DE69916381T2

DE69916381T2 - Elektrische Leitung und Verfahren und Vorrichtung zum Konfektionieren derselben

Info

Publication number: DE69916381T2
Application number: DE69916381T
Authority: DE
Inventors: Agusti Valls Prats
Original assignee: Pirelli Cables y Sistemas SA
Current assignee: Prysmian Cables y Sistemas SL
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: US20020139559A1; ATE264540T1; ES2220024T3; EP0981136B8; EP0981136A1; CA2280291A1; US6416813B1; DE69916381D1; EP0981136B1; US7053308B2; CA2280291C

Description

Die vorliegende betrifft ein elektrisches Kabel sowie ein Verfahren und ein Gerät zum Reduzieren des Reibungskoeffizienten dieses Kabels.
Hintergrund der Erfindung
Elektrische Kabel, die zumindest einen Leiterkern und zumindest eine Beschichtung beinhalten, sind bekannt.
Diese Kabel haben den Nachteil, dass ihre äußere Oberfläche einen hohen Reibungskoeffizienten hat, so dass sie nur schwer in das Innere von Wänden und Decken eingebracht werden können, denn wenn sie in Kontakt mit den angrenzenden Oberflächen (Rohren, Kabeln, etc.) geraten, verklemmen sie sich.
Um diese Schwierigkeit zu überwinden, werden alternative Materialien wie beispielsweise Vaseline momentan dazu verwendet, die Außenoberfläche des Kabels zu beschichten und dadurch den Reibungskoeffizienten zu reduzieren.
Auf komplementäre Art und Weise werden auch Führungen mit kleinem Durchmesser verwendet, von denen ein Ende durch den Hohlraum hindurch geführt wird, durch welchen das Kabel hindurchtreten soll, und deren anderes Ende am Ende des Kabels angebracht wird, das in den Hohlraum eingeführt werden soll. Wenn die Führung sich einmal an der gewünschten Stelle befindet, wird gezogen, bis das Ende des Kabels wieder erscheint, nachdem es durch den gesamten Abschnitt hindurchgetreten ist.
Egal welches Verfahren verwendet wird, die Installation solcher Kabel führt zu einem beträchtlichen Zeitverlust und zu wirtschaftlichen Kosten, da alternative Materialien erforderlich sind.
EP-A-0 905 717, Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ, offenbart eine Einrichtung zum Aufbringen eines Feststoffschmiermittels auf ein Kabel, wobei ein Film aus diesem Schmiermittel auf eine extrudierte Kabelhülle durch Sprühen in der Plasmaphase (Sputtern) aufgebracht wird.
EP-A-0 949 635, ebenfalls Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPÜ, beschreibt ein vorgeschmiertes Kabel sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Kabel ist mit einer äußeren Abdeckung versehen, und eine trockene nicht-klebrige schmierende Beschichtung haftet an der äußeren Oberfläche dieser äußeren Abdeckung.
DE-A-34 29 745 beschreibt ein Verfahren zum Erhöhen des Ertrags von Kabel-Hülsen-Installationen für die Herstellung von mit Plastik isolierten elektrischen Leitern. Das elektrostatische Aufladen der plastikisolierten Kerne führt zu einem Hafteffekt zwischen dem pulvrigen Schmiermittel und der Plastikisolierung der Kerne.
FR-A-2 674 364 offenbart ein Kabel mit einem geringen Reibungskoeffizienten sowie ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen dieses Kabels. Das Kabel ist dadurch gekennzeichnet, dass es um seinen äußeren Mantel herum eine weitere gleitende Ummantelung aus einem Komposit-Material aus Plastik und Silikonkunstharz beinhaltet.
DE-A-25 28 307 offenbart ein elektrisches Kabel mit zumindest einem Leiterkern und zumindest einer Beschichtung aus Plastikmaterial. Bei diesem Kabel ist auf die Oberfläche des Plastikmaterials durch Sprühen ein Schmiermaterial aufgebracht.
Beschreibung der Erfindung
Mit dem Verfahren, dem Kabel und dem Gerät gemäß der Erfindung können diese Nachteile gelöst werden, während weitere Vorteile geschaffen werden, die noch beschrieben werden.
