DE2720583C3

DE2720583C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Isolieren der Leiter elektrischer Kabel

Info

Publication number: DE2720583C3
Application number: DE2720583A
Authority: DE
Inventors: Nikolai Vladimirovič Moskva Krupenin; Izyaslav Borisovič Moskva Peškov
Original assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ I TECHNOLOGICESKIJ INSTITUT KABELNOJ PROMYSLENNOSTI MOSKVA SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ I TECHNOLOGICESKIJ INSTITUT KABELNOJ PROMYSLENNOSTI MOSKVA SU
Priority date: 1976-06-04
Filing date: 1977-05-07
Publication date: 1981-12-10
Also published as: DE2720583A1; JPS5737085B2; CS191633B1; SU634375A1; FR2353937A1; DE2720583B2; US4186041A; FR2353937B1; JPS52151880A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von elektrischen Kabeln und insbesoi; iere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Isolieren der Leiter der Kabel, d. h. auf das Aufbringen der Isolation auf den Leiterdraht Dabei ist gedacht an Drähte mit einem Querschnitt von 1,5 bis 70 mm².

Ausgegangen wird von einem aus dem SU-Erfinderschein 2 19 649 bekannten Verfahren zum Isolieren der Leiter elektrischer Kabel durch eine HF-Erwärmung des stromleitenden Drahtes, welcher mit Bändern aus polymeren Kunststoffen umwickelt ist, in einem transversalen Magnetfeld für eine Zeitspanne, die für die Erreichung des Erweichungspunktes des Kunststoffes notwendig ist, und bei dem der Draht auf der Temperatur des Erweichungspunktes bis zum Zusammenschmelzen der Bänder verbleibt.

Bei diesem bekannten Verfahren geschieht die induktive HF-Erwärmung und das Halten auf der Erwärmungstemperatur zwischen den Platten eines Schleifeninduktors, wobei man versucht, den Temperaturverlauf durch Veränderung des Abstandes zwischen den Platten zu beeinflussen und einen gewünschten Vorlauf vorzugeben.

An sich wird durch eine induktive HF-Erwärmung ein guter Verschluß der Isolationsschicht, d. h. ein zuverlässiges Verschmelzen der Bandränder erreicht, weil im Vergleich zu von außen her erfolgender Erwärmung bei der induktiven Erwärmung die Temperatur der inneren Schichten der Isolation höher als die der äußeren Schichten sein kann. Außerdem geschieht die Erhitzung von unmagnetischen Stoffen im transversalen magnetischen Wechselfeld bekanntermaßen unter Erzielung eines größtmöglichen Wirkungsgrades.

Dennoch gewährleistet das bekannte Verfahren keine befriedigende Konstanz der Isolationskennwerte über die Länge des Drahtes, und zwar vor allem bei Runddrähten großen Querschnitts und Rechteckdrähten. Eine hochqualitative elektrische Isolation wird nur erreicht, wenn bei der Verschmelzung der Bandränder während der Drahtbewegung eine optimale Erhitzungskurve stabil gesichert wird, d. h. in einer ersten Zone der Draht schnell genug auf die notwendige Erweichungstemperatur des Bandwerkstoffs erhitzt wird, und dann in einer zweiten Zone der Draht bei dieser Temperatur so lange gehalten wird, bis die erwünschten Eigenschaften des Isolationsauftrages erhalten sind.

Bei einer Erhitzung nur im transversalen Magnetfeld mittels eines Schleifeninduktors versucht man eine solche Temperaturkurve durch Vergrößerung des

is Plattenabstands in der zweiten Zone der Erhitzung, also durch eine künstliche Verminderung des Wirkungsgrades des Induktors zu erzielen, wobei aber keine ausreichende Konstanz der TemperaturfOhrung erreicht wird. Hinzu kommt daß bei der Herstellung von Runddrähten großen Durchmessers (über 10 mm²) und von Vierkantdrähten im Schleifeninduktor beträchtliche elektrodynamische Kräfte entstehen, die den Draht aus dem Induktor auszustoßen suchen, was ebenfalls die Konstanz der Eigenschaften der Isolierung über die Länge des Kabels beeinträchtigt. Je größer hierbei das Seitenverhältnis des Vierkantdrahtes ist desto größer sind die Ausstoßkrifte.

