Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mit Fluorkarbon isolierten elektrischen Leitung

Abstract

 Es ist bekannt, Fluorkarbonisolierungen durch eine Bandierung oder durch eine RAM-Extrusion mit anschließender Sinterung herzustellen. Um die Isolationseigenschaften zu verbessern und um weitere Vorteile zu erzielen, wird vorgeschlagen, die Isolierung (4, 10) aus einer inneren Isolierung aus Folie (4) und einer äußeren Isolierung aus RAM-Extrudat (10) herzustellen und beide gemeinsam zu versintern. Wenn insbesondere dünne Leitungen gekennzeichnet werden sollen, kann die Kennzeichnung auf die Folie (4) aufgebracht und von einer äußeren transparenten Schicht (10) abgedeckt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer isolierten elektrischen Leitung, bei welcher der Leiter mit einer Fluorkarbon-Isolierung umgeben wird.

[0002] Es ist bekannt, elektrische Leiter mit einer Schicht aus Polytetrafluorethylen zu isolieren. Die Schicht wird entweder aus einem RAM-Extruder aufextrudiert oder in Form eines Bandes auf den Leiter bandiert. Danach wird die Isolierschicht gesintert.

[0003] Bei der Isolierung in Pastenform mittels RAM-Extruders können jedoch infolge schwankender, systembedingter Fertigungsparameter, wie insbesondere Spritzdruck und Reduktionsverhältnis, Isolationsfehler, wie Risse, auftreten, die Hochspannungsdurchschläge zur Folge haben.

[0004] Bei der Isolierung mittels einer relativ dicken bandierten Folie oder dergleichen sind zwar derartige Nachteile ausgeschlossen. Jedoch ergibt sich durch die Überlappung der Folienkanten eine ungleichmäßige und teils unansehnliche Oberflächenstruktur.

[0005] Es ist bekannt, daß bestimmte unpolare Kunststoffe, z. B. mittels Bedruckung schwer zu kennzeichnen sind. Ihre Kennzeichnung ist nicht abriebfest, da die Farbe oder dergleichen keine innige Verbindung mit dem Isolierwerkstoff eingeht.

[0006] Bei polyethylenisolierten Adern von Fernmeldekabeln ist daher schon vorgeschlagen worden, auf eine erste Polyethylen-Hülle die Kennzeichnung und darüber eine transparente Hülle aus einem anderen Kunststoff aufzubringen, vergleiche DE 15 90 965 A1. Die transparente Isolierhülle kann dabei auch in Pulverform aufgesintert bzw. mit der ersten Isolierschicht zusammengesintert werden.

[0007] Zur gleichen Problematik ist vorgeschlagen worden, eine Grundisolierung auf den Leiter zu extrudieren, darauf die Kennzeichnung aufzubringen und schließlich eine zweite, insbesondere farblose Isolierung im Dispersionsverfahren aufzubringen, vergleiche DE 23 20 709 A1.

[0008] Beide vorgenannten Vorschläge betreffen jedoch nicht das eingangs erläuterte Gebiet der Isolierungen aus Fluorkarbonen und können daher keine Lösung der dortigen spezifischen Probleme angeben.

[0009] Der Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, ein Verfahren anzugeben, dessen Anwendung zu mit Fluorkarbon isolierten Leitungen führt, die eine äußerst sichere Isolierung aufweisen. Desgleichen soll eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

[0010] Die Erfindung schlägt hierzu die im Patentanspruch 1 aufgeführten Verfahrensschritte vor. Varianten des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 aufgezeigt. Bevorzugte Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 6 und 7 aufgezeigt. Die Ansprüche 8 bis 10 zeigen bevorzugte Leitungen, die mit Hilfe der erfingungsgemäßen Verfahren bzw. Vorrichtungen hergestellt sind.