Das Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kabeln gemäß Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt enthält, in dem ein Schmiermittel auf die Oberfläche des Kunststoffmaterials gesprüht wird, wobei dieser Sprühschritt zwischen dem Schritt des Überziehens des Leiterdrahts mit besagtem Kunststoffmaterial und dem Schritt des Kühlens des besagten Kunststoffmaterials ausgeführt wird.
Dadurch wird ein Kabel mit einem geringen Reibungskoeffizienten erzielt, so dass die darauf folgende Installation des Kabels beträchtlich vereinfacht wird, da es über die Oberflächen hinübergleitet, mit denen es in Kontakt gerät. Dies bedeutet auch einen klaren ökonomischen und zeitlichen Vorteil, da keinerlei alternative Materialien für Installation des Kabels erforderlich sind.
Diese Position des Sprühschritts in der Zeit ist wichtig, denn wenn der Leiterdraht mit dem Plastikmaterial beschichtet wird, befindet sich dieses Material in einem Schmelzzustand (bei ungefähr 150°C), und die hohe Temperatur dieses Zustands führt zu einer Verflüchtigung der Lösungsmittel im Schmiermaterial, was bedeutet, dass eine größere Anhaftung des Schmiermaterials an der Oberfläche des Plastikmaterials stattfindet. Das anschließende Abkühlen (bis auf ungefähr 20°C) des Plastikmaterials zusammen mit dem Schmiermaterial führt zu einem Austrocknen der Oberfläche, das zu einer Verbindung der Materialien führt, um eine Beschichtung mit einem geringen Reibungskoeffizienten zu erhalten. Ein geeignetes Schmiermaterial kann die Verwendung eines organischen Fluor-Harzes beinhalten, beispielsweise die Verwendung eines Polymers aus zumindest einem Fluormonomer, dass ausgewählt ist aus beispielsweise Tetrafluorethylen, Venylidenfluorid, Chlortrifluorethylen, etc. Die Verwendung von Polytetrafluorethylen (PTFE) ist besonders bevorzugt. Das Fluor-Kunstharz wird vorzugsweise in Form einer Emulsion oder wässrigen Dispersion verwendet.
Das elektrische Kabel nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass es ein Schmiermittel aufweist, das als Beschichtung auf die Oberfläche des Kunststoffmaterials durch Sprühen aufgebracht wurde.
Die äußere Beschichtung des Kabels ist so mit diesem Material gut imprägniert, das eine feine Schicht auf dem Plastikmaterial bildet, da es bei hohem Druck austritt und das Plastikmaterial sich auf einer hohen Temperatur befindet.
Das Gerät oder die Vorrichtung zur Herstellung von elektrischen Kabeln nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie bzw. es auch eine Einrichtung zum Sprühen eines Schmiermittels in einem halbgeschmolzenen Zustand auf die Oberfläche des Kunststoffmaterials aufweist.
Diese Einrichtung hat einen Behälterabschnitt, durch den das Kabel hindurchläuft, und eine Vielzahl von zum Sprühen des Schmiermittels geeigneten Düsen, die innerhalb des Behälterabschnitts angebracht sind, einen Schmiermittelbehälter und eine Druckpumpe, um das Schmiermittel vom Behälter zu den Sprühdüsen zu transportieren.
Außerdem beinhaltet die Einrichtung auch ein Druckeinstellventil, einen Füllstandsanzeiger des Schmiermittelbehälters sowie einen Druckanzeiger.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Um das eben Umrissene besser zu veranschaulichen, sind Zeichnungen angefügt worden, die schematisch und rein mittels eines nicht einschränkenden Beispiels einen praktischen Fall einer Ausführungsform zeigen.
In diesen Zeichnungen ist
1 eine schematische Ansicht der Vorrichtung für die Herstellung von elektrischen Kabeln gemäß dem Verfahren der Erfindung, und
2 eine schematische Draufsicht der Einrichtung für das Aufbringen des Schmiermaterials auf die Oberfläche des Kabels.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, beinhaltet die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Herstellen von elektrischen Kabeln 2 eine Spule 3, die einen Leiterdraht 4 zu einem Extrusionskopf 5 führt, welcher seinerseits einen Tank 6 für Plastikmaterial 7 beinhaltet; eine Einrichtung 8 für das Aufbringen des Schmiermaterials 9 durch Sprühen auf die äußere Oberfläche des Kabels; einen Kühlkasten 10 zum Abkühlen der äußeren Oberfläche des Plastikmaterials 7, welches sich in einem halbgeschmolzenen Zustand auf dem Leiterdraht 4 befindet; und eine Spule 11 zum Aufnehmen des entstehenden Kabels 2.
Wie sich auch aus den Zeichnungen ergibt, beinhaltet die Einrichtung 8 für das Aufbringen des Schmiermaterials 9 auf die Oberfläche des Kabels 2 einen Kastenabschnitt oder Behälterabschnitt, 12 durch welchen hindurch das Kabel 2 tritt; zwei Düsen 13, 14, die innerhalb des Behälterabschnitts 12 zum Sprühen des Schmiermaterials 9 angebracht sind; einen Tank 15 zum Aufbewahren des Schmiermaterials 9; eine Druckpumpe 16, um das Schmiermaterial 9 von dem Tank 15 zu den Sprühdüsen 13, 14 zu bewegen; ein Ventil (nicht dargestellt) zum Einstellen des Drucks, mit welchem das Schmiermaterial 9 durch die Sprühdüsen 13, 14 hindurch austritt; einen Anzeiger (nicht dargestellt) für die Füllhöhe des Tanks 15 für das Schmiermaterial 9; und einen Druckmesser (nicht dargestellt), um den Druck der zirkulierenden Gase zu messen.
Die Sprühdüsen sind Gasölbrenner-Sprühdüsen mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 25 Litern pro Stunde und einem Vorsprungskegelwinkel von 45 Grad.
Die Druckpumpe ist eine elektrische Getriebepumpe mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 500 Litern pro Stunde, einem maximalen Druck von 10⁶ N/m² (10 bar), einer Motorausgangsleistung von 0.373 kW (0.5 PS) einer Geschwindigkeit von 1450 upm, einer Spannung von 220/380 V, einem Gasansauggewinde mit 1,9 cm (3/4'') und einem Gasantriebsgewinde mit 0,35 cm (3/8'').
Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Erhalten von elektrische Kabeln 2 beinhaltet einen ersten Schritt, in welchem der Leiterdraht 4 mit dem geschmolzenen Plastikmaterial beschichtet wird, das sich ungefähr auf einer Temperatur von 150°C befindet; einen zweiten Schritt, in welchem das Schmiermaterial 9 aufgesprüht wird und eine feine Schicht auf dem Plastikmaterial 7 der Beschichtung bildet, wobei ausgenutzt wird, dass das Plastikmaterial immer noch in einem halbgeschmolzenen Zustand ist, um Anhaften des Schmiermaterials 9 an dem Plastikmaterial zu verbessern, da ein verflüchtigen der Lösungsmittel auftritt, welche Teil des Schmiermaterials sind; und einen dritten Schritt, in welchen das Abkühlen des Plastikmaterials 7 ausgeführt wird (bis auf ungefähr 20°C) zusammen mit dem Abkühlen des Schmiermaterials 9, um eine äußere Beschichtung des Kabels 2 mit einem geringen Reibungskoeffizienten zu schaffen. So wird ein Kabel 2 erhalten mit zumindest einem Leiterkern und einer äußeren Beschichtung, dessen hauptsächliches Merkmal ist, dass sein Reibungskoeffizient gering ist, sodass das Kabel einfacher zu installieren ist, da es auf den Oberflächen gleitet mit denen es in Kontakt gerät.
Es wichtig zu betonen, dass die Temperatur des Plastikmaterials 7 beim Aufbringen des Schmiermaterials 9 nicht geringer sein darf als 85°C.
Die Kabel 2, auf welche das Schmiermaterial 9 aufgebracht wird, können jede gewünschte Ausgestaltung haben.
Experimentell ist festgestellt worden, dass die Verwendung einer wässrigen Emulsion aus einem organischen flüssigen und durchscheinenden Fluor-Kunstharz vom Typ Polytetraflourethylen (PTFE) geeignet ist zum Schaffen einer beträchtlichen Reduzierung des Reibungskoeffizienten des Kabels, was bedeutet, dass das Kabel einfacher zu montieren ist, ohne dass irgendein äußeres Element hinzugefügt werden müsste, was eines der gemäß der vorliegenden Erfindung zu erreichenden Ziele ist.
Die vorgenannte wässrige Emulsion sollte eine Dichte von 1,0 + 0,02 g/ml und einen Siedepunkt von 100°C haben.

