibt sich bei der Herstellung der verschiedensten Artikel oftmals die Notwendigkeit, Drähte od. dgl. zwischen thermoplastische Schichten einzubetten, wobei ein genauer Abstand der zwischen die thermoplastischen Schichten eingebetteten Drähte zu fordern ist.
Bei den bisher bekannten Herstellungsweisen ist es möglich, daß sich die Drähte an einer von den Einbettungswalzen sich im Abstand befindlichen Zuführeinrichtung verschieben können. Dabei ist es bekannt, das thermoplastische Material von zwei Seiten zylindrisch um einen Draht zu formen, der in Nuten zweier sich gegenüberliegender Scherwalzen läuft. Es ist weiterhin die Einbettung von Drähten in ein verformbares Material bekannt, wobei mehr als 1800 des Drahtumfanges zunächst in dem Material eingebettet sind, indem der Leiter in einer Aussparung eines vorgeformten Materialstücks hineingezwungen wird und dann das restliche, den Draht vollständig umschließende Material aufgebracht wird.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zum Einbetten von Drähten od. dgl. zwischen thermoplastische Schichten sicherzustellen, daß der seitliche Abstand zwischen den Drähten genau aufrechterhalten bleibt. Die Erfindung besteht darin, daß die einzubettenden Drähte von einer keilförmigen Nut einer profilierten Walze an je zwei tangentialen Punkten erfaßt werden, dann die Drähte auf einen die thermoplastische Schicht tragenden erhitzten Trägerstreifen gedrückt und dabei mehr als 1800 ihrer Umfangsfläche von dem thermoplastischen Material umfaßt werden, daß darauf dieses Zwischenprodukt gekühlt wird und daß dann ein weiterer beschichteter, erhitzter Trägerstreifen mit der restlichen, noch freien Umfangsfläche der Drähte und dem ersten Trägerstreifen unter Druck vereinigt wird.
Die Erfindung besteht weiterhin aus einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch eine aus Rollen bestehende Zuführungseinrichtung für die Drähte, je eine Zuführungseinrichtung für die beschichteten Trägerstreifen, ein Paar heizbarer Walzen, von denen die eine Walze keilförmige Ringnuten aufweist und die andere Walze eine glatte Oberfläche besitzt, und ein weiteres Paar heizbarer glatter Walzen.
In ihrer weiteren Ausbildung weist die Rolle der Zuführungseinrichtung für die Drähte Ringnuten auf, die mit den keilförmigen Ringnuten der Walze einen Führungstunnel für die Drähte bilden.
Die Erfindung soll an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. In diesen zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 bis 4 Schnittansichten, die die Anordnung der Drähte während der aufeinanderfolgenden Einbettungsstufen veranschaulichen, F i g. 5 eine Seitenansicht der heizbaren Walzen mit der Zuführungseinrichtung in vergrößertem Maßstab, Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 in F i g. 5, die die Drahtführung zeigt, F i g. 7 eine der F i g. 5 ähnliche Ansicht, die eine andere Ausführungsform der heizbaren Walzen mit der Zuführungseinrichtung zeigt, Fig. 8 eine der Fig. 6 entsprechende Schnittansicht, F i g. 9 eine Schnittansicht längs der Linien 9-9 in F 1 g. 5, die die Drähte zeigt, die von den keilförmigen Ringnuten während der ersten Stufe aufgenommen werden, und F 1 g. 10 eine vergrößerte Ansicht der Fig. 9.
In F 1 g. 1 ist eine Vorrichtung zum Einbetten von Drähten od. dgl. zwischen thermoplastische Schichten dargestellt. Das fertige Kabel 10, wie es die Fig. 4 zeigt, besteht z. B. aus einer Reihe von im Abstand angeordneten Drähten, Bändern, Litzen, Twistorenll usw., die zwischen den thermoplastischen Schichten 12 und 13, z. B. aus Polyäthylen, eingelagert sind. Diese thermoplastischen Schichten sind auf Trägerstreifen 14 und 16 aus thermoplastischem Material, z. B. einem Film aus Polyterephthalat, angebracht. Wird das Kabel 10 für eine Speichereinrichtung verwendet, wird ein Magnetband wendelförmig um jeden Draht 11 gewickelt und so ein Twistor gebildet.
Bei dem Verfahren werden zur Herstellung des Kabels 10 die Drähte 11 und die beschichteten Trägerstreifen 12, 14 bzw. 13, 16 auf getrennten Wegen vorgeschoben, wie aus den F i g. 1 und 2 zu ersehen ist. Die Drähte werden dann in die thermoplastische Schicht 12 des oberen Trägerstreifens 13 so eingebettet (Fig. 3 und 10), daß sich eine Art Klauen 18 aus dem thermoplastischen Material ausbildet, die die Drähte 11 mit mehr als 1800 der Umfangsfläche der Drähte umfassen. Die so in der thermoplastischen Schicht festgelegten Drähte 11 und der obere Trägerstreifen 14 werden gekühlt und dann mit der erweichten thermoplastischen Schicht 13 des unteren Trägerstreifens 16 zusammengebracht, so daß sich die Drähtell in die thermoplastische Schicht 13 einlagern. Gleichzeitig vereinigen sich die beiden thermoplastischen Schichtenl2 und 13 der Trägerstreifen 14 und 16 und bilden das fertige Kabel 10 (Fig. 4).
