DE10132101A1 - Flammhemmendes Fernmeldekabel - Google Patents

Abstract

Flammhemmendes Fernmeldekabel, bestehend aus einem Aderverseilverband und einem Außenmantel sowie einer Schaumstoffisolierung der Ader, wobei über der relativ dicken Schaumstoffisolierung (2) der Ader eine kompakte relativ dünne flammhemmende Isolierschicht (3) angeordnet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein flammhemmendes Fernmeldekabel bestehend aus einer Schaumstoffisolierung der Ader mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
• Bei Fernmeldekabeln werden in der heutigen Zeit Kunststoffe der verschiedensten Zusammensetzung als Mantelmaterial, Zwischenlagen und Isolierungen eingesetzt. Die bekannten Kunststoffe genügen zwar den elektrischen und mechanischen Anforderungen, jedoch in Havariesituationen wie z. B. Brände erfüllen die bisher eingesetzten Kunststoffe wie Polyethylen und PVC nicht alle Anforderungen, um vorrangig den Brand nicht weiterzuleiten und kurzzeitig den Betrieb des Kabels aufrecht zu erhalten bzw. es entstehen größere Folgeschäden. So ist zwar das Polyvinylchlorid (PVC) schwer brennbar, jedoch im Brandfall findet eine Zersetzung und Abspaltung von gasförmigem Chlorwasserstoff unter starker Rauchentwicklung statt. Dieser Chlorwasserstoff verbindet sich mit Wasser zu Salzsäure, die eine Gefahr für in der Nähe befindliche Menschen und Gegenstände darstellt.
• Aus diesem Grund besteht die Notwendigkeit Kunststoffe einzusetzen, die im Brandfall nicht toxisch wirken und darüber hinaus raucharm sind.
• Die DE-OS 36 06 683 A1 beschreibt eine Nachrichtenleitung für den mobilen Einsatz, wobei auf den Leiter eine dicke Schicht aus Polyphenylenoxid und darüber eine dünnere Verschleißschicht aus Polyamid angeordnet ist. Der Einsatz dieser Materialien ist zwar halogenfrei und raucharm, jedoch teuer.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, ist aus der DE 195 45 582 A1 bekannt, ein Voll-Polyethylen (PE) aus einer Kombination von zwei Polyethylenarten unterschiedlicher Dichte einzusetzen, die mit mineralischen Füllstoffen versehen sind. Im einzelnen besteht das Isoliermaterial aus
  