[0011] Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine mit Fluorkarbon isolierte Leitung erzielt, deren Isolierung von großer Gleichmäßigkeit ist, und zwar sowohl in ihren Abmessungen als auch in ihrer Zusammensetzung. Es ergibt sich damit eine Isolierung mit gleichmäßig glatter Oberfläche und gleichbleibender Dicke. Risse in der Isolierung treten nicht mehr auf, so daß auch keine Hochspannungsdurchschläge mehr möglich sind. Dies ist besonders wichtig bei dünnen Leitungen mit ca. 2 mm Durchmesser.
Diese Ergebnisse werden am besten mit dem Verfahren nach Patentanspruch 2 erzielt, durch das schon die erste Isolierschicht eine gleichmäßige Oberfläche aufweist. Eine ähnliche Qualität wird erzielt, wenn die gemäß Patentanspruch 3 vorgesehene Bandierung so erfolgt, daß nur eine geringe Überlappung der Folienkanten vorhanden ist. Die Einfärbung der Isolierung kann in sparsamer Weise nach Patentanspruch 4 erfolgen. Falls eine Kennzeichnung, z. B. mittels Bedruckung, erwünscht ist, erfolgt diese gemäß Patentanspruch 5, so daß die Bedruckung oder dergleichen völlig abriebfest angeordnet ist. Bevorzugte Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Patentansprüchen 6 und 7 aufgezeigt. Bevorzugte Leitungsausbildungen sind den Patentansprüchen 9 und 10 entnehmbar.

[0012] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im Nachfolgenden näher beschrieben wird.

Figur 1

zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit der auch eine Kennzeichnung durchgeführt werden kann.

Figur 2

zeigt einen Schnitt durch den folierten Leiter nachdem er die erste Sinterung durchlaufen hat, sehr stark vergrößert.

Figur 3

zeigt ein Stück einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Leitung, stark vergrößert.

Figur 4

zeigt einen Schnitt durch die fertige Leitung nach Figur 2, noch stärker vergrößert.

[0013] Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einer Zuführung 1 für einen Leiter 2, einer Zuführvorrichtung 3 für eine farbige Folie 4, eine Kalibriervorrichtung 5 für die Folie 4, eine Sintervorrichtung 6 für die Versinterung der Überlappungsstellen 7, siehe Figur 2, einer Kennzeichnungsvorrichtung 8, z. B. in Form einer Bedruckungsvorrichtung zum Aufbringen einer Beschriftung, siehe Figur 3, einem RAM-Extruder 9 zum Aufbringen der zweiten transparenten Isolierschicht 10, siehe Figur 4, einer Sintervorrichtung 11 und einer Abzugs- und Aufspulvorrichtung 12 für die fertige Leitung 13.

[0014] Das Verfahren läuft folgendermaßen ab:
Die farbige Folie 4 aus ungesinterten Polytetrafluorethylen wird in der als Kalibriervorrichtung ausgebildeten Formvorrichtung 5 ringförmig um den Leiter 2 gelegt, so daß die Längskanten leicht, d. h. ca. 10 bis 15 Prozent der Folienbreite, überlappnen, Vergleiche auch Figur 2. Da Folie 4 sehr dünn ist, fällt diese Überlappung nicht ins Gewicht. Die Folie 4 umschließt den Leiter 2 fest.

[0015] Mittels der als induktives Heizgerät ausgebildeten Sintervorrichtung 6 wird die Überlappung 7 der Folie 4 soweit versintert und damit die Kanten miteinander verklebt, daß ein Öffnen nicht mehr möglich ist. Falls gewünscht, wird dann die Oberfläche 4a der angesinterten PTFE-Folie 4, z. B. mittels Ink-Jet-Bedruckung, gekennzeichnet, z. B. mit dem Firmennamen, vergleiche Figur 3.

[0016] Danach erfolgt in RAM-Extruder 9 eine Beschichtung 10 mit einer transparenten PTFE-Schicht, so daß die geforderte Isolierwanddicke erreicht ist, vergleiche Figur 4.