Aufgabe der Erfindung ist demgemäß die Schaffung eines Verfahrens zum Isolieren der Leiter elektrischer Kabel, mit dem eine den besonderen Anforderungen des Überziehens von Leiterdrähten mit isolierenden Bändern und des Verschließens der Bänder durch Verschmelzen ihrer Ränder angepaßte Temperaturführung zuverlässig stabil und gleichmäßig während des Betriebs aufrechterhalten werden kann. Der Leiterdraht soll störungsfrei die Erwärmungszonen durchlaufen können.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das Verbleiben im Bereich der Temperatur des Erweichungspunktes im longitudinalen Magnetfeld durchgeführt wird und die Zeitdauer der Erwärmung um das 1,25- bis l,43fache übersteigt.

Bei einem solchen Vorgehen wird bei guter Konstanz des Ablaufs eine ziemlich schnelle und dabei lineare Erwärmung erzielt und die erreichte Temperatur anschließend zuverlässig konstantgehalten, bis der sichere Verschluß der Bandränder erzielt ist. Ein störungsfreies Durchlaufen des Kabels ist dadurch sichergestellt, da3 im longitudinalen Magnetfeld eine zentrierende Wirkung auf den Leiterdraht ausgeübt wird, was ebenfalls im Sinne der Stabilisierung des Erwärmungsverlaufs wirkt.

Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens dient zweckmäßigerweise ein Schleifeninduktor sowie ein zu diesem koaxial angeordneter Zylinderinduktor, wobei das Verhältnis der Länge des Schleifeninduktors zur Länge des Zylinderinduktors zwischen 0,7 und 0,8 liegt.

Ein besonders einfacher Aulbau ergibt sich, wenn der Schleifeninduktor und der Zylinderinduktor hintereinandergeschaltet sind und von einer gemeinsamen Speisequelle gespeist werden, wobei zur Steuerung der erforderlichen Ströme in den Induktoren zweckmäßigerweise ein veränderlicher Kondensator dient, der parallel zum Zylinderinduktor geschaltet ist.

Nachfolgend werden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung aus zwei

aufeinanderfolgenden Induktoren zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens,

Fig.2 eine Ausbildung der Vorrichtung mit einem veränderlichen Kondensator zur Steuerung der Stromverteilung zwischen den Induktoren.

Ein Leiterdraht 1, der mit drei Bändern 2 aus mit Polytetrafluoräthylen-Copolymer mit Hexafluorpropylen dublierten Polyimid umwickelt ist, wird zwischen den Platten 3 und 4 eines Schleifeninduktors längs dessen longitudinaler Achse 5 vorgeschoben. Hierbei werden die Bänder 2 vom Draht 1 her auf eine Temperatur von etwa 330°C erwärmt, bei der der Kunststoff erweicht und zum Verschmelzen der Bandränder fähig wird. Danach durchläuft der Leiter einen Zylinderinduktor 6, wo er bei der erreichten Temperatur für eine Zeitspanne gehalten wird, die für das Verschmelzen der Ränder ausreicht, so daß hier der Verschluß der Isolierschicht erreicht wird.

Die erforderlichen Temperaturwerte richten sich nach dem Werkstoff der Bänder 2. Für Bänder aus Polytetrafluorethylen belaufen sie sich auf 36O⁰C an der Oberfläche und auf 390" C an dem Draht und für Bänder aus dublierten Polyimid-Fluorkunststoffen auf 330⁰C an der Oberfläche und auf 350° C am Draht.