• - 30-70 Teile PE mit einer Dichte von maximal 0,94 g/cm³,
• - 30-100 Teile PE mit einer Dichte von maximal 0,92 g/cm³,
• - 60-180 Teile mineralische Füllstoffe, insbesondere Kreide,
• - bis 20 Teile Verträglichkeitsvermittler.
• Das hier beschriebene Isoliermaterial geht von der Grundeigenschaft des Polyethylen aus, daß es schwer entflammbar ist, brennend abtropft, jedoch halogenfrei und raucharm ist.
• Bei Anwendung als Isoliermaterial für Fernmeldekabel hat diese Kombination den Nachteil, daß als Vollisolierung die relative Dielektrizitätskonstante ε_R als Ausdruck der Betriebskapazität weit über 2,3 liegt. Der hohe Anteil der Füllstoffe vergrößert die Dielektrizitätskonstante ε_R und das Isoliermaterial wird inhomogen. Um die Betriebskapazität in ausreichender Größenordnung zu halten, muß notwendigerweise die Schichtdicke der Isolierung auf dem Fernmeldeleiter erhöht werden, was eine Durchmesservergrößerung der Ader und damit des gesamten Kabels zur Folge hat.
• In der DE 31 20 325 A1 ist ein sogenanntes flammwidriges längswasserdichtes Kabel beschrieben. Ein Pulvergemisch aus Quellpulver und Flammhemmer ist in die Zwickel der Adern und unterhalb des Mantels eingebracht. Das Quellpulver bewirkt eine Längswasserdichtigkeit, während Flammhemmer aus mineralischen Füllstoffen wie Talkum, Aluminiumoxid, Kaolin o. ä. im Brandfall zur Geltung kommen. Das Ausfüllen der Hohlräume mit diesem Pulver ist aufwendig und drosselt die Fertigungsgeschwindigkeit.
• Es ist aus der DE-OS 196 20 963 A1 bekannt, für die Flammhemmung im Außenbereich des Kabels Glimmerbänder anzuordnen. Diese Maßnahme ist nur mit einer Durchmesservergrößerung des gesamten Kabels und mit erheblichen Mehrkosten möglich.
• Andererseits ist es in der Fernmeldetechnik bekannt, die Übertragungsqualität der Aderisolierungen zu erhöhen. Die relative Dielektrizitätskonstante ε_R ist bei den eingesetzten Aderisolierungen zu senken. Unter der Erkenntnis, daß Gase, insbesondere Luft, einen ε_R-Wert von ca. 1 besitzen, wurden Aderisolierungen entwickelt, die kleine Gashohlräume enthalten und als verzellte oder geschäumte Isolierungen in der Fernmeldetechnik verbreitet sind. Die relative Dielektrizitätskonstante ε_R beträgt bei diesen Isolierungen ca. 1,3-1,7. Eine Durchmesserverkleinerung der Aderisolierung ist augenscheinlich.
• In der DE 28 32 006 A1 ist eine derartige Schaumisolierung bekannt gemacht. Zwei Komponenten A und B von Homo- oder Copolymeren sind so zusammengesetzt, daß die Komponente B in einer Menge 3-35 Gew.-% bezogen auf die Komponente A vorhanden ist und einen Schmelzpunkt besitzt, der wenigstens 15°C unter demjenigen der Komponente A liegt. Darüber hinaus kommen chemische Treibmittel und Verarbeitungshilfsmittel zum Einsatz. Als Homo- oder Copolymere sind Polyethylen, Polypropylen, Polyisobutylen und Polystyrol angegeben. Mit dem erreichten Verzellungs- oder Verschäumungsgrad von 50-65% verschlechtert sich jedoch die Formstabilität der Isolierung erheblich.
• Nach der DE 28 53 626 A1 wird die Formstabilität durch eine sogenannte Foam-Skin-Isolierung verbessert. Hierbei ist geschäumtes Kunststoffmaterial, im wesentlichen Polyolefin, um den Leiter aufgebracht und darüber ist eine massive Schicht aus Polyolefin angeordnet. Das Aufbringen der beiden Schichten erfolgt im Tandem-Verfahren. Damit erhält die Isolation eine genügende mechanische Festigkeit, jedoch der ε_R-Wert verschlechtert sich geringfügig auf ca. 1,7 gegenüber verzelltem Material ohne Außenschicht. Die für die Fernmeldetechnik prädistinierten Schaumstoffisolierungen sind nicht flammhemmend. Vorkehrungen zum Brandschutz müssen im Außenbereich des Kabels getroffen werden.
• Der Erfindung liegt zu Grunde, ein flammhemmendes Fernmeldekabel zu entwickeln, bei dem die Flammhemmung der Vollisolierung der Ader mit den Vorteilen der Schaumstoffisolierung der Ader so kombiniert ist, daß die Betriebskapazität durch Isolierung und Leiterwiderstand ein Optimum darstellt.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein flammhemmendes Kabel mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen nicht gelegt.
• Die Erfindung beruht darauf, daß über der Schaumstoffisolierung der Ader eine kompakte relativ dünne flammhemmende Isolierschicht angeordnet ist. Damit können aufwendige flammhemmende Anordnungen in den Außenbereichen des Kabels entfallen. Die Erfindung geht davon aus, daß ein Brand nicht weitergeleitet werden darf und für den Betrieb des Kabels der Funktionserhalt der Adern verlängert werden muß. Die erfindungsgemäße flammhemmende Isolierschicht über der Schaumstoffisolierung fungiert nicht nur im Brandfall, sondern dient gleichzeitig zur Formstabilität der Schaumstoffisolierung. In Weiterbildung der Erfindung bestehen Schaumstoffisolierung der Ader und die darüber angeordnete kompakte flammhemmende Isolierschicht aus dem gleichen Material wie Polyethylen und beide Schichten können homogen miteinander verbunden sein. Dies ist verfahrenstechnisch vorteilhaft. Eine Flammhemmung der Isolierschicht ist durch entsprechende Zusätze realisierbar.
• Die erfindungsgemäße Anordnung stellt einen optimalen Kompromiß zwischen der Verschlechterung des ε_R-Wertes durch Zusatz von Flammhemmern bei Voll-PE-Isolation und damit einer notwendigen Durchmesservergrößerung bei gleicher Betriebskapazität und der flammanfälligen Schaumstoffisolation der Ader mit einem kleinen ε_R-Wert und geringster Isolierdicke der Aderisolierung bei gleicher Betriebskapazität dar. Aufwand und Betriebskosten der erfindungsgemäßen Aderisolierung sind gering.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen Vierer zur Fernmeldeübertragung.
• Jede Ader des Vierers 4 besteht aus dem Leiter 1. Direkt über dem Leiter 1 ist eine relativ dicke Schaumstoffisolierung 2 aus Polyethylen aufgebracht und über dieser befindet sich eine kompakte relativ dünne flammhemmende Isolierschicht 3 aus Polyethylen. Die Flammhemmung der Isolierschicht 3 wird durch einen speziellen Zusatz wie Aluminiumhydroxid erreicht. Durch Optimierung der Dimensionierung der Schaumstoffisolierung zu der flammhemmenden Isolierschicht werden die Kopplungseigenschaften von Paaren oder Vierern positiv beeinflußt.

Claims (5)

1. Flammhemmendes Fernmeldekabel bestehend aus einem Aderverseilverband und einem Außenmantel sowie einer Schaumstoffisolierung der Ader, dadurch gekennzeichnet, daß über der relativ dicken Schaumstoffisolierung (2) der Ader eine kompakte relativ dünne flammhemmende Isolierschicht (3) angeordnet ist.

2. Flammhemmende Fernmeldekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schaumstoffisolierung und Isolierschicht aus dem gleichen Werkstoff bestehen.

3. Flammhemmendes Fernmeldekabel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schaumstoffisolierung und Isolierschicht homogen miteinander verbunden sind.

4. Flammhemmendes Fernmeldekabel nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß Schaumstoffisolierung und Isolierschicht aus Polyethylen bestehen.

5. Flammhemmendes Fernmeldekabel nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht flammhemmende Zusätze enthält.