Im einzelnen enthält die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung des Kabels 10 mehrere Vorratsrollen 19. Einzelne Motoren21 treiben jede Rolle entgegen dem Zug der Einbettungsvorrichtung an, um jeden Drahtll unter konstanter Spannung zu halten. Die gespannten Drähte 11 werden um eine mit glatter Oberfläche versehene Spannrolle 22 der Führungseinrichtung 23 gelegt, welche die Drähte in einer gemeinsamen Ebene hält. Die Drähte 11 laufen dann über zwei mit Ringnuten versehene Spannrollen24 und 26, die die Drähte nebeneinander in genauem Abstand halten. Die Drähtell werden durch einen Führungstunnel 27 gezogen, der durch die Ringnuten 28 der Rolle 26 und durch die keilförmigen Ringnuten 29 in der unteren Walze 31 gebildet wird, und gelangen so in genau bestimmtem Abstand nebeneinander in die keilförmigen Ringnuten 29 der unteren Walze 31. Von dort gelangen sie in den Spalt zwischen den heizbaren Walzen 31 und 32, von denen die eine Walze31 - wie oben beschrieben - keilförmige Ringnuten 29 aufweist und die andere Walze 32 eine glatte Oberfläche besitzt. Die Walzen 31 und 32 werden durch einen Motor 33 und ein Getriebe 34 angetrieben.
Der obere oder erste beschichtete Trägerstreifen 12, 14 wird von einer Vorratsrolle 36 über eine Gruppe von Spannrollen 37 zu den Walzen 31 und 32 vorgeschoben. Diese Walzen werden z. B. durch eine Dampfanlage 38 beheizt. Die erhitzten Walzen 31 und 32 bringen die thermoplastische Schicht 12 in einen erweichten Zustand. Diese Schicht 12 wird in die die Drähte 11 enthaltenden keilförmigen Ringnuten 29 der Walze 31 gedrückt und bildet die Klauen 18 (Fig.10), die die Drähtell umgreifen und so an dem Trägerstreifen 14 halten. Der beschichtete Trägerstreifen 12, 14 mit den darin festgelegten Drähten läuft über eine Heberolle 39, die ihn von der unteren Walze 31 abhebt. Der be- schichtete Trägerstreifen 12, 14 mit den Drähten 11 kommt dann zu einem zweiten Paar glatter Walzen 40, 41. Die obere Walze 40 wird durch die Dampfanlage 38 auf einer tieferen Temperatur als die anderen Walzen 31, 32 und 41 gehalten, so daß die thermoplastische Schicht 12 des Trägerstreifens 14 beim Durchlauf durch das Walzenpaar 40, 41 gekühlt wird und erstarrt. Dabei erstarren insbesondere auch die Klauen 18, die die Drähte umgreifen.
Ein zweiter unterer Trägerstreifen 16 mit einer thermoplastischen Schicht 13 kommt von einer zweiten Vorratsrolle 42 über eine Reihe von Spannrollen 43 zu dem zweiten Walzenpaar 40, 41. Die Dampfanlage 38 erhitzt die untere Walze 41, diese wiederum erwärmt den beschichteten Trägerstreifen 13, 16.
Beim Zusammenlauf der beiden Trägerstreifen 12, 14 und 13, 16 werden die Drähte 11 in die erweichte thermoplastische Schicht 13 eingedrückt und die Trägerstreifen 14 und 16 miteinander vereinigt. Das Kabel 10 kühlt dann ab und wird durch im Abstand angeordnete Paare von gegenüberliegenden rotierenden Messern 44 geführt, die die Seitenkanten des Kabels 10 beschneiden. Weiter wird das Kabel dann zu einer Aufnahmehaspel 46 gezogen und auf dieser aufgewickelt.
Die unteren Walzen 31 und 41 sind auf einer Stütze 47 drehbar gelagert, die durch einen Druckzylinder 48 senkrecht einstellbar ist. Durch den Druckzylinder 48 können die unteren Walzen 31 und 41 von den oberen Walzen 32 und 40 getrennt werden. In dieser Stellung werden die beschichteten Trägerstreifen 12, 14 bzw. 13, 16 und die Drähte eingeführt. Daraufhin werden durch den Druckzylinder 48 die Walzen wieder einander genähert und der Druck der Walzenpaare gegeneinander reguliert.
