Claims (4)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Zwei- oder Mehrleiterkabel zur Übertragung elektrischer Signale für Messwerte, Steuerbefehle oder Regelprozesse mit kurzschlägig verseilten und abgeschirmten, elektrisch isolierten Leitern unter einem wärmefesten Aussen-mantel, gekennzeichnet durch einzeln isolierte Leiter (1), die mit Beilaufmaterial (3) zusammen zu einem gerundeten Kabelkörper zweckentsprechend kurzschlägig verseilt sind, durch eine erste Umwicklung (4) des Kabelkörpers mit Poly-imidband, durch eine zweite Umwicklung (5) mit Schirmleiterfunktion, durch eine dritte Umwicklung (6) mit einer leitfähigen Metallfolie, durch einen Reissdraht (7) und durch einen aus einem Fluorcarbon bestehenden Schutzmantel (8).1. Two- or multi-conductor cable for the transmission of electrical signals for measured values, control commands or control processes with short-stranded and shielded, electrically insulated conductors under a heat-resistant outer sheath, characterized by individually insulated conductors (1) which, with additional material (3), together form a rounded cable bodies are stranded appropriately short, by a first wrapping (4) of the cable body with polyimide tape, by a second wrapping (5) with shielding function, by a third wrapping (6) with a conductive metal foil, by a tear wire (7) and by a protective jacket (8) made of a fluorocarbon.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (1) und die zweite Umwicklung (5) je aus Litzendraht bestehen, und dass alle Litzenbündel wenigstens angenähert gleiche Querschnitte haben.2. Cable according to claim 1, characterized in that the conductors (1) and the second wrapping (5) each consist of stranded wire, and that all bundles of strands have at least approximately the same cross-sections.
3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Umwicklung (6) aus einem Kupfer-, Aluminiumoder Mu-Metallband hergestellt ist, als Abschirmung dient und mit der zweiten, als Schirmleiteranschluss dienenden Umwicklung (5) galvanisch verbunden ist.3. Cable according to claim 1, characterized in that the third wrapping (6) is made of a copper, aluminum or mu-metal strip, serves as a shield and is galvanically connected to the second wrapping (5) serving as a shield conductor connection.
4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation (2) der Leiter (1) ebenfalls aus einem Fluorcarbon besteht.4. Cable according to one of claims 1 to 3, characterized in that the insulation (2) of the conductor (1) also consists of a fluorocarbon.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zwei- oder Mehrleiterkabel gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a two- or multi-conductor cable according to the preamble of patent claim 1.
Für thermoelektrische Messeinrichtungen werden insbesondere im Zusammenhang mit Thermoelementen Ausgleichsleiterkabel bei der Temperaturmessung als Verbindungsleitung zwischen Thermoelement, Vergleichsstelle und Messgerät benützt. Neuerdings wird auch die Temperaturmessung unter Einbezug von Prozessrechnern zur Steuerung bzw. zur Regelung eingesetzt. An eine Messsignalübertragung werden daher immer höhere Ansprüche bezüglich Entkoppelung, Störfreiheit und andere äussere Einflüsse gestellt. Von aussen wirken oftmals mechanische und physikalische Umwelteinflüsse nebst chemisch-aggressiven Verbindungen auf das Kabel ein. Ausserdem steigt die Nachfrage nach dünneren Kabeln, welche den auftretenden schädlichen Einflüssen gerecht werden und die wegen der Trends zur Kompaktbauweise weniger Platz beanspruchen dürfen.For thermoelectric measuring devices, especially in connection with thermocouples, compensating conductor cables are used in temperature measurement as a connecting line between the thermocouple, reference point and measuring device. Recently, temperature measurement has also been used with the inclusion of process computers for control or regulation. Ever greater demands are therefore placed on the transmission of measurement signals in terms of decoupling, freedom from interference and other external influences. From the outside, mechanical and physical environmental influences often act on the cable, along with chemically aggressive compounds. In addition, the demand for thinner cables is increasing, which can cope with the harmful influences that occur and which, due to the trend towards compact construction, can take up less space.
