DE2735476A1

DE2735476A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kabeln und leitungen mit sz-verseilten verseilelementen

Info

Publication number: DE2735476A1
Application number: DE19772735476
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing Grad Feese
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-04
Filing date: 1977-08-04
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE2735476C2; FR2399719A1; CH626743A5; GB1574579A; FR2399719B1; US4171609A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München ο VPA 77 P 4718 BRD

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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kabeln und Leitungen mit SZ-verseilten Verseilelementen

Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung von aus mehreren Verseilelementen aufgebauten Kabeln und Leitungen und zielt darauf ab, bei der Herstellung derartiger Kabel und Leitungen unmittelbar vor dem Aufbringen des Kabelmantels die sogenannte SZ-Verseilung einzusetzen, bei der die Verseilelemente abschnittsweise wechselnd mit einem Rechtsdrall und einem Linksdrall verseilt werden.

Die Anfang der 60er Jahre einsetzende Entwicklung auf dem Gebiet der SZ-Verseiltechnik für elektrische Kabel und Leitungen hat zu SZ-Verseilverfahren und SZ-Verseilmaschinen geführt, mit denen sich zwei bis fünf Verseilelemente problemlos miteinander verseilen lassen. Die SZ-Verseilung wird heute angewendet bei der kombinierten Paar-, Dreier- oder Sternvierer-Grundbündelverseilung von Nachrichtenkabeln sowie bei der Verseilung mit anschließender Ummantelung von mehradrigen, fest zu verlegenden Starkstromleitungen mit Leiterquerschnitten bis 2,5 mm (DT-Z "Drahtwelt", 1974, Seiten 444 - 446, DT-OS 24 55 062, DT-OS 25 10 643). Die SZ-Verseilung erfo]& dabei in aller Regel mit Hilfe rotierender Längenspeicher, deren Drehbewegung in Abständen geändert wird.

Der Einsatz der SZ-Verseilung kommt überall dort in Betracht, wo sich ein Verseilvorgang und ein weiterer Arbeitsgang miteinander kombinieren lassen. Neben den soeben erwähnten Fertigungsabläufen

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VPA 77 P 4718 BRD gilt dies auch für die Verseilung flexibler Elemente in Kombination mit einem weiteren Arbeitsgang, beispielsweise für die Verseilung und anschließende Ummantelung der Adern von flexiblen Leitungen» deren Leiter aus Drahtlitzen bestehen. Solche flexiblen Leitungen sind beispielsweise Anschlußschnüro für Fernsprechgeräte oder Anschlußleitungen von Haushaltsgeräten. Die SZ-Verseilung kann aber auch angewendet werden bei der Herstellung optischer Kabel (Lichtwellenleiterkabel), beispielsweise bei der Verseilung und anschließenden Ummantelung von zugfesten Drähten oder Fäden zur Herstellung eines zugfesten Tragorgans.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es insbesondere bei flexiblen, SZ-verseilten Leitungen darauf ankommt, daß die bei der Verseilung erzielte Verseilsteigung (Drall) durch nachfolgende Arbeitsgänge nicht verringert wird und daß die Umkehrsteilen der Drallrichtung der miteinander SZ-verseilten Adern möglichst kurz ausgebildet sind, damit die Flexibilität der Leitung nicht beeinträchtigt wird. Während bei der SZ-Verseilung von Adern mit eindrähtigem Leiter ein Aufseilen des Verseilverbandes, insbesondere im Bereich der Umkehrstellen der Drallrichtung, unter dem Einfluß von Zugspannungen teilweise durch eine plastische Verformung der Leiter unterbunden wird, tritt bei flexiblen Adern mit Litzenleiter gerade der gegenteilige Effekt auf, d. h. die im verseilten Gut vorhandenen Torsionsspannungen können sich im Bereich der Umkehrstellen der Drallrichtung besonders gut ausgleichen. Dies tritt insbesondere dann ein, wenn das SZ-verseilte Gut nach der SZ-Verseilung eine größere Strecke frei durch die Luft geführt wird, wie es beispielsweise bei der anschließenden Umhüllung mit einem extrudierten Kunststoffmantel im Bereich der Kühlstrecke (Wasserbecken) notwendig ist.

Zur SZ-Verseilung von Verseilelementen elektrischer Kabel sind an sich Einrichtungen bekannt, bei denen rotierende Verseilköpfe mit feststehenden Verseilköpfen zusammenarbeiten und der Kraftschluß der feststehenden Verseilköpfe in Abständen geändert wird. Die feststehenden Verseilköpfe bilden dabei sogenannte Torsions sperren, da sie im geschlossenen Zustand verhindern, daß sich die vom rotierenden Verseilkopf ausgehende Torsion des Verseilgutes auf Abschnitte des Verseilgutes auswirkt, die sich jenseits des

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feststehenden Verseilkopfes befinden (DT-OS 19 28 591). Derartige Torsionssperren sind auch bei der SZ-Vortorsion von Adern bekannt (DT-OS 19 26 892).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein an sich bekanntes Verfahren zur Herstellung von Kabeln und Leitungen mit einem extrudierten Kunststoffmantel, bei dem die von raumfest angeordneten Vorräten ablaufenden Verseilelemente zunächst miteinander SZ-verseilt werden und bei dem die SZ-verseilten Verseilelemente unmittelbar anschließend im gleichen Arbeitsgang ummantelt, die Ummantelung abgekühlt und die ummantelten Verseilelemente aufgewickelt werden, derart zu verbessern, daß die durch den SZ-Verseilvorgang erzielte Verdrillung der Verseilelemente im Zuge des weiteren Herstellungsprozesses im wesentlichen beibehalten wird und daß sich im fertigen Produkt relativ kurze Umkehrstellen der Drallrichtung ergeben; dadurch könnte der Wirkungsgrad der kombinierten SZ-Verseilung/Ummantelung verbessert und ihr Einsatz auch bei der Herstellung von Kabeln und Leitungen mit flexiblen Verseileleiaenten, also beispielsweise bei der Herstellung von Kabeln und Leitungen mit Litzenleiter enthaltenden Adern, ermöglicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß während der Anfangsphase der Abkühlung der Ummantelung auf die Ummantelung Kräfte einwirken, die eine Torsionsbewegung der Ummantelung unterbinden.

Die Erfindung berücksichtigt die Erkenntnis, daß bei der SZ-Verseilung und anschließenden Ummantelung von Verseilelementen, insbesondere von flexiblen Verseilelementen, diese dazu neigen, sich hinter dem Extruder, wo sie über eine größere Strecke frei durch die Luft bzw. durch das Wasserkühlbecken des Extruders geführt werden, unter dem Einfluß von Torsionsspannungen wieder völlig aufzuseilen, wobei die ursprünglich in den SZ-verseilten Verseilelementen vorhandene Torsion in den noch warmen Kunststoffmantel übertragen wird und dort nach Abkühlung eine bleibende SZ-Torsion des Mantels bewirkt. Mit der gemäß der Erfindung vorgesehenen Maßnahme wird dagegen eine Torsion des extrudierten Kunststoffmantels und damit ein Aufseilen der SZ-verseilten Verseilelemente

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- 2» JO Vp_{A 77} ρ 4_{718 BRD}

unterbunden. Dabei wird berücksichtigt, daß die äußere Mantelschicht des extrudierten Kunststoffmantels in aller Regel so schnell erstarrt, daß bereits in kurzem Abstand hinter dem Mundstück des Extruders genügend große Kräfte auf den Kunststoffmantel übertragen werden können, ohne daß der Mantel deformiert oder beschädigt wird.

Um die gemäß der Erfindung vorgesehenen, in Umfangsrichtung der ummantelten Verseilelemente wirkenden Kräfte aufzubringen, ist eine Vorrichtung tesonders geeignet, die hinter einem Extruder ein Kühlbecken zur Abkühlung der Ummantelung enthält und bei der in Weiterbildung der Erfindung unmittelbar hinter dem Mundstück des Extruders und/oder im vorderen Bereich des Kühlbeckens eine oder mehrere Durchführungen angeordnet sind, die an der Ummantelung der Verseilelemente in Umfangsrichtung teilweise oder vollständig anliegen und in Umfangsrichtung der Ummantelung feststehen.

Derartige Durchführungen wirken als Torsionssperre oder Torsionsbremse, d. h. sie unterbinden eine Drehbewegung des in.lt Hilfe des Extruders aufgebrachten Kunststoffmantels und unterbinden damit gleichzeitig einen Drallverlust der SZ-verseilten Adern.

Die als Toreionssperren wirkenden Durchführungen können unterschiedlich ausgebildet sein. Geeignet ist beispielsweise eine Durchführung, die aus einem unmittelbar hinter dem Mundstück des Extruders angeordneten Rohrstück besteht. Der innere Durchmesser dieses Rohrstückes ist so zu bemessen, daß der extrudierte Mantel an der Rohroberfläche entlanggleitet. Das Rohr ist zweckmäßig wassergekühlt, um gleichzeitig eine Abkühlung der äußeren Schichten des extrudierten Mantels zu bewirken.

Andere zweckmäßige Ausgestaltungen der Durchführungen berücksichtigen eine zunächst erfolgte Erstarrung der äußeren Zonen des extrudierten Kunststoffmantels und können somit mit größerer Kraftwirkung am Kunststoffmantel angreifen. Sie sind zu diesem Zweck im vorderen Bereich des dem Extruder zugeordneten Kühlbeckens angeordnet und bestehen beispielsweise aus Raupenbändern oder einer wellenförmigen Rohrführung oder aus hintereinander ange-

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VPA 77 P 4718 BRD ordneten Kufen oder aus mehreren hintereinander angeordneten Umlenkrollen, zwischen denen die ummantelten Verseilelemente wellenförmig hindurchlaufen. Alle erwähnten raumfest angeordneten Torsionssperren umfassen die ummantelten, SZ-verseilten Verseilelemente in ümfangsrichtung kraftschlüssig, ohne die Längsbewegung des Verseilgutes in Abzugsrichtung wesentlich zu beUndern, und blockieren auf diese Weise Drehausgleichsbewegungen der SZ-verseilten Verseilelemente um die Verseilachse innerhalb der Kühlstrocke des extrudierten Mantels. Diese Torsionssperren sind zweckmäßig an den Seitenwänden des Kühlbeckens befestigt.

Die eine Drehausgleichsbewegung der SZ-verseilten Verseilelemente verhindernden Durchführungen sind möglichst nahe am Extruder, also im Eingangsbereich der jeweiligen Kühlstrecke anzuordnen.

Als Eingangsbereich der Kühlstrecke wird dabei derjenige Bereich verstanden, in dem der Kunststoffmantel so weit abgekühlt wird, daß er sich nach Verlassen dieses Bereiches nicht mehr oder nicht mehr wesentlich durch Torsionskräfte plastisch verformen läßt, die durch aus dem axial belasteten SZ-Verseilverband resultierende Drehmomente verursacht werden.

Da sich die natürliche Neigung der SZ-verseilten Verseilelemente zum Aufseilen durch die während des Fertigungsvorganges auf die Verseilelemente ausgeübten Zugspannungen ergibt, kann die Wirkung der im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Durchführungen zur Unterbindung von Torsionsbewegungen des extrudierten Kunststoffmantels dadurch verbessert werden, daß die auf das SZ-verseilte Gut einwirkenden Zugspannungen möglichst gering gehalten werden. Hierzu eignet sich in Weiterbildung der Erfindung eine zusätzliche Abzugeinrichtung, die in Ergänzung der eigentlichen, hinter dem Kühlbecken angeordneten Abzugeinrichtung für die ummantelten Verseilelemente unmittelbar vor dem Extruder für die SZ-verseilten Verseilelemente angeordnet ist. Damit wird erreicht, daß im Eingangsbereich der Kühlstrecken nur diejenigen Längskräfte auf die SZ-verseilten Verseilelemente einwirken, die zum Transport des verseilten, ummantelten Gutes im Bereich der Kühlstrecke notwen dig sind, nicht jedoch auch die zum Abzug der Verseilelemente von den feststehend angeordneten Adervorräten notwendigen Kräfte. Die zusätzliche Abzugeinrichtung kann aus einem an sich bekannten

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VPA 77 P 4718 BRD Raupenabzug oder einer Abzugsscheibe bestehen. Als besonders günstig hat sich eine von den SZ-verseilten Verseilelementen um ca. 180 ° umschlungene, weich angetriebene Umlenkrolle erwiesen.

Ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zur Durchführung des neuen Herstellungsverfahrens sowie Ausführungsbeispiele für die im Rahmen der Erfindung verwendeten Durchführungen sind in den Figuren schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Fertigungseinrichtung, mit der vier Adern, die flexible Litzenleiter enthalten, zu einer elektrischen Leitung verarbeitet werden. Die Fertigungseinrichtung enthält dazu die raumfest angeordneten Adervorräte 10, von denen die Adern 11 in die SZ-Verseileinrichtung 1 einlaufen und dort mit abschnittsweise wechselnder Drallrichtung zur SZ-verseilten Verseilgruppe verseilt werden. Hinter der SZ-Verseileinrichtung 1 ist ein Hilfsabzug 2 angeordnet, der aus einer weich angetriebenen Umlenkscheibe besteht, die von den SZ-verseilten Adern um 180 ° uraschlungen wird. Unmittelbar anschließend ist der Extruder 3 angeordnet, mit dem auf die SZ-verseilten Adern ein Kunststoffmantel 13 aufgebracht wird. Dieser Kunststoffmantel wird im anschließend angeordneten Wasserkühlbecken 4 abgekühlt, und die ummantelten Adern werden mit Hilfe des Hauptabzuges 5 abgezogen und auf den raumfest angeordneten Aufwickler 6 aufgewickelt.