Die Ausführungsform der Zuführungseinrichtung 23 nach den F i g. 5 und 6, die z. B. verwendet werden kann, um nicht umwickelte Drähte, Litzen usw. zu führen, weist einen gabelförmigen Rahmen 51 auf, der schwenkbar gelagert ist und in dem die Rollen 22, 24 und 26 einen gewundenen Weg für die Drähte 11 bilden. Die Rolle26 berührt die Walze 31, so daß die Begrenzungsflächen 56 der Ringnuten 28 mit den Begrenzungsflächen 57 der keilförmigen Ringnuten 29 einen Führungstunnel 27 bilden, in dem die Drähte 11 von der Rolle 26 auf die Walze 31 übergeführt werden.
Beim Herstellen eines Kabels 10, bei dem ein Magnetband wendelförmig auf die Drähte 11 aufgewickelt ist, können die elektrischen Eigenschaften der Drähte verschlechtert werden, wenn die gewickelten Drähte einer Gleitbewegung statt einer rollenden Berührung ausgesetzt werden. Demgemäß muß die Umfangsgeschwindigkeit der Spannrollen 22, 24 und 26 gleich der linearen Geschwindigkeit der Drähte 11 sein. Da der Durchmesser der Rolle 26 kleiner ist als der Durchmesser der Walze31, dürfen sich die Rollen 26 und die Walze 31 nicht berühren. Diesem Erfordernis kommt die Ausführungsform der Zuführungseinrichtung 23 nach Fig. 7 und 8 nach. Diese Ausführungsform entspricht im wesentlichen der vorher beschriebenen mit der Ausnahme, daß eine Haltevorrichtung 61 vorgesehen ist, die die Rolle26 und die Walze 31 in bestimmtem Abstand voneinander hält.
Nachfolgend ist der Einbettungsvorgang im einzelnen unter Bezugnahme auf die F i g. 9 und 10 beschrieben.
Die Drähte 11 werden durch die Spannrolle 26 an den Punkten 72 und 73 in die keilförmigen Ringnuten 29 eingeführt, so daß die Umfangsfläche 74 über einen Winkel A, der wesentlich größer als 1800 ist, frei gelassen bleibt. Der Trägerstreifen 14 mit dem durch die erhitzte Walze 32 erweichten thermoplastischen Kunststoff 12 wird gleichzeitig mit den Drähten 11 in den Spalt zwischen die Walzen 31 und 32 vorgeschoben. Der erweichte Kunststoff fließt um die frei gelassene Fläche 74 der Drähte 11 und in die Ringnut 29 bis zu den Punkten 72 und 73 und bildet so die Klauen 18, die die Drähte in der Kunststoffschicht 12 festhalten.
Wenn die Drähte 11 dann die Ringnuten 29 verlassen, werden die Flächen 76 mit einem Umfangsflächenwinkel B freigegeben, die bisher durch die Ringnuten abgedeckt waren. Die Drähte gelangen dann zwischen das zweite Walzenpaar 40 und 41, wobei durch die niedrige Temperatur der oberen Walze 40 der Kunststoff 12 abkühlt und erstarrt. Die Klauen 18 und die zweite frei gelassene Fläche 76 der Drähte 11 werden dann in die Kunststoffschicht 13 des zweiten Trägerbandes 16 eingedrückt, wodurch sich die beiden beschichteten Trägerstreifen 12, 14 und 13, 16 unter Einschluß der Drähte 11 vereinigen und das Kabel 10 bilden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Einbetten von Drähten od. dgl. zwischen thermoplastische Schichten, bei dem die Drähte mit den erhitzten und erweichten Schichten mittels profilierter Walzen vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzubettenden Drähte von einer keilförmigen Nut einer profilierten Walze an je zwei tangentialen Punkten erfaßt werden, dann die Drähte auf einen die thermoplastische Schicht tragenden erhitzten Trägerstreifen gedrückt und dabei mehr als 1800 ihrer Umfangsfläche von dem thermoplastischen Material umfaßt werden, daß darauf dieses Zwischenprodukt gekühlt wird und daß dann ein weiterer beschichteter, erhitzter Trägerstreifen mit der restlichen, noch freien Umfangsfläche der Drähte und dem ersten Trägerstreifen unter Druck vereinigt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch a) eine aus Rollen (22, 24, 26) bestehende Zuführungseinrichtung (23) für die Drähte (11), b) je eine Zuführungseinrichtung (36, 37; 42, 43) für die beschichteten Trägerstreifen (12 14; 13, 16), c) ein Paar heizbarer Walzen (31, 32), von denen die eine Walze (31) keilförmige Ringnuten(29) aufweist und die andere Walze (32) eine glatte Oberfläche besitzt, und d) ein weiteres Paar heizbarer glatter Walzen (40, 41).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (26) der Zuführungseinrichtung(23) für die Drähte (11) Ringnuten (28) aufweist, die mit den keilförmigen Ringnuten (29) der Walze (31) einen Führungstunnel (27) für die Drähte bilden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 875 055; französische Patentschrift Nr. 1 136508.