Besonders hohe Ansprüche werden an Signalleiterkabel bzw. an Kabel zum Messen, Steuern und Regeln (MSR-Kabel genannt), beispielsweise in Kraftwerkanlagen gestellt, wo starke elektrische und magnetische Felder die hochohmigen Messkreise stören können. Die bekannten Leiter dieser Art haben in der Regel Isolationen aus Piastomeren und Elastomeren oder imprägnierter Glasseide. Diese Kabel sind aber feuchtigkeits-, korrosions- und schmierstoffempfindlich, halten teilweise keine sehr hohen Temperaturen aus und beanspruchen relativ viel Platz, letzteres vor allem, wenn die Isolation für eine Prüfspannung von 2000 V nach geltenden Prüfvorschriften relativ dickwandig ausgeführt werden muss.Particularly high demands are placed on signal conductor cables or cables for measuring, controlling and regulating (called MSR cables), for example in power plants, where strong electrical and magnetic fields can disturb the high-impedance measuring circuits. The known conductors of this type usually have insulation made of plastomers and elastomers or impregnated glass fiber. However, these cables are sensitive to moisture, corrosion and lubricants, sometimes cannot withstand very high temperatures and take up a relatively large amount of space, the latter especially if the insulation for a test voltage of 2000 V has to be designed with relatively thick walls according to the applicable test regulations.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Konstruktion eines wärmefesten Kabels mit hoher Abrieb- und Kerbfestigkeit sowie hoher Störungsunempfindlichkeit, das wenig Platz beansprucht, bei Temperaturen bis etwa 400 °C für längere Zeit funktionsfähig bleibt, im Brandfall hohe Sicherheit bietet, öl- und chemikalienbeständig und nicht hygroskopisch ist und so Gewähr für die einwandfreie Übertragung von Signalen und Spannungen bietet.The object of the invention is therefore to construct a heat-resistant cable with high abrasion and notch resistance and high immunity to interference, which takes up little space, remains functional for a long time at temperatures of up to about 400° C., offers a high level of safety in the event of fire, and is oil and chemical resistant and is not hygroscopic and thus offers a guarantee for the perfect transmission of signals and voltages.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einem oben beschriebenen Zwei- oder Mehrleiterkabel gemäss dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 erfüllt.According to the invention, this object is achieved with a two- or multi-conductor cable according to the characterizing part of patent claim 1 as described above.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Querschnittansicht durch ein Kabel gemäss der Erfindung undFig. 1 is a cross-sectional view through a cable according to the invention and
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Kabels nach Fig. 1 mit zum Teil geschnittenen und zum Teil aufgedrehten Umwicklungen.Figure 2 is a perspective view of the cable of Figure 1 with the wraps partially cut and partially untwisted.
Im dargestellten Kabel sind zwei Leiter 1 aus Kupfer, Aluminium oder andern zweckentsprechenden Metallkombinationen als verdrillte Litzenleiter vorhanden. Jeder einzelne Leiter 1 ist mit einer Isolation 2 aus einem Fluorcarbon versehen, die bei möglichst geringer Wandstärke eine porenfreie Schicht ermöglicht und eine hohe Durchschlagspannung gewährleistet. Ein solcher Fluorcarbon ist beispielsweise FEP «Tefzel» usw. Dies führt zugleich zu einer guten Resistenz bezüglich Wasser und Öl, Phosphatester usw. auch bei höheren Temperaturen, aber auch zu guten mechanischen Eigenschaften bei sehr tiefen Temperaturen. Durch kurzschlägiges Verdrillen der beiden isolierten Leiter 1 werden bekannterweise Störungen durch Fremdfelder gering gehalten. Das Beilaufmaterial 3, z.B. aus Glasfasern, in die Verseilung miteinbezogen, ergibt einen angenähert kreisförmigen Kabelquerschnitt.In the cable shown there are two conductors 1 made of copper, aluminum or other suitable metal combinations as twisted stranded conductors. Each individual conductor 1 is provided with an insulation 2 made of a fluorocarbon, which enables a pore-free layer with the smallest possible wall thickness and ensures a high breakdown voltage. Such a fluorocarbon is, for example, FEP “Tefzel”, etc. This leads to good resistance to water and oil, phosphate esters, etc., even at higher temperatures, but also to good mechanical properties at very low temperatures. As is known, short-term twisting of the two insulated conductors 1 keeps interference from extraneous fields to a minimum. The filler material 3, e.g. made of glass fibers, included in the stranding, results in an approximately circular cable cross section.
