DE1690491B1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung eines koaxialkabels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Koaxialkabels unter Verwendung eines zum Außenleiter geformten, mit seiner Längsrichtung parallel zur Kabellängsricntung angeordneten fortlaufenden Bandes, das aus einem äußeren, innen mit leitfähigem Material beschichteten Trägerband besteht, die eine erste Biegestation zum Querbiegen des den Außenleiter des Koaxialkabels bildenden Trägerbandes entsprechend dem Querschnitt des Außenleiters, eine zweite Biegestation zur Bildung eines Uberlappungsspaltes zwischen den Kantenabschnitten des Aüßenleiters, eine Heizvorrichtung, eine Vorrichtung für die kontinuierliche Zuführung von Lot im Bereich des Überlappungsspaltes sowie eine Antriebsvorrichtung für den Durchlauf des Kabels durch die aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen aufweist.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1100118 ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Koaxialkabeln bekannt, mittels welcher längseinlaufende geschichtete Metallbänder durch Querbiegen zu dem rohrförmigen Außenleiter geformt werden, wobei sich die Kantenabschnitte überlappen, so daß eine Kapillarspalte zur Aufnahme von geschmolzenem Lot gebildet ist. Der in der obengenannten Auslegeschrift nicht beschriebene Lötvorgang ist nicht unproblematisch auf Grund des dem Lot notwendigerweise beizumischenden Flußmittels. Durch das in den Kapillarspalt eindringende flüssige Lot gelangt auch Flußmittel in geschmolzener oder verdampfter Form in das Kabelinnere, wodurch die Übertragungseigenschaften des Kabels beeinträchtigt werden.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift 1136 757), das Flußmittel gesondert vor der Lotzuführung zuzuführen. Es hat sich indessen gezeigt, daß dadurch das Eindringen von Flußmittel in das Kabelinnere nicht mit Sicherheit verhindert werden kann. Überdies verursacht die genaue Flußmitteldosierung einen erheblichen Mehraufwand an Vorrichtungsteilen.

Es ist ferner bekannt (deutsche Auslegeschrift 1198 887), Lot und Flußmittel gleichzeitig zuzufügen. Auch diese Lösung ist unbefriedigend, da Lot und Flußmittel — sei es in Form eines mit Flußmittel gefüllten Lötdrahtes oder in Form einer pastösen Lot-Flußmittelmischung— praktisch nur in einen mehr oder weniger weit klaffenden Uberlappungsspalt eingebracht werden können, der anschließend während des eigentlichen Lötvorganges zusammengepreßt werden muß. Dabei läßt sich aber das Eindringen von Flußmittel und sogar von Lot in das Kabelinnere noch weniger vermelden, sofern nicht auf eine vollständige Füllung des Uberlappungsspaltes bis zur inneren Überlappungskante hin, d. h. auf optimale Festigkeit und Dichtheit der Überlappungsnaht verzichtet wird. Weiterhin ist es nachteilig, daß die Schmelzwärme für das Lot durch den äußeren Kantenabschnitt des Außenmantels im Bereich der Überlappungsnaht zugeführt werden muß, was mit einer entsprechend langen Zeitdauer der Wärmezufuhr und der Geffhr von Überhitzungen wärmeempfindlicher Kabelbestandteile verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei welcher der Eintritt von Flußmittel in das Kabelinnere vollständig vermieden wird und gleichzeitig eine gleichmäßige, d. h. bis an die innere Überlappungskante reichende Lotverteilung in der Überlappungsnaht ermöglicht ist, um eine mechanisch einwandfreie und feuchtigkeitsdichte Uberlappungsnaht zu erhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor der Heizvorrichtung eine Einstellvorrichtung angeordnet ist, welche die nach außen zeigende Öffnung des kapillarförmigen Uberlappungsspaltes in einem Winkel von 30 bis 60° aus der lotrechten Mittelebene drehbar macht, daß die mit einer einstellbaren Halterung versehene Heizvorrichtung den Außenleiter des Kabels in an sich bekannter Weise nur in einem auf dem Bereich der Längsnaht beschränkenden Umfangsabschnitt umgreift und daß unmittelbar hinter der Lotzuführung eine Kühlvorrichtung angeordnet ist.

Infolge dieser Ausbildung der Vorrichtung kann der Uberlappungsspalt in eine für das Eindringen des Lotes günstige Lage gebracht werden, in der die Kapillarwirkung zum vollständigen Ausfüllen des Spaltes ausreicht, wobei die Beheizung im Bereich der Längsnaht die Fließfähigkeit des Lotes gewährleistet; die unmittelbar anschließende Kühlung stellt sicher, daß das Lot sofort erhärtet und nicht durch den Spalt hindurch in das Innere des Kabelmantels gelangt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung einer Einrichtung zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Koaxialkabels,

F i g. 2 ein geschichtetes Band zur Herstellung des Außenleiters für ein Koaxialkabel im Querschnitt,

F i g. 3 den Querschnitt des Koaxialkabels mit rohrförmig zusammengebogenem Außenleiter,

Fig..4 die endgültige Querschnittsform des Koaxialkabels,

F i g. 5 einen Teil der Einrichtung nach F i g. 1 in perspektivischer Darstellung,

F i g. 6 einen Querschnitt des Einrichtungsteils nach F i g. 5,

F i g. 7 eine Walzenanordnung innerhalb des Einrichtungsteils nach F i g. 5,

Fig. 8 die Querschnittsform des Kabels in einem Zwischenzustand beim Durchlaufen des Einrichtungsteils nach F i g. 5,

F i g. 9 eine schematische Blockdarstellung der Lötstation innerhalb des Einrichtungsteils nach Fig.l,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung der Heizvorrichtung innerhalb der Lötstation nach. Fig. 9,

Fig. 11 einen schematischen Querschnitt gemäß Linie 1141 in F ig. 10,

Fig. 12 den Querschnitt des Außenleiters an der Zuführstelle des Lötdrahtes,

Fig. 13 einen Teilquerschnitt des Außenleiters im as Anfangsstadium der Lotzuführung und

Fig. 14 einen Teilquerschnitt aus Fig. 13.

Bei der Einrichtung nach Fig. 1 dient ein Abzug 10 zum Antrieb des Kabels. Am Anfang der Fertigungsstraße sind drei Vorratsrollen 16,18 und 22 an- geordnet, von denen ein verzinntes Stahlband zur Bildung einer Tragschicht des Kabel-Außenmantels 12 bzw, ein schmaleres, aus Kupfer oder Aluminium bestehendes Band zur Bildung einer Leitschicht des Außenmantels 14 bzw. ein Klebeband 20 abgezogen wird. In einer Richtstation 24 wird das Klebeband zwischen die beiden Metallbänder eingefügt, wobei deren Längskanten auf einer Seite bündig abschließen. Anschließend wird das so erhaltene dreischichtige Band in einer Heizvorrichtung 26 auf etwa 160° C erwärmt, wobei das Klebeband 20 erweicht. Anschließend werden die drei Schichten des Bandes durch Preßwalzen 29 zu einem Band 30 mit einem Querschnittsaufbau gemäß F i g. 2 fest verbunden. Nach Durchlaufen einer Luft-Abkühlungsstrecke erhält das Band mittels eines Zahnradpaares 32 ein wellenförmiges Profil.

Anschließend läuft das Band 30 in eine Walzen-Biegevorrichtung 34, der von einer Vorratsspule 38 ein drahtförmiger Innenleiter 36 zugeführt wird. Auf letzteren werden in einer Zuführstation 40 in gleichmäßigen Abständen geschlitzte Isolierschieben 42 aufgesetzt, die als Abstandshalter zwischen Innenleiter und Außenleiter des Koaxialkabels dienen.

In der Biegevorrichtung 34 wird das gewellte Band 30 in Querrichtung um die Isolierscheiben 42 des Innenleiters 36 gebogen, wobei die Tragschicht des Bandes 30 außen liegt. Auf diese Weise ergibt sich ein rohrförmiger geschichteter Außenleiter 44 mit zusammenstoßenden Kantenabschnitten 60, 62 gemäß Fig. 3.