Die Zeitdauer des Haltens der Temperatur im Bereich des Zylinderinduktors 6 beträgt das 1,25- bis l,43fache der Zeitdauer der Aufheizung im Bereich des Schleifeninduktors, was erreicht wird durch die Wahl der I änge /ι der Platten des Schleifeninduktors im Bereich von 0,7 bis 0,8 der Länge h des Zylinderinduktors. Es ergibt sich hierbei ein nahezu optimaler Temperaturverlauf des Verschließens der Isolierschicht

Bei der in F i g. I gezeigten Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens sind der Schleifen- und der Zylinderinduktor gleichachsig angeordnet und von (nicht gezeigten) Einzelspeisequellen gespeist.

In Fig.2 ist eine Ausführungsform mit nur einer Speiseqjelle 14 für hochfrequenten Strom gezeigt, der am in der Abbildung unteren Ende der Platten 3, 4 des Schleifeninduktors eingespeist wird, wobei der Zylinderinduktor 6 in Reihe mit den Platten 3, 4 des Schleifeninduktors 5 geschaltet ist. Hierbei ist parallel zum Zylinderinduktor 6 an die ihm zugewandten Plattenenden 7, 8 des Schleifeninduktors 5 ein einstellbarer Kondensator 9 angeschlossen. Durch Veränderung der Kapazität des Kondensators 9 kann man die gewünschten Stromverhältnisse im Schleifen- und Zylinderinduktor entsprechend den erforderlichen Bedingungen für den gewünschten Temperaturverlauf einstellen.

Der Betrieb der beschriebenen Vorrichtung verläuft wie folgt: Der mit den polymeren Bändern 2 umwickelte Leiterdraht 1 bewegt sich von einer Abwickelvorrichtung über eine untere Umlenkrolle 10 zwischen die Platten 3,4 des Schleifeninduktors, in welchem sich der metallische Draht 1 induktiv im u?.nsversalen Magnetfeld aufheizt, der seinerseits die Isolierbänder 2 auf die Erweichungstemperatur erhitzt Aus dem Bereich des Schleifeninduktors gelangt der Leiter in den Zyünderinduktor 6, wo durch die Wirkung des longitudinalen Magnetfelds die im Schleifeninduktor erreichte Temperatur der Isolationsbänder aufrechterhalten wird und ihre Ränder verschmelzen.

Hierbei wirkt der Zylinderinduktor 6 auch zentrierend im Sinne eines Haltens des Leiterdrahts 1 im Bereich des Schleifeninduktors längs der Achse 5.

Anschließend kommt der Leiter mit der geschlossenen Isolierung durch eine Kühlzone und über die obere Umlenkrolle 11 zu einer nicht gezeigten Aufwickelvorrichtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Isolieren der Leiter elektrischer Kabel durch eine HF-Erwärmung des stromleitenden Drahtes, welcher mit Bändern aus polymeren Kunststoffen umwickelt ist, in einem transversalen Magnetfeld für eine Zeitspanne, die für die Erreichung des Erweichungspunktes des Kunststoffes notwendig ist, und bei dem der Draht auf der Temperatur des Erweichungspunktes bis zum Zusammenschmelzen der Bänder verbleibt, d a durch gekennzeichnet, daß das Verbleiben im Bereich der Temperatur des Erweichungspunktes im longitudinalen Magnetfeld durchgeführt wird und die Zeitdauer der Erwärmung um das 1,25- bis l,43fache übersteigt

2. Vorrichtung zum Isolieren der Leiter elektrischer Kabel nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schleifeninduktor (3,4) sowie eisen zu diesem koaxial angeordneten Zylinderinduktor (6), wobei das Verhältnis der Länge (l\) des Schleifeninduktors zur Länge (I₂) des Zylinderinduktors zwischen 0,7 und 0,8 liegt

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Platten (3,4) des Schleifeninduktors in Reihe mit dem Zylinderinduktor (6) geschaltet sind und parallel zum Zylinderinduktor (6) ein Kondensator (9) geschaltet ist