Claims

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kabeln (2), das einen Schritt beinhaltet, in dem ein Leiterdraht (4) mit einem geschmolzenen Kunststoffmaterial (7) überzogen wird, und einen Schritt, in dem dieses Kunststoffmaterial (7) gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt enthält, in dem ein Schmiermittel (9) auf die Oberfläche des Kunststoffmaterials (7) gesprüht wird, wobei dieser Sprühschritt zwischen dem Schritt des Überziehens des Leiterdrahts (4) mit besagtem Kunststoffmaterial (7) und dem Schritt des Kühlens des besagten Kunststoffmaterials (7) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel eine wässrige Emulsion eines organischen Fluor-Harzes vom Typ Polytetrafluorethylen (PTFE) ist.
Elektrisches Kabel (2), das mindestens einen leitenden Kern (4) und mindestens einen Kunststoffüberzug (7) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet; dass das elektrische Kabel (2) ein Schmiermittel (9) aufweist, das als Beschichtung auf die Oberfläche des Kunststoffmaterials (7) durch Sprühen aufgebracht wurde.
Vorrichtung (1) zur Herstellung von elektrischen Kabeln (2), die eine erste Wickelspule (3) beinhaltet, die dazu geeignet ist, einen Leiterdraht (4) einem Extruderkopf (5) zuzuführen, der einen Behälter (6) aufweist, der ein Kunststoffmaterial (7) enthält, das geeignet ist, den erwähnten Leiterdraht (4) zu überziehen, und die eine zweite Wickelspule (11) zum Aufnehmen des Kabels (2) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass sie auch eine Vorrichtung (8) zum Sprühen eines Schmiermittels (9) in einem halb geschmolzenen Zustand auf die Oberfläche des Kunststoffmaterials (7) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Sprühen des Schmiermittels (9) auf die Oberfläche des Kunststoffmaterials (7) geeignete Vorrichtung (8) einen Behälterabschnitt (12) aufweist, durch den das Kabel (2) hindurchläuft, und eine Vielzahl von zum Sprühen des Schmiermittels (9) geeigneten Düsen (13, 14), die innerhalb des Behälterabschnitts (12) angebracht sind, einen Schmiermittelbehälter (15) und eine Druckpumpe (16), um das Schmiermittel (9) vom Behälter (15) zu den Sprühdüsen (13, 14) zu transportieren.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Sprühen des Schmiermittels (9) auf die Oberfläche des Kunststoffmaterials (7) geeignete Vorrichtung (8) ein Druckeinstellventil, einen Füllstandsanzeiger des Schmiermittelbehälters (15) und einen Druckanzeiger aufweist.