Anschließend wird der Außenleiter durch Walzen in eine genau bestimmte Querschnittsform gebracht, wobei der Krümmungsradius des Rohrquerschnittes an der bündigen Längskante der Schichten 12 und 14 des Bandes 30, d. h. am Kantenabschnitt 60, geringer ist als der Krümmungsradius an dem gegenüberliegenden Kantenabschnitt 62 mit der vorstehenden Tragschicht. Anschließend werden die Kantenabschnitte 60, 62 in einer weiteren Biegestation 48 übereinandergeschoben, wodurch sich das vorgeformte Koaxialkabel 49 ergibt, welches anschließend die Lötstation 50 durchläuft und nach Verschließen der durch die Überlappung gebildeten Längsnaht des Außenleiters als fertiges Koaxialkabel 52 über den Abzug 10 zu einer Aufnahmetrommel 54 gelangt.

In Fig. 2 ist der Querschnittsauf bau des Bandes 30 mit unmaßstäblich vergrößerter Schichtstärke dargestellt. Die Trägerschicht 12 besteht hiernach aus einem Stahlband 56 mit beiderseitiger Zinnschicht 58. Zwischen dieser Tragschicht 12 und der aus einem Aluminium- oder Kupferband gebildeten Leiterschicht 14 liegt das Klebeband 20. Am rechten Kantenabschnitt 60 schließen die Schichten des Bandes 30 miteinander bündig ab, während am linken Kantenabschnitt 62 die Tragschicht 12 vorsteht.

Nach dem Überlappen der Kantenabschnitte 60, 62 wird die hierdurch gebildete Längsnaht mit Lot gefüllt und geschlossen, wobei sich die Querschnittsform des fertigen Koaxialkabels 52 gemäß Fig. 4 ergibt.

In Fig. 5 ist der Aufbau der aus der Biegevorrichtung 34 und einer Einstellvorrichtung 46 bestehenden ersten Biegestation sowie der zweiten Biegestation 48 im einzelnen veranschaulicht. Hiernach sind mehrere Walzenpaare 64 mit Lagerböcken 66 in Kabellängsrichtung verstellbar auf einem schienenförmigen Gestell 68 angeordnet. Beim Durchlaufen dieser Walzenpaare wird das Band 30 um den aus einem Führungsrohr 71 tretenden, die Isölierscheiben-42 tragenden Innenleiter 36 zum rohrförmigen Außenleiter 44 gebogen. Die Walzenpaare 64 sind mit Anschlagkanten versehen, welche den Querschnitt des Kabels so orientieren, daß die Längsnaht in bezug auf das Gestell 68 nach oben weist. Mittels einer Schwenkvorrichtung 69 wird sodann das Gestell 68 um seine Längsachse in einen Winkel von 45° gegen die Horizontale geschwenkt, so daß auch die Längsnaht des Außenleiters gemäß F i g. 4 eine entsprechende Lage einnimmt. Die Einstellvorrichtung 46 besteht gemäß FI g. 5 aus einer Leitvorrichtung 70, die im einzelnen in Fig. 6 dargestellt ist, und einer Walzenanordnung 72.

In F i g. 6 ist die Leitvorrichtung 70 abweichend von der betriebsmäßigen Neigung des Gestells 68 zwischen 30 bis 60° in senkrechter Lage angedeutet. Die Leitvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer frei drehbaren Scheibe 76, die über einen Schlitten 84 an einem gestellfesten Ständer 78 senkrecht verschiebbar geführt ist und mit einer messerartigen Umfangskante 80 zwischen die Kantenabschnitte 60, 62 des Außenleiters 44 eingreift. Der Schütten 84 wird über einen Spindeltrieb mit Handgriff 82 senkrecht verstellt. Die zwischen die Kantenabschnitte 60, 62 eingreifende Umfangskante 80, deren axiale Breite in Fig. 6 der Deutlichkeit halber übertrieben angedeutet ist, übt auf den Außenleiter eine in Umfangsrichtung sowie im Uhrzeigersinn wirkende Kraft aus, so daß der Kantenabschnitt 60 beständig gegen die geneigte Seitenfläche der Umfangskante 80 angepreßt wird. Die Mantelfläche 86 der Scheibe 76 drückt den Kantenabschnitt 60 dabei leicht abwärts.

