DE1029896B - Schaumfoermige Butylkautschukisolierung fuer biegsame elektrische Leiter, insbesondere fuer Fernmelde- und Hochfrequenzkabel sowie fuer Wellenleiter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 21c 7/01

INTERNAT. KL. H 01 b

PATENTAMT

ANM ELDETAG:

B EKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

S 4,1062 VHId/21 c 29. SEPTEMBER 1954

14.MAI 1958

In letzter Zeit befassen sich viele bