DE2827337A1

DE2827337A1 - Verfahren und vorrichtung zur massgenauen herstellung der seele eines koaxialen hochfrequenz-kabels

Info

Publication number: DE2827337A1
Application number: DE19782827337
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ing Grad Gessner; Horst Ing Grad Manke; Eckhardt Dr Rer Nat Schleese
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1978-06-22
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1980-01-10
Also published as: US4482412A; GB2024086A; GB2024086B; NL7811948A; BR7900786A; FR2429482A1; FR2429482B1

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

ι 1621

20. Juni 1978

Verfahren und Vorrichtung zur maßgenauen Herstellung der Seele eines koaxialen Hochfrequenz-Kabels

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur maßgenauen Herstellung der Seele eines aus Innenleiter, dazu konzentrischem Außenleiter und dazwischenliegender Isolierung bestehenden koaxialen Hochfrequenz-Kabels, mit welchem die Isolierung mittels eines Extruders auf den Innenleiter aufgebracht wird, und mit welchem anschließend die Isolierung in einer beheizbaren, sich konisch verengenden Ziehvorrichtung mit einer dem gewünschten Außendurchmesser der Seele entsprechenden Durchtrittsöffnung kalibriert wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Koaxiale Hochfrequenz-Kabel (HF-Kabel) sind seit langem bekannt. Sie werden beispielsweise als Antennenkabel zur Verbindung von Sender und Antenne oder als sogenannte CATV-Kabel in Fernseh-Verteilernetzen eingesetzt. Für die Isolierung oder Abstandshalterung zwischen Innen- und Außenleiter sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. Es können beispielsweise im Abstand

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auf dem Außenleiter angeordnete Scheiben oder auch den Innenleiter schraubenlinienförmig umgebende Wendeln eingesetzt werden, die so maßgenau hergestellt werden können, daß vor der Aufbringung des Außenleiters keine Nachbearbeitung erforderlieh ist. Weiterhin sind HF-Kabel bekannt, die eine geschäumte oder massive, auf den Innenleiter extrudierte Isolierung haben. Eine derartige Isolierung läßt sich in der Regel nicht so genau aufbringen, wie es für eine reflexionsarme HF-Übertragung erforderlich ist, so daß derartige aus Innenleiter und Isolierung bestehende Seelen zur Erzielung eines gleichbleibenden Außendurchmessers nachbearbeitet werden müssen. Die Isolierung wird daher bei derartigen Kabeln mit Übermaß auf den Innenleiter aufgebracht und anschließend mechanisches oder thermisches Abschälen maßgenau bearbeitet. Es ist somit für die Isolierung ein zu hoher Materialaufwand erforderlich und das bei der Kalibrierung abgeschälte Material ist nur in Grenzen wieder verwendbar. Außerdem kann dieses Kalibrieren nur bei sehr geringen Abzugsgeschwindigkeiten durchgeführt werden und es sind erhebliche Abzugskräfte erforderlich.

Durch die GB-PS 767»336 ist ein Verfahren bekannt geworden, wie es eingangs beschrieben ist. Bei diesem Verfahren wird die Seele eines HF-Kabels thermisch "geschält", wobei die abgeschmolzenen Teile der Isolierung aus der verwendeten Ziehvorrichtung als Abfall in einen entsprechenden Behälter fließen.

Für dieses Verfahren gelten somit die oben angegebenen Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Seele eines koaxialen HF-Kabels ohne Mehraufwand für die Isolierung maßgenau hergestellt werden kann, und zwar mit üblichen Abzugsmaschinen und bei hoher in der Kabelfertigung üblicher Abzugsgeschwindigkeit.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf die Isolierung der in waagerechter Position vom Extruder zur Ziehvorrichtung geführten Seele von oben ein in Pulverform vor-

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liegendes, mit der Isolierung fest verbindbares Isoliermaterial aufgebracht wird, und daß in der als Kammer mit einem vergrößerten Hohlraum ausgebildeten Ziehvorrichtung das von der Seele mitgeführte Isoliermaterial in geschmolzenen Zustand übergeführt und rundum auf die Isolierung aufgetragen wird.

Durch den Einsatz des Verfahrens nach der Erfindung ist es möglich, die Isolierung ohne Übermaß in der gewünschten Wanddicke auf den Innenleiter aufzuspritzen, so daß ein zu hoher Materialverbrauch vermieden ist. Eventuelle Durchmesserschwankungen der Seele nach dem Extrudieren werden durch das in der speziellen Ziehvorrichtung aufgebrachte Isoliermaterial ausgeglichen, wobei die Stellen mit Untermaß durch das Isoliermaterial aufgefüllt werden. Die Isolierung wird also in der Ziehvorrichtung über die gesamte Kabellänge rundum mit einer Schicht aus dem Isoliermaterial überzogen, deren Dicke mit den schwankenden Abmessungen der Seele schwankt. Da somit für die Kalibrierung kein "Abschälen" erforderlich ist, werden für die Bewegung der Seele keine großen Abzugskräfte benötigt und der Abzug der Seele kann mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit durchgeführt werden.

Da die Seele durch die Durchtrittsöffnung der beheizten Ziehvorrichtung hindurchtritt, kann durch dieselbe auch dann eine Kalibrierung der Seele erreicht werden, wenn diese an einigen Stellen Übermaß hat. Das überschüssige Material der Isolierung wird durch die Durchtrittsöffnung dann im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung zwar auch abgeschmolzen, jedoch nicht von der Seele entfernt sondern in Bereiche mit Untermaß verschoben. Durch die speziell gestaltete Ziehvorrichtung als relativ große Kammer ist jedoch sichergestellt, daß auch an derartigen Stellen mit Übermaß bei der fertigen Seele eine dünne Schicht des aufgetragenen Isoliermaterials vorhanden ist.

Das spezielle Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht durch die Aufbringung des in Pulverform vorliegenden Isoliermaterials die erwähnte zusammenhängende Schicht über

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der Isolierung, die auch an den Stellen nicht unterbrochen wird, wo diese Isolierung zunächst möglicherweise Übermaß hatte. Das in Pulverform vorhandene Isoliermaterial kann derart dosiert auf die noch warme Seele aufgebracht werden, daß sich in dem vergrößerten Hohlraum der Kammer ein ständiger Wulst von aufgeschmolzenem Isoliermaterial befindet, der die Seele rundum umgibt und wegen des aufgeschmolzenen Zustandes stets rundum auf die Seele aufgetragen wird, und zwar auch dann als sehr dünner aber nicht abreißender Film, wenn die Seele an einer Stelle mit Übermaß die Durchtrittsöffnung vollständig ausfüllt.

Das Isoliermaterial verbindet sich fest mit der Isolierung, so daß sich nach dem Durchtritt durch die Ziehvorrichtung eine Seele mit einer zusammenhängenden Isolierung ergibt, die genauestens den gewünschten Abmessungen entspricht. Wenn auf diese Seele der Außenleiter aufgebracht wird, dann ergibt sich insgesamt ein reflektionsarmes HF-Kabel. Wenn für das Isoliermaterial ein Material eingesetzt wird, das sich mit dem Außenleiter verkleben läßt, dann ergibt sich der weitere große Vorteil, daß gleichzeitig ein längswasserdichtes HF-Kabel erzielt wird, bei dem der Außenleiter in Folge der festen Verklebung mit der Seele darüberhinaus auch vor Knickungen beim Biegen geschützt ist. Ein für diesen Anwendungsfall geeignetes Isoliermaterial ist beispielsweise ein Copolymer des Äthylens.

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt ein koaxiales HF-Kabel mit absatzweise entfernten Schichten und in Fig. 2 ist ein Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II - II dargestellt. Fig. 3 gibt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wieder, und Fig. h zeigt schließlich einen Schnitt durch die Seele nach dem Verlassen der Ziehvorrichtung entsprechend der Schnittlinie IV - IV.