Die Walzenanordnung 72 gemäß Fig. 5 umfaßt zwei in Fig. 7 gesondert dargestellte, mit rinnenförmigem Umfangsprofil versehene Walzen 88, 90. Der Profilradius der Walze 88 ist um 0,35 mm geringer

5 6

als derjenige der Walze 90, wobei die Profilrinnen vom Transformator zugeführten Hochfrequenzstrobeider Walzen an der Unterseite, d.h.. an der zur mes führen und die der Naht benachbarten Umfangs-Überlappung des Außenleiters entgegengesetzten teile des Außenleiters erwärmen. Eine gemeinsame Umfangsstelle, miteinander bündig abschließen. Auf Rückleitung 131 führt wieder den gesamten Hochfrediese Weise ergibt sich an der Überlappung eine Ra- 5 quenzstrom. In Fig. 11 ist die Lage der Leiterabdialdifferenz zwischen den Profilrinnen der beiden schnitte der Heizspule in bezug auf das Kabel sowie Walzen von 0,7 mm bzw. eine entsprechende Radial- die Neigung der Heizspule entsprechend der Winkeldifferenz der beiden Kantenabschnitte 60, 62, die in stellung der Längsnaht entsprechend der Neigung des Fig. 8 übertrieben veranschaulicht ist. Die von der Gestells 68 angedeutet.

Scheibe 76 der Leitvorrichtung 70 hervorgerufene iq In den Fig. 11 bis 14 ist sowohl die Stärke des

Torsion des Außenleiters im Uhrzeigersinn sorgt Außenleiters wie auch die Fugenstärke der Längsnaht

ständig dafür, daß der nach außen vorstehende Kan- der Anschaulichkeit halber übertrieben dargestellt,

tenabschnitt 62 gegen den Umfang eines zylin- Die Zuführung des Lötdrahtes an der Längsnaht

drischen Randabschnittes der Walze 88 anschlägt. ist in Fig. 12 dargestellt. Die Naht nimmt hier eine

Hierdurch wird erreicht, daß die genaue Formgebung 15 45°-Neigung entsprechend der Einstellung der Leit-

der Krümmungsradien des Außenleiters ohne Über- düse 94 bzw, der vorangehenden Bearbeitungsstatio-

lappung der Kantenabschnitte erfolgt. nen ein. Bei Berührung mit dem erwärmten Außen-

Die zweite Biegestation 48 umfaßt zwei Walzen- leiter 44 schmilzt das Lot und fließt durch Schwerpaare mit dem Außenleiter entsprechendem Rinnen- kraft am Umfang des Außenleiters in Richtung des profil. Beim Durchlaufen dieser Biegestation wird der 20 mit großer Geschwindigkeit vorrückenden in F i g. 12 Durchmesser des Außenleiters unter gegenseitiger bis 14 mit 134 bezeichneten Kapillarspaltes.
Überlappung der Kantenabschnitte 60, 62 auf sein In der V-förmigen Öffnung des Kapillarspaltes bilendgültiges Maß gebracht. Gleichzeitig werden die det sich dann eine Schmelze 136, in welcher sich das Kantenabschnitte radial zusammengedrückt, wobei Lot mit dem Flußmittel gleichförmig vermischt. Weder Überlappungsspalt eine Stärke von z. B. 0,13 mm 25 gen der geringen Stärke von nur 0,13 mm des Kapilannimmt. larspaltes fließt das Lot nicht sofort in die Naht ein.

Die Einzelheiten der Lötstation 50 sind in Fig. 9 Nach einer gewissen Zeit, wenn sich die Lot-Flußmit-

dargestellt. Hier durchläuft das vorgeformte Koaxial- telschmelze mit dem vorrückenden Kabel von der

kabel 49 eine Leitdüse 94, welche die Aufrechterhai- Zuführstelle entfernt hat, wird die Schmelze in den

tung der Querschnittsorientierung des durchlaufen- 3° Kapillarspalt gesaugt, bis dieser gemäß Fig. 14 voll-

den Kabels entgegen etwa vom Abzug 10 eingeleite- ständig angefüllt ist. Eine Überschußfüllung mit ge-

ten Störmomenten unterstützt. Zur Vorwärmung der schmolzenem Lot ist wegen der Abtrennung der

Nahtstelle ist eine induktive Heizvorrichtung 100 mit Schmelze von dem Nachschub durch den Lötdraht

Transformator 98 und Heizspule 96 sowie Steuerein- nicht möglich.

richtung 102 vorgesehen. Mittels einer einstellbaren 35 Die Abwesenheit jeglichen freien Flußmittels in

Halterung 104 läßt sich die Heizspule 96 in jede ge- der Naht vor dem Eindringen der Lot-Flußmittel-

wünschte Lage in bezug auf das Koaxialkabel brin- schmelze schließt ein Hineinzwingen von freiem

gen. Für die Speisung der induktiven Heizvorrichtung Flußmittel in den Kabelinnenraum durch die vorrük-

kann z. B. ein Hochfrequenzgenerator 106 mit einer kende Schmelze praktisch vollständig aus. Da ferner

Arbeitsfrequenz von 450 kHz und einer Leistung von 40 die Wärmeeinwirkung durch sofortige Kühlung des

5 kW verwendet werden. Die Leistungsregelung der die Lötstation verlassenden Kabels beendet wird, ist

Heizvorrichtung wird zweckmäßig mit dem Antrieb auch eine Beschädigung der wärmeempfindlichen

des Spills 10 gekoppelt, wodurch eine selbsttätige Kunststoffbestandteile des Kabels ausgeschlossen. So

Anpassung der Heizleistung an die Kabelgeschwin- ergibt sich eine gleichmäßige und hohe Fabrikations-

digkeit ermöglicht wird. 45 gute. Die Regulierung der Lötdrahtzuführung wird

Der Lötdraht 108 —im Beispielsfall ein harzge- sowohl durch die spannungsfreie Bewegung des Löt-

füllter Lötdraht — wird von einer Vorratsspule 110 drahtes im Führungsrohr 116 wie auch durch Tempe-

über ein Antriebsrad 112 mit Gegenrollen 114 ent- ratureinwirkung unterstützt.

sprechend der Kabelgesehwindigkeit abgezogen und Bei der soeben beschriebenen Wirkungsweise spielt über ein Führungsrohr 116 ohne Spannung zu der 50 der Abstand zwischen dem Ende des Führungsrohres vorgewärmten Lötstelle geleitet. Das Antriebsrad 112 116 und dem Außenleiter eine wichtige Rolle. Hierund das Führungsrohr 116 sind in einem Gehäuse durch wird aber unter Umständen auch der Lötdraht 118 angeordnet, dessen Stellung und damit auch die- nicht genau in die Eingangsfuge des Überlappungsjenige des Lötdrahtes in bezug auf das Kabel bzw. die Spaltes geführt. Wegen der erläuterten Neigung der Lötstelle mittels einer Stellvorrichtung 120 eingere- 55 Nahtstelle ist dies jedoch ohne schädliche Auswirgelt wird. Das Antriebsrad 112 ist mit einem Motor kung, solange der auf treffende Lötdraht mit dem 122 gekuppelt, dessen Drehzahl mittels einer Steuer- Außenleiter oberhalb der Öffnung des Kapillarspaltes Vorrichtung 124 entsprechend der Drehzahl des Ab- in Berührung tritt.