Eine um dieses Bündel aus Adern 1 und Beilaufmaterial 3 gewickeltes Band 4 aus einer Polyimidfolie, die auch als Verbundfolie ausgebildet sein kann, führt zu einer glatten Aus-senfläche und bildet gleichzeitig noch einen Wärmeschutzschild. Dieses isolierte Aderbündel ist koaxial mit einer Schirmlitze 5 umwickelt. Diese Schirmlitze 5 hat verschiedene Vorteile, von denen die Abschirmungswirkung gegen elektrische und magnetische Felder und die rasche Wärmeableitung bei einer örtlich konzentrierten starken Erwärmung besonders hervorzuheben sind. Wenn zusätzlich darauf geachtet wird, dass die Litzenbündel der Adern 1 und der Schirmlitze 5 gleiche Querschnitte haben, bringt dies Vorteile in der Anschlusstechnik, indem nur eine Klemmen- oder Kabelschuhgrösse verwendet werden muss. Damit auch bei kleineren Durchmessern der Leiterseelen dieser Vorteil beibehalten werden kann, ist auf der Schirmlitze 5 eine Bewicklung 6 mit einer Metallfolie, z.B. aus Kupfer, vorhanden, so dass die fabrika-torisch aufwendigen Geflechtsabschirmungen sich erübrigen. Damit sind sowohl die Abschirmung als auch die Ableitung verbessert und die vorteilhafte Ausgestaltung mit gleichen Durchmessern erreicht, wodurch wesentliche Montagekosten erspart sind.A strip 4 made of a polyimide film, which can also be designed as a composite film, wound around this bundle of wires 1 and filler material 3 leads to a smooth outer surface and at the same time also forms a heat protection shield. This insulated wire bundle is coaxially wrapped with a braided shield 5 . This braided shield 5 has various advantages, of which the shielding effect against electric and magnetic fields and the rapid heat dissipation in the case of locally concentrated strong heating are particularly noteworthy. If attention is also paid to the fact that the stranded wire bundles of the cores 1 and the shielding wire 5 have the same cross-sections, this brings advantages in the connection technology, in that only one terminal or cable lug size has to be used. So that this advantage can also be maintained with smaller diameters of the conductor cores, the braided shield 5 is wrapped with a metal foil, e.g. made of copper, so that the complex braided shields are no longer necessary. In this way, both the shielding and the derivation are improved and the advantageous embodiment with the same diameters is achieved, as a result of which significant assembly costs are saved.
Über diesen nun praktisch kreisförmigen Aderstrang wird ein Reissdraht 7 beim Aufbringen des Mantels 8 miteingelegt, welcher ein müheloses Entfernen des Mantels an den Anschlussstellen gestattet. Der Mantel 8 besteht wieder aus einem ausgewählten, extrudierbaren Fluorcarbon zur Erreichung der gleichen vorteilhaften physikalischen und chemischen Eigenschaften, wie sie bereits für die Aderisolation angeführt werden.A tear wire 7 is also inserted over this now practically circular strand of wire when the jacket 8 is applied, which allows the jacket to be removed effortlessly at the connection points. The jacket 8 consists again of a selected, extrudable fluorocarbon to achieve the same advantageous physical and chemical properties as already mentioned for the core insulation.
Es hat sich gezeigt, dass der Einfluss von elektrischen und magnetischen Störfeldern durch diesen Aufbau minimiert wird. Die Metallfolie 6 bildet über der Schirmlitze 5 eine nach aussen geschlossene Oberfläche und bringt zudem den Vorteil, dass das Mantelmaterial nicht zwischen die einzelnen Litzendrähte eindringen kann. Somit ist auch ein leichtes Entfernen der Mantelisolation gewährleistet.It has been shown that the influence of electrical and magnetic interference fields is minimized by this structure. The metal foil 6 forms an outwardly closed surface over the braided shield 5 and also has the advantage that the sheathing material cannot penetrate between the individual braided wires. This also ensures easy removal of the sheath insulation.
Für die Aderisolation ist zudem zur Erzielung der gleichen, durch die Prüfvorschriften vorgeschriebenen Spannungsfestigkeit eine gegenüber herkömmlichen Isoliermaterialien etwa halbe Wandstärke der Isolation ausreichend.In order to achieve the same dielectric strength as prescribed by the test regulations, an insulation wall thickness of about half that of conventional insulation materials is sufficient for the wire insulation.
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1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings