CN107644705A - 用于至少一根电导体的保护套 - Google Patents

Abstract

本发明包括一种用于至少一根电导体(24)的保护套(10)，其包括至少三层(12、14、16)的多层结构，其中内层(16)由芳纶和玻璃纤维的混合物形成且中间层(14)由芳纶形成或由芳纶和玻璃纤维的混合物形成，其特征在于，外层(12)由热塑性弹性体形成。本发明还包括一种导线组件，其包括根据本发明的保护套(10)和至少一根电导体(24)、特别是机动车中的48伏直流电源的至少一根电导体(24)，并且本发明涉及根据本发明的保护套(10)的应用，该保护套用于机动车的48伏直流电源的至少一根电导体(24)。

Description

用于至少一根电导体的保护套

技术领域

本发明涉及一种用于至少一根电导体的保护套，其包括至少三层的多层构造，其中内层由芳纶和玻璃纤维的混合物形成且中间层由芳纶形成或由芳纶和玻璃纤维的混合物形成。

背景技术

现代的汽车由于大量使用电动马达因而对每单位时间内的电能(功率)有高度需求。在物理学中，电功率是电压和电流强度的乘积。对于常见的12伏汽车电路来说，每单位时间内的高度电能需求意味着大电流，这又造成大的导线横截面。大的导线横截面增加了导线的重量以及制造成本。如果想要在电流强度不变时提高功率，也可提高电压。因此在汽车领域中趋向于采用48伏直流汽车电路。但是与常见的12伏汽车电路相比，由于电压更高，会使火花放电的危险更大或者短路时更容易出现电弧。如果出现这些火花放电或者电弧则会使发动机舱起火。

为了量化保护软管的短路特性或者测试其是否合格，进行所谓的“电弧测试”。通过电弧测试模拟在导线内部中的短路，这导致导线内部的温度升高。这时在待测试的保护软管中在两个电极之间引燃电弧并使电弧保持一定时间。由此保护软管不应受到较大的破坏。破坏可以是由燃烧或完全毁坏引起的材料损耗。一定的材料损耗是允许的，但是保护套毁坏或存在孔洞是不允许的，否则热量会传递到环境中从而又能够使汽车或发动机舱开始起火。在测试结构中，除了电极之外还可以给待测试的保护套设置多个电线或导线。多股绞合线的绝缘层在大多数情况下是可燃的，从而引起额外的热输入。因此该测试是与实际相符的。

在现有技术中，用于引导电流的导线或电导体的保护软管或保护套是公知的。保护套例如能够由挤出的波纹管形成，但是这还不足以对抗在机动车应用中例如在车祸中的冲击负荷。在这些应用中通常使用由玻璃纤维制成的或由芳纶和玻璃纤维的混合物制成的编织的或针织的保护软管。视冲击负荷而定，这些编织物能够是单层的或多层的。为了保护编织物以免受潮或变脏，该编织物涂有另一涂层，例如硅酮涂层。为了改善磨损情况，也就是对于例如通过与其他构件摩擦而引起的力学影响的抵抗力，提供具有由聚氨酯(PUR)形成的外层的保护软管。PUR形成的层借由挤压法而施加在保护软管上。申请人的前述保护软管已知名称为“GA6”。

但是已知的保护软管的缺陷是，不能够无损地经受住在断路电压时出现的高温。保护软管易于燃烧或部分地严重降解，以至于在保护套中出现孔洞，从而会使火光/火花向外穿透例如到达发动机舱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于能导电的导线的保护套，其除了提供高度的冲击保护，还能够抵抗如在电气短路中会出现的极高的温度，保护套还具有高度的柔韧性，以便能够被简单地安装。

根据本发明，该目的通过以下类型的保护套实现，保护套的外层由热塑性弹性体形成。

发明人发现，保护套由多层结构形成，该保护套具有由热塑性弹性体(TPE)形成的外层，对于上述电弧测试以及同时出现的高温该保护套具有惊人的高度抵抗力。此外，通过使用芳纶提供对于冲击负荷的特别高的抵抗力，且通过使用玻璃纤维提供对于高温的特别高的抵抗力。

本申请中使用的概念“玻璃纤维”能够视为与术语中常见的概念“E-玻璃”、“玻璃丝”或“玻璃丝纤维”相同。

有利的是，内层可包括编织物。由此能够将保护套的内表面设计成均匀的、特别是基本上闭合的。这对于拉入待保护的电导体尤为有利。

可为有利的是，编织物的编织角可在30°左右到60°左右之间，优选为45°左右。如对于编织物来说常见的那样，编织角在应用中会通过保护套的伸展或压缩而发生剧烈变化。

在本发明的扩展方案中可设置为，中间层包括针织品或针织物。在此例如能够使用圆形针织方法。纤维的网格状布置能够对冲击负荷提供有效的保护，因为网格非常柔韧且从而较不易断裂。中间层的单根线能够包括多根纤维。可为有利的是，中间层的特定长度的重量为约1400dtex～约1800dtex，特别是约为1610dtex。

可为有利的是，在根据本发明的保护套的内层中，玻璃纤维与芳纶的重量比为约1.0～约2.0，特别是约为1.5。这样的重量比可意味着在同时具有高度柔韧性的情况下由对冲击负荷的抵抗力和对高温负荷的抵抗力形成的均衡组合。

可为有利的是，内层基本上不包含其他组成部分。不考虑由生产或/和工艺引起的杂质，基本上只包括玻璃纤维和芳纶的内层能够将上述关于内层的重量或/和体积的优点尽可能发挥到最佳程度。示例性地，这样一来内层能够由约60重量％的玻璃纤维和约40重量％的芳纶形成。

为了使对冲击负荷的抵抗力更高，可以提高芳纶的比例，例如提高到70重量％，其中这通常会有损于柔韧性。

在本发明的扩展方案中，外层或/和内层能够相对于中间层移动，特别是沿着保护套的纵向移动。通过这些层彼此特别是在拉力负荷方向即相对于保护套径向向外朝向的方向上仅有轻微粘合，优选彼此之间不存在粘合，能够使这些层在保护套弯曲时彼此滑离，由此能够提高柔韧性，从而提高防止保护套断裂的安全性。

可为有利的是，借助硅树脂浸渍中间层。借助硅树脂浸渍中间层的优点是，中间层在切断或切割时不会卷起来。

硅树脂能够完全地包围中间层的线或纤维，或者部分地粘附在中间层的线或纤维的表面上。由此能够将硅树脂视为根据本发明的保护套的另一层。在此要提出的是，即便是在保护套中或在保护套上设置附加层也仍满足本发明的基本思想。

在本发明的扩展方案中，外层的层厚为约0.2mm～约1.0mm，优选为约0.4mm～约0.8mm，特别是约为0.6mm。具有上述定义壁厚的外层能够提供必需的防火能力以及高度的柔韧性。

可为有利的是，借助挤压方法涂敷外层。特别适合用作根据本发明的保护套的外层的材料是热塑性弹性体(TPE)、特别是热塑性硫化橡胶(TPV)。TPV是TPE的子族，其中TPE的弹性体部分被硫化。TPE、特别是TPV在此能够包括掺入到聚丙烯(PP)基质中的由乙烯-丙烯-二烯烃橡胶(EPDM)形成的颗粒。例如已知适合用作外层的材料的示例是埃克森美孚公司的商品名称为山都平^TM(Santoprene^TM)的商品。

在本发明的扩展方案中能够将外层或/和内层设计成无孔隙的。以这种方式能够更简单地将待保护的电导体或导线拉入根据本发明的保护套中。此外还能够防止湿气或/和异物侵入保护套内部或/和侵入保护套自身。设计成无孔隙的外层此外还能够提供均匀的防火能力。

有利的是，包括大量芳纶和玻璃纤维的用于形成内层的线的特定长度的重量为约1400dtex～约1800dtex，特别是约为1600dtex。有利的壁厚为约0.2mm～约0.6mm，特别是约为0.4mm。如前所述，这样形成的内层能够将玻璃纤维和芳纶关于该层的重量或/和体积的优点以有利的方式发挥出来。

还需补充的是，上述长度说明涉及根据本发明的内径约为17mm的保护套。直径与此不同的保护套可以具有壁厚与所述17mm保护套的相应层的壁厚基本一致的内层和中间层，但是外层的壁厚可能被相应地按比例调整成适应于新直径。

根据第二方面，本发明涉及一种导线组件，其包括具有至少一个前述特征的保护套和至少一根电导体、特别是机动车中的48伏直流电源的至少一根电导体。机动车中的全部电缆敷设亦或仅其区段或车辆电缆束的区段能够视为此类导线组件。

根据第三方面，本发明涉及根据本发明的保护的应用，该保护套具有至少一个前述特征并用于机动车中的48伏直流电源的至少一根电导体。

附图说明

接下来根据实施例的附图对本发明进行进一步阐述。其中：

图1示出了根据本发明的保护套的部分截面图。

具体实施方式

在图1中概括性地用10表示根据本发明的保护套，其在本实施例中具有大致呈圆柱形的形状。根据本发明的保护套10包括外层12、中间层14和内层16。

外层12由热塑性弹性体(TPE)制成，其中，通过使用挤压工艺将外层12施加在中间层14上。

在图1中示出的实施例中，外层12设计成无缝的且无孔隙，其中外层12的壁厚S₁在此约为0.6mm。

中间层14设计成针织软管。针织物在此由一根或多根线18形成。在图1中示出的实施例中，中间层14的针织物由纯芳纶形成。中间层14的特定长度的重量在此约为1610dtex。

内层16设计成编织软管，其中内层16的编织软管包括由芳纶和玻璃纤维形成的线20和22。在此当然不仅可以设想成，例如线20及与之大致平行走向的线由芳纶形成且线22及与该线22大致平行走向的线由玻璃纤维形成，反之亦可，也可设想成内层16的一些或所有线20、22由芳纶和玻璃纤维的混合物形成。当然，对于中间层不应由纯芳纶形成的情况，中间层14也是类似适用。

在图1中示出的实施例中，内层16的内径d为17mm，其中内层16的壁厚S₂在此约为0.4mm。

在该实施例中，内层16的特定长度的重量约为1608dtex。

图1中还示例性地示出了三根电导体24，其被根据本发明的保护套10包围并由此得到保护。

明显地，基于内层16和中间层14的构造以及外层12的弹性能够使根据本发明的保护套10也适应于外径大于17mm的物体，比如电缆束或插头。

Claims (15)

1.一种用于至少一根电导体(24)的保护套(10)，其包括至少三层(12、14、16)的多层结构，其中内层(16)由芳纶和玻璃纤维的混合物形成且中间层(14)由芳纶形成或由芳纶和玻璃纤维的混合物形成，其特征在于，外层(12)由热塑性弹性体形成。

2.根据权利要求1所述的保护套(10)，其特征在于，所述外层(12)由热塑性硫化橡胶形成。

3.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，所述内层(16)包括编织物。

4.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，所述中间层(14)或至少一个中间层包括针织品或针织物。

5.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，所述内层(16)中的玻璃纤维与芳纶的重量比为约1.0到约2.0，特别是约为1.5。

6.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，所述内层(16)基本上不包含其他组成部分。

7.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，所述外层(12)或/和所述内层(16)能够相对于所述中间层(14)或至少一个中间层移动，特别是沿着所述保护套(10)的纵向移动。

8.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，借助硅树脂浸渍所述中间层(14)或至少一个中间层。

9.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，所述外层(12)的层厚为约0.2mm～约1.0mm，优选为约0.4mm～约0.8mm，特别是约为0.6mm。

10.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，借助挤压方法涂敷所述外层(12)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，所述外层(12)或/和所述内层(16)设计成无孔隙的。

12.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，包括大量芳纶和玻璃纤维的用于形成所述内层(16)的线的特定长度的重量为约1400dtex～约1800dtex，特别是约为1600dtex。

13.根据前述权利要求中任一项所述的保护套(10)，其特征在于，用于形成所述外层(12)的线和用于形成所述内层(16)或至少一个内层的线大致具有相同的定长制。

14.一种导线装置，其包括根据权利要求1至13中任一项所述的保护套(10)和至少一根电导体(24)、特别是机动车中的48伏直流电源的至少一根电导体(24)。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的保护套(10)的应用，该保护套用于机动车中的48伏直流电源的至少一根电导体。