zuges eingeregelt wird. Nach dem Lötvorgang durch- Durch die Schwerkraft und die Wirkung der zur läuft das fertige Koaxialkabel 52 eine Kühlvorrich- 60 Naht hin ansteigenden Temperatur wird das Lot dann rung 126, um eine längere Wärmeeinwirkung und nämlich in jedem Fall in die Öffnung des Kapillarmögliche Beschädigung der Kunststoffbestandteile Spaltes geführt,
des Kabels durch sofortige Abkühlung zu verhüten. Für die erwähnte Verzögerung des Eindringens der

In Fig. 10 und 11 sind Einzelheiten der Heizspule Schmelze in den Kapillarspalt sind verschiedene

96 dargestellt. Danach erfolgt die Speisung der Heiz- 65 Gründe maßgebend. Zunächst tritt der eindringenden

spule durch einen mittleren, dem Kantenabschnitt 62 Lot-Flußmittelschmelze die Querschnittsverminde-

unmittelbar gegenüberliegenden Leiter 128, während rung der Eingangsfuge zum Kapillarspalt hin entge-

zwei äußere Leiterzweige 130 je etwa die Hälfte des gen, so daß die Schmelze beim Eindringen in den Ka-

pillarspalt beschleunigt werden muß. Ferner erfordert die zunehmende Erwärmung der Schmelze durch Wärmeübergang vom Außenleiter eine gewisse Zeit, so daß die Schmelze erst mit einer gewissen Verzögerung die für das Eindringen erforderliche geringe Viskosität erreicht. Eine weitere verzögernde Wirkung für das Eindringen der Schmelze bildet die für das Benetzen und Reinigen der Metallflächen durch das Flußmittel erforderliche Zeitspanne. Die Schmelze breitet sich daher zunächst unter zunehmender Ent- ίο fernung von der Zuführstelle in Längsrichtung der Eingangsfuge zum Kapillarspalt sowie unter vollständiger Füllung der Fuge aus. Nach einer gewissen Zeit setzt dann die Kapillarwirkung ein und bewirkt das

Einsaugen der Schmelze. Die Kapillarwirkung sorgt aber nicht nur für die vollständige Ausfüllung der Naht, sondern verhindert auch ein unzulässiges Austreten der Schmelze an der Innenseite des Spaltes in das Kabelinnere. Durch die Zuführung des Lotes in fester Form sowie mit der Temperatur des Außenleiters angepaßter Geschwindigkeit oberhalb des Kapillarspaltes läßt sich ferner auch das Überfluten der Eingangsfuge und das Eindringen der Schmelze in die Vertiefungen des Wellenprofils verhindern. Die geringe Stärke des mit Lot gefüllten Kapillarspaltes trägt weiterhin zu einer hohen Nahtfestigkeit bei.

Patentschutz wird nur begehrt für die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 209522/300

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Koaxialkabels unter Verwendung eines zum Außenleiter geformten, mit seiner Längsrichtung parallel zur Kabellängsrichtung angeordneten fortlaufenden Bandes, das aus einem äußeren, innen mit leitfähigem Material beschichteten Trägerband besteht, die eine erste Biegestation zum Querbiegen des den Außenleiter des Koaxialkabels bildenden Trägerbandes entsprechend dem Querschnitt des Außenleiters, eine zweite Biegestation zur Bildung eines Überlappungsspaltes zwischen den Kantenabschnitten des Außenleiters, eine Heizvorrichtung, eine Vorrichtung für die kontinuierliche Zuführung von Lot im Bereich des Überlappungsspaltes sowie eine Antriebsvorrichtung für den Durchlauf des Kabels durch die aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Heizvorrichtung (98) eine Einstellvorrichtung (69) angeordnet ist, welche die nach außen zeigende Öffnung des kapillarförmigen Uberlappungsspaltes (134) in einem Winkel von 30 bis 60° aus der lotrechten Mittelebene drehbar macht, daß die mit einer einstellbaren Halterung (104) versehene Heizvorrichtung den Außenleiter des Kabels in an sich bekannter Weise nur in einem auf dem Bereich der Längsnaht beschränkten Umfangsabschnitt umgreift und daß unmittelbar hinter der Lotzuführung (118) eine Kühlvorrichtung (126) angeordnet ist.

   35