Um im Sinne der Erfindung Ausgleichsbewegungen der SZ-verseilten Adern im Bereich der Wasserkühlstrecke 4 zu unterbinden, ist unmittelbar hinter dem Spritzkopf 8 des Extruders die in Fig. 6 dargestellte rohrförmige Durchführung 7 angeordnet, deren Innendurchmesser auf den Außendurchmesser des extrudierten Mantels abgestimmt ist. Die rohrförmige Durchführung 7, die Torsionsbewegungen des extrudierten Kunststoffmantels im Bereich des Wasserkühlbeckens 4 unterbindet, ist wassergekühlt, beispielsweise mit Hilfe eines zusätzlichen, wasserdurchströmten Mantels 78, der Wasserein- und -auslaßstutzen 79 und 79' trägt.

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten rohrförmigen Durchführung 7 kommen auch andere Durchführungen in Betracht, die dann zweck-

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VPA 77 P 4718 BRD mäßigerweise innerhalb des Waaaerkühlbeckens 4, und zwar im Eingangsbereich der Kühlstrecke, angeordnet sind. Hierzu geeignet ist beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte Rolleneinrichtung, die aus mehreren hintereinander angeordneten Rollen 71 und 12. besteht, zwischen denen die ummantelten Adern wellenförmig hindurchlaufen. Die Rollen 71 können dabei von den ummantelten Adern teilweise oder vollständig umschlungen werden. Das Rollenprofil ist zweckmäßig an die Querschnittsform der ummantelten Leitung angepaßt, damit die Querkräfte auf möglichst großer Fläche wirksam v/erden. Um eine möglichst rotationssymmetrische Querbelastung des extrudierten Kunststoffmantels zu erreichen, läßt man die Rollen 71 abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten des extrudierten Kunststoff mantels einwirken.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Durchführung aus an sich bekannten Raupenbändern 73 und 74. Diese Raupenbänder können auch in Umfangsrichtung der ummantelten Adern gegeneinander versetzt angeordnet sein. Eine weitere Ausführungsform für eine Durchführung, mit der in Umfangsrichtung Kräfte auf die ummantelten Adern ausgeübt werden können, zeigt Fig. 4, wobei die Durchführung 75 aus einem wellenförmig gebogenen Rohr besteht, durch das die ummantelten Adern hindurchlaufen. Um innerhalb dieses Rohres auch einen Kühleffekt zu erzielen, weist dieses Rohr zweckmäßig Bohrungen auf oder ist gitterförmig gestaltet.

Eine besonders einfache Ausfuhrungsform für eine gemäß der Erfindung vorgesehene Durchführung zeigt Fig. 5. Sie besteht aus mehreren hintereinander angeordneten Kufen 76 und 77, mit denen die ummantelten Adern seitlich ausgelenkt werden. Durch die seit- . liehe Auslenkung werden Längskräfte in Querkräfte umgewandelt.

6 Ansprüche
6 Figuren

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e e rs e i t e

Claims

-J3 - ■ VPA 77 P 4718 BRD Patentansprüche

Ö Verfahren zur Herstellung von aus mehreren Verseilelementen aufgebauten Kabeln oder Leitungen mit einem extrudierten Kunststoffmantel, bei dem die von raumfest angeordneten Vorräten ablaufenden Verseilelemente zunächst miteinander SZ-verseilt werden und bei dem die SZ-verseilten Verseilelemente unmittelbar anschließend im gleichen Arbeitsgang ummantelt, die Ummantelung abgekühlt und die ummantelten Verseilelemente aufgewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß während der Anfangsphase der Abkühlung der Ummantelung auf die Ummantelung Kräfte einwirken, die eine Torsionsbewegung der Ummantelung unterbinden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der hinter einem Extruder ein Kühlbecken zur Abkühlung der Ummantelung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar hinter dem Mundstück des Extruders (3) und/oder im vorderen Bereich des Kühlbeckens (4) eine oder mehrere Durchführungen (7, 71 ... 77) angeordnet sind, die an der Ummantelung (13) in Umfangsrichtung teilweise oder vollständig anliegen und in Umfangsrichtung der Ummantelung feststehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung aus einem unmittelbar hinter dem Mundstück des Extruders angeordneten Rohrstück (7) besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (7) wassergekühlt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung bzw. die Durchführungen aus im vorderen Bereich des Kühlbeckens (4) angeordneten Raupenbändern (73» 74) oder einer wellenförmigen Rohrführung (75) oder hintereinander angeordneten Kufen (76, 77) oder aus mehreren hintereinander angeordneten Rollen (71» 72) bestehen, zwischen denen die ummantelten Verseilelemente wellenförmig hindurchlaufen.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 mit einer hinter dem Kühlbecken angeordneten Abzugeinrichtung für die ummantelten Verseilelemente, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Extruder (3) eine zusätzliche Abzugeinrichtung (2) für die SZ-verseilten Verseilelemente (12) angeordnet ist.

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