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Die Erfindung betrifft Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung
von Koaxialkabeln mit einem den Innenleiter vollkommen einhüllenden, isolierenden
Abstandshalter aus geschäumtem Polystyrol, der an seiner Außenfläche mit einer flexiblen
und haftend gemachten Kunststoff-Folie fest verbunden ist. Sie geht von einem in
der ausgelegten Patentanmeldung p 49914 D beschriebenen Verfahren aus, bei welchem
ein Innenleiter mit Bändern oder Streifen von vollständig geschäumten, festen Schaumstoffen
umgeben und dieser Körper dann von einem Außenleiter umhüllt wird. Das Aufbringen
der Schaumstoffbänder auf den Innenleiter kann geschehen durch Längsbeschichtung
oder auch durch Umspinnen.
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Der hierbei benötigte hohe Arbeitsaufwand des zumindest zweistufigen
Verfahrens, in dem zunächst die Schaumstoffstreifen hergestellt und diese dann mit
dem Innenleiter zusammengebracht werden müssen, bedingt verhältnismäßig hohe Kosten
des Endproduktes. Die Herstellung ist auch nicht kontinuierlich, da zuerst die Schaumstoffbänder
ausgeschnitten werden müssen, die dann den Innenleiter zu umgeben haben.
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Auch die deutsche Patentanmeldung S 24661 zeigt ein Verfahren zur
Herstellung von elektrischen Leitungen mit Schaumstoffbändern, die in fertig geschäumtem
Zustand auf die Kabelseele aufgebracht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfaches,
zuverlässiges und schnelles Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines verlustarmen
Koaxialkabels zu schaffen, dessen Abstandshalter Polystyrolschaum ist, dem aber
dennoch trotz der ungünstigen mechanischen Eigenschaften des Polystyrolschaums die
beim Verlegen des Kabels auftretenden Verbiegungen keinen Schaden zufügen.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in der Weise, daß die Kunststoff-Folie,
auf welche nicht vollständig geschäumtes Polystyrolgranulat aufgebracht ist, zusammen
mit einem mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Formungsband und dem konzentrisch
gehaltenen Innenleiter zuerst einen die koaxiale Form herstellenden Formungsapparat
und anschließend eine die vollständige Verschäumung des Granulates erzeugende Erhitzungsvorrichtung
durchläuft, in welcher die innig haftende Verbindung des Polystyrolschaums in sich
und mit dem Folienband eintritt.
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Mit Hilfe des so gekennzeichneten Verfahrens kann in einem einzigen
durchlaufenden Prozeß ein Koaxialkabel aus seinen Einzelbestandteilen hergestellt
werden, das ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften hat, dessen Innenleiter genau
konzentrisch festgelegt ist und dessen Abstandshalter, nämlich der Polystyrolschaumkörper,
durch die ihn umgebende flexible Kunststoff-Folie, mit der der Polystyrolschaum
während des Erhitzungsvorgangs innig haftend verschmilzt, eine mechanische Festigkeit
erhält, die gewährleistet, daß die Verbiegungen beim Verlegen des Kabels den Polystyrolschaum
nicht zerbröckeln lassen.
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Es ist möglich, vor dem Aufbringen des Polystyrolgranulates, das sowohl
ungeschäumte Polystyrolkörner oder -chips als auch teilweise geschäumtes Polystyrolgranulat
sein kann, das Folienband in an sich bekannter Weise mit einem Kleber zu bestreichen,
damit das Granulat oder die Chips darauf wenigstens so lange haften, bis sie während
des Erhitzungsprozesses miteinander und mit dem Folienband innig haftend verschmelzen.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird ein endloses Formungsband verwendet, das am Ende der Bearbeitungsstrecke vom
Kabelkern wieder abgezogen und dem Streckenanfang erneut zugeführt wird. Es ist
damit möglich, das Formungsband über längere Zeit immer wieder zu benutzen.
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Es kann jedoch statt dessen auch ein bleibendes Formungsband verwendet
werden, als das vorzugsweise der Außenleiter dient.
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Soll ein besonders durchmesserstarkes Koaxialkabel hergestellt werden,
so werden vorzugsweise die Verfahrensschritte des Beschichtens, Verformens, Erwärmens
und Ablösens des Formungsbandes mehrmals hintereinander vorgenommen. Dabei wird
bei jeder neuen Schrittfolge der vorhandene Kabelkern als neue Kabelseele verwendet.
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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung an speziellen Ausführungsbeispielen
nochmals erläutert, wobei Merkmale, Vorteile und Eigenschaftenr der Erfindung deutlich
offenbar werden. Es zeigen F i g. 1 und 2 Querschnitte durch Koaxialkabel, die nach
dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt sind, F i g. 3 und 4 schematische Darstellungen
zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung der Koaxialkabel.
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Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform, welche für Koaxialkabel
von verhältnismäßig kleinem Durchmesser geeignet ist, besitzt einen Mittel- oder
Innenleiter 1, einen isolierenden Abstandhalter 2, der vorzugsweise aus geschäumtem
Polystyrol hergestellt und konzentrisch um den Innenleiter 1 herum geformt ist,
eine Polyäthylenfilmlage 3, die mit der Außenfläche des isolierenden Abstandhalters
2 innig haftend verbunden ist, einen Außenleiter 4, welcher konzentrisch um die
Außenfläche der Lage 3 herum geformt ist, und eine äußere Abdecklage 5, die eine
Umwicklung aus einem abschirmenden Band und eine Umwicklung aus einem Bindestreifen
aufweist.
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Ein Hauptmerkmal des Koaxialkabels besteht darin, daß der isolierende
Abstandhalter 2 aus geschäumtem Polystyrol um den Mittelleiter 1 herum an seiner
Außenfläche von einem innig haftenden dünnen Film 3 aus Polyäthylenharz eingeschlossen
ist.
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Wenn nur geschäumtes Polystyrolmaterial verwendet werden würde, würde
es außerordentlich zerbrechlich sein, und selbst ein geringes Biegen würde das Entstehen
von Rissen im Material verursachen, das dann zerfallen würde. Wenn jedoch dieser
Abstandshalter aus geschäumtem Polystyrol erfindungsgemäß mit einer innig haftenden
Filmlage 3 aus Polyäthylen bedeckt wird, wird die Zerbrechlichkeit des geschäumten
Polystyrols als solches ausgeglichen, so daß nicht sofort Risse entstehen, wenn
das Kabel geringfügig gebogen wird, wie dies beim normalen Gebrauch der Fall sein
kann.
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F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform, die für Koaxialkabel mit einem
verhältnismäßig großen Durch- -messer geeignet ist. Dieses Koaxialkabel besitzt
in konzentrischer Anordnung und in der angegebenen Reihenfolge von der Mitte nach
außen einen Mittel-oder Innenleiter 1, einen isolierenden Abstandhalter 2 aus geschäumtem
Polystyrol, eine Polyäthylenfilmlage 3, welche innig an der Außenfläche des Abstandhalters
2 haftet, einen isolierenden Abstandkalter
2 a aus geschäumtem
Polystyrol, welcher um die Außenfläche der Lage 3 herum geformt ist und innig an
dieser haftet, eine Polyäthylenfilmlage 3 a, welche innig an der Außenfläche des
Abstandhalters 2 a haftet, einen Außenleiter 4 sowie eine äußere Abdecklage 5 aus
einer Abschirmbandumwicklung und aus einer Bindebandumwicklung.
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Die in F i g. 1 und 2 dargestellten, vorangehend beschriebenen Ausführungsformen
können nach dem nachfolgend in Verbindung mit F i g. 3 und 4 dargestellten Verfahren
hergestellt werden.
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Bei der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung, welche zur Herstellung
der Ausführungsform nach F i g. 1 geeignet ist, wird ein Polyäthylenband oder -streifen
6 kontinuierlich von einer Zuführungseinrichtung zugeführt, wobei es in einer im
wesentlichen geraden Linie- längs der Behandlungsstrecke gespannt gehalten wird.
Zuerst wird in stetiger Weise ein Klebstoff oder ein Lösungsmittel 7 (z. B. Benzol)
durch Aufspritzen auf die Oberfläche dieses Polyäthylenstreifens 6 aufgebracht,
worauf dann Polystyrolchips 8, die noch nicht geschäumt worden sind (z. B. Chips,
die durch Einweichen von Polystyrol während 24 Stunden bei Raumtemperatur in Petroläther
mit einem Siedepunkt von 60 bis 65° C und Dichlormethan erhalten worden sind, oder
Chips, die durch Einweichen von Polystyrol während 24 Stunden bei 25° C in Hexan
und Methanol erhalten wurden, wobei die Chipsgröße etwa 0,5 bis 1,0 mm beträgt)
gleichmäßig verteilt werden. Auf und längs dieses Chipsstreifens wird der Mittelleiter
9 kontinuierlich aufgebracht, während ein Material 10, z. B. ein Kupferband, für
den Außenleiter kontinuierlich unterhalb und längs der Unterseite des Polyäthylenstreifens
6 zugeführt wird. Die vorgenannten Materialien werden durch einen Formungsapparat
11 geleitet, in welchem um den Mittelleiter 9 herum die noch nicht geschäumten Polystyrolchips
8, der Polyäthylenstreifen 6 und der Außenleiter 10 aufeinanderfolgend in der Längsrichtung
zu einer Hülle von konzentrischer Anordnung geformt werden. Die konzentrische Lage
des Innenleiters wird dadurch eingehalten, daß sämtliche Vorrichtungsteile konzentrisch
um den mit ausreichender Zugspannung gehaltenen Innenleiter angeordnet sind.
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Nach dem Verlassen des Formungsapparats 11 wird dann das so erhaltene
Produkt mit einer oder mehreren Lagen eines Abschirmbandes und Bindebandes 12 umwickelt.
Das so umwickelte Kabel wird dann durch eine Heizvorrichtung 13 geleitet. Während
seines Durchgangs durch die Heizvorrichtung 13 wird das halbfertige Kabel auf eine
Temperatur zwischen 110 und 120° C erwärmt, wodurch die noch nicht geschäumten Polystyrolchips
8 zum Schäumen gebracht werden und gleichzeitig die einzelnen Chips innig aneinanderhaftend
verbunden werden, so daß diese einen zusammenhängenden Körper darstellen, welcher
die Schicht aus geschäumtem Polystyrol bildet. Außerdem wird gleichzeitig das Polyäthylenband
haftend auf die Außenfläche der geschäumten Polystyrolschicht aufgebracht. Schließlich
wird durch das Aufbringen einer nicht gezeigten Umhüllung auf das Kabel die Herstellung
eines Koaxialkabels von der in F i g. 1 gezeigten Art abgeschlossen. Die vorangehende
Beschreibung bezieht sich auf den Fall, bei welchem die noch nicht geschäumten Polystyrolchips
verwendet werden, jedoch läßt sich das gleiche Ergebnis auch dann erzielen, wenn
unvollständig geschäumtes Polystyrol verwendet wird.
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Ein etwas abgewandeltes Verfahren ist in der F i g. 4 wiedergegeben.
Hier wird gleichfalls zuerst ein Polyäthylenstreifen 6 der Behandlungsstrecke zugeführt;
auf dessen Oberfläche ein Klebstoff oder ein Lösungsmittel ? aufgebracht wird. Auf
diesem werden noch nicht vollständig geschäumte Polystyrolchips 8 gleichmäßig verteilt.
Oberhalb und längs dieser Chipsstreifen wird der Mittelleiter 9 zugeführt. Bis zu
diesem Punkt ist das Verfahren das gleiche wie in F i g. 3. Bei dem Verfahren nach
F i g. 4 wird jedoch ein Formungsband 14 unterhalb des Polyäthylenstreifens
6 so zugeführt, daß es die vorgenannten Materialien durch einen Formungsapparat
11 hindurch begleitet, in welchem um den Mittelleiter 9 herum die noch nicht vollständig
geschäumten Polystyrolchips 8, der Polyäthylenstreifen 6 und das Formungsband 14
aufeinanderfolgend in der Längsrichtung zu einer Umhüllung von konzentrischer Anordnung
geformt werden.
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Das teilweise fertiggestellte Kabel wird nach dem Verlassen des Formungsapparates
11 unmittelbar durch eine Heizvorrichtung 13 geführt, in welcher die Heiztemperatur
zwischen 110 und 120° C beträgt, genau wie in dem in F i g. 3 dargestellten Fall.
Dies hat zur Folge, daß die noch nicht vollständig geschäumten Polystyrolchips 8
aufschäumen und die innere geschäumte Polystyrolschicht bilden, um die herum der
Polyäthylenstreifen 6 haftend aufgebracht ist.
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Das Formungsband 14 ist vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen hergestellt,
das durch die Erwärmung in der Heizvorrichtung 13 nicht zum Schmelzen oder zur haftenden
Verbindung mit dem Polyäthylenstreifen 6 gebracht wird. Darüber hinaus kann, da
dieses Material nicht haftet, sondern gute Gleiteigenschaften hat, das Band 14 vor
der weiteren Behandlung des Kabels, etwa dem Anbringen des Außenleiters oder auch
einer zweiten nochmaligen Beschichtung mit einer Polystyrolschicht zur Bildung eines
besonders starken Kabels, wie es in der F i g. 2 gezeigt wird, abgezogen werden.
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Das Formungsband ist endlos und über Rollen 74
geführt und wird
durch eine Antriebsrolle 73, welche ihrerseits ihren Antrieb von einem Motor 72
erhält, angetrieben.
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Vorzugsweise wird im Bereich des Kabels nach Abziehen des Formungsbandes
eine in der Zeichnung nicht dargestellte Meßvorrichtung, vornehmlich eine kapazitive
Meßvorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe die exakte Lage des Mittelleiters innerhalb
des nunmehr fertigen und mit dem geschäumten Abstandhalter umgebenen Kern festgestellt
werden kann. Mit Hilfe des dort abgenommenen Meßwertes wird die Lage der Zuführrolle
für den Mittelleiter exakt gesteuert, so daß unbedingt gewährleistet ist, daß der
Mittelleiter innerhalb des geschäumten Abstandhalters koaxial liegt.