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Mit 1 ist der Innenleiter eines koaxialen HF-Kabels bezeichnet, welcher als Draht, als Litze oder als Rohr aus Kupfer oder einem anderen geeigneten Leitermaterial ausgebildet sein kann. Über dem Innenleiter 1 ist die Vollisolierung 2 angeordnet, die aus einem geschäumten oder einem massiven Isoliermaterial bestehen kann. Als Material für die Isolierung 2 wird vorzugsweise Polyäthylen eingesetzt. Der zum Innenleiter 1 konzentrische Außenleiter 3 liegt auf der Isolierung 2 auf und ist dementsprechend als Rohr ausgebildet. Der Außenleiter besteht beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium. Er kann dadurch hergestellt werden, daß ein entsprechendes Metallband zum Schlitzrohr um die Isolierung 2 herumgeformt, an den Längskanten verschweißt und bis zur Auflage auf der Isolierung 2 heruntergezogen wird. Es ist jedoch auch möglich, den Außenleiter 3 beispielsweise durch Strangpressen aufzubringen. Wenn das HF-Kabel als sogenanntes abstrahlendes Kabel ausgebildet ist, dann weist dieser Außenleiter Schlitze oder andere Öffnungen auf. Für die Gestaltung der Seele des Kabels ist die Form des Außenleiters also un-erheblich. Über dem Außenleiter 3 kann ein Schutzmantel k aus einem geeigneten Isoliermaterial angebracht werden.

Die aus Innenleiter 1 und Isolierung 2 bestehende Seele 5 wird mit dem Verfahren nach der Erfindung beispielsweise wie folgt hergestellt:

Durch einen Extruder 6 wird auf den Innenleiter 1 die Isolierung 2 aufgebracht, welche durch den Einsatz des Verfahrens nach der Erfindung so gespritzt werden kann, daß sie den gewünschten Maßen im fertigen Kabel entspricht. Auf die noch warme Isolierung wird mit einer vibrierenden Dosiervorrichtung 7 in Pulverform vorliegendes Isoliermaterial 8 von oben aufgebracht, wo es infolge der erwärmten Isolierung haften bleibt und von der in Richtung des Pfeiles 9 bewegten Seele mitgenommen wird. Die Vorrichtung 7 kann in Vibrationen versetzt werden, was durch den Pfeil 10 mit entsprechender Kennzeichnung angedeutet sein soll. Durch eine Veränderung der Stärke dieser Vibrationen kann

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die Menge des pulverförmigen Isoliermaterials dosiert werden. Zur Verbesserung der Haftung an der Isolie-rung 2 kann das Isoliermaterial in der Dosiervorrichtung 7 auch erwärmt werden.

Die Seele 5 gelangt mit dem darauf haftenden Isoliermaterial 8 in eine Ziehvorrichtung 11, welche beheizbar ist, was durch die Wicklung 12 angedeutet sein soll. Diese Ziehvorrichtung ist als Kammer mit einem gegenüber üblichen Ziehsteinen wesentlich vergrößerten, sich konisch verengenden Hohlraum 13 ausgerüstet, in welchem das von der Seele mitgeführte Isoliermaterial ständig umgewälzt wird und dabei einen die Seele rundum umgebenden Wulst l4 bildet. Die Ziehvorrichtung 11 wird während der Durchführung des Verfahrens beheizt, und zwar auf eine Temperatur von etwa 400 C, so daß der Wulst Ik des Isoliermaterials ständig aufgeschmolzen wird und eine homogene Schmelze ergibt. Durch diese die Seele rundum umgebende, homogene Schmelze ist sichergestellt, daß die aus der Durchtrittsöffnung 15 der Ziehvorrichtung 11 austretende Seele 5 über ihre gesamte Länge ununterbrochen mit dem Isoliermaterial 8 beschichtet wird, wobei die Stellen mit Untermaß von dem Isoliermaterial gleichzeitig aufgefüllt werden. Entsprechend der Darstellung in Fig. k liegt dann an jeder Stelle der Seele 5 über der Isolierung 2 eine abdeckende Schicht aus Isoliermaterial 8.

Zweckmäßigerweise wird die Durchtrittsöffnung 15 der Ziehvorrichtung 11 in einem Einsatz l6 angeordnet, der auswechselbar in der Ziehvorrichtung angeordnet ist, so daß dieselbe problemlos auf unterschiedliche Seelendurchmesser eingestellt werden kann. Dieser Einsatz sollte aus einem abriebfesten Material, wie beispielsweise Stahl, bestehen.

Nach dem Aufbringen des Isoliermaterials 8 kann im gleichen Arbeitsgang der Außenleiter 3 auf die Seele aufgebracht werden, welcher bei entsprechender Wahl des Isoliermaterials 8 dann fest mit der Seele 5 verklebt wird. Ein solches Material ist beispielsweise ein Copolymer des Äthylens, das sich so-

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wohl fest mit der Isolierung 2 als auch mit dem metallischen Außenleiter 3 verbindet. Das Kabel ist dadurch in der Seele ohne Hohlräume bzw. in Längsrichtung verlaufende Spalte und damit längswasserdicht. Da der Außenleiter bei richtiger Wahl des Isoliermaterials 8 fest mit der Seele 5 verklebt ist, ergibt sich für denselben auch eine größere mechanische Stabilität, insbesondere ein Schutz gegen Knickungen, wenn das Kabel gebogen wird. Wenn keine Verklebung zwischen Seele 5 und Außenleiter 3 erreicht werden soll, kann als Isoliermaterial 8 beispielsweise auch niedermolekulares Polyäthylen verwendet werden, daß sich fest mit der Isolierung 2 der Seele verbindet. Der Schutzmantel 4 kann im gleichen Arbeitsgang auf den Außenleiter 3 aufgebracht werden.

Wenn das gesamte HF-Kabel, wie im Ausführungsbeispxel beschrieben, in einem Arbeitsgang hergestellt wird, dann ist die Isolierung 2 nach dem Verlassen des Extruders in der Regel noch erwärmt. Das Verfahren nach der Erfindung kann aber auch dann angewendet werden, wenn die Seele mit der extrudierten Isolierung zunächst aufgewickelt wird und dann abkühlt. Für die Kalibrierung und die Aufbringung des Außenleiters 3 wird die Seele dann von der Trommel abgezogen und das pulverförmige Isoliermaterial 8 wird auf die nicht erwärmte Isolierung aufgebracht, wobei nur sichergestellt sein muß, daß immer genug Isoliermaterial von der Seele mitgenommen wird, um den Wulst Ik in der Kammer Il aufrechtzuerhalten.

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Claims

Kabel- und Metallwerke

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Patentansprüche

Verfahren zur maßgenauen Herstellung der Seele eines aus Innenleiter, dazu konzentrischem Außenleiter und dazwischenliegender Isolierung bestehenden koaxialen Hochfrequenz-Kabels, mit welchem die Isolierung mittels eines Extruders auf den Innenleiter aufgebracht wird, und mit welchem anschließend die Isolierung in einer beheizbaren, sich konisch verengenden Ziehvorrichtung mit einer dem gewünschten Außendurchmesser der Seele entsprechenden Durchtrittsöffnung kalibriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Isolierung (2) der in waagerechter Position vom Extruder (6) zur Ziehvorrichtung (ll) geführten Seele (5) von oben ein in Pulverform vorliegendes, mit der Isolierung fest verbindbares Isoliermaterial (8) aufgebracht wird, und daß in der als Kammer mit einem vergrößerten Hohlraum (13) ausgebildeten Ziehvorrichtung das von der Seele mitgeführte Isoliermaterial in geschmolzenen Zustand übergeführt und rundum auf die Isolierung aufgetragen wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isoliermaterial (8) verwendet wird, welches fest mit dem auf der Seele (5) aufliegenden Außenleiter (3) verklebt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß als Isoliermaterial (8) ein Copolymer des Äthylens verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial (8) vor seiner Aufbringung auf die Seele (5) erwärmt wird.
5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Isoliermaterial (8) mittels einer vibrierenden Dosiervorrichtung (7) auf die Seele (5) aufgebracht wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis '5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der die Seele (5) umgebenden Schicht aus dem Isoliermaterial (8) eine beheizbare Ziehvorrichtung (ll) eingesetzt ist, die als Kammer mit einem vergrößerten, sich in Bewegungsrichtung der Seele konisch verengenden Hohl—raum (13) ausgebildet ist und eine zylindrische Durchtrittsöffnung (15) aufweist, deren lichter Durchmesser dem gewünschten Außendurchmesser der Seele entspricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Durchtrittsöffnung (l5) zur Anpassung an unterschiedliche Seelendurchmesser als auswechselbarer Einsatz (l6) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (l6) aus einem abriebfesten Material, vorzugsweise aus Stahl, besteht.

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