[0017] Dieser Aufbau durchläuft die Sintervorrichtung 11, in der die gesamte PTFE-Isolierung, 4 und 10, miteinander versintert: Oberhalb von 400°C kommt es zu einem homogenen Verbund zwischen der Folie 4 und der Isolierschicht 10. Diese homogene Isolierung weist nicht nur einen hohen Isolationswiderstand auf, sondern führt auch zu einem gleichmäßigen, gefälligen Oberflächenaufbau der Leitung. Auch Hochspannungsdurchschläge, die bei der bloßen RAM-Extrusion nicht ganz vermeidbar sind und zu erheblichem Ausschuß führen können, treten nicht mehr auf.

[0018] Ein typisches Beispiel einer erfindungsgemäß hergestellten Leitung hat folgenden Aufbau:

Leiter	AWG 18, 19drähtig, Kupfer versilbert oder vernickelt
Folie	ungesintertes PTFE,
	Breite 5,2 mm
	Dicke 0,07 mm
	Überlappung ca. 0,5 mm
RAM-Isolierung	PTFE-Isolierung
	Dicke 0,35 mm
Außendurchmesser der fertigen Leitung nach Sinterung	2,05 mm

Bezugszeichenliste

[0019] 

1

Zuführungsvorrichtung für 2

2

Leiter

3

Zuführungsvorrichtung für 4

4

Folie

5

Formvorrichtung für 4

6

Sintervorrichtung für 4

7

Überlappung von 4

8

Bedruckungsvorrichtung

9

RAM-Extruder für 10

10

Zweite Isolierschicht, transparent

11

Sintervorrichtung für 4 und 10

12

Abzugs- und Aufspulvorrichtung für 13

13

Leitung

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer isolierten elektrischen Leitung, bei welcher der Leiter mit einer Fluorkarbon-Isolierung umgeben wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Der Leiter (2) wird von einer fluorkarbonhaltigen, ungesinterten, überlappenden Folie (4) umgeben;

b) Die Folie (4) wird an ihrer Überlappungsstelle (7) gesintert;

c) Eine zweite fluorkarbonhaltige Isolierschicht (10) wird im RAM-Verfahren aufgebracht;

d) Die Leitung (13) wird einem Sinterprozeß unterworfen.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (4) längslaufend über den Leiter (2) geformt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie auf den Leiter bandiert wird.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche eins bis drei, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (4) eingefärbt, die zweite Isolierung (10) jedoch transparent ausgebildet wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (4) nach dem Versintern der Überlappung (7) gekennzeichnet, insbesondere bedruckt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgenden Aufbau:

a) Zuführungsvorrichtung (1) für den Leiter (2);

b) Zuführungsvorrichtung (3) für die Folie (4);

c) Formvorrichtung (5) für die Folie (4);

d) Sintervorrichtung (6) für die Folie (4);

e) RAM-Extruder (9) für die zweite Isolierschicht (10);

f) Sintervorrichtung (11) für die zweite Isolierschicht (10) und die Folie (4);

g) Abzugs- und Aufspulvorrichtung (12) für die fertige Leitung (13).

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 5 in Verbindung mit mindestens einem der anderen Verfahrensansprüche, gekennzeichnet durch die Merkmale a) bis g) des Patentanspruches 6 und durch eine zwischen d) und e) angeordnete Kennzeichnungsvorrichtung (8).

8. Leitung, hergestellt nach einem der Verfahren 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Folie (4) ein Drittel bis ein Zehntel, vorzugsweise ein Fünftel der Dicke der RAM-Extrudierschicht (10) beträgt.

9. Leitung, hergestellt nach einem der Verfahren 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluorkarbon Polytetrafluorethylen verwendet ist.

10. Leitung, hergestellt nach einem der Verfahren 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappung (7) der Folie (4) 0,3 bis 1 mm beträgt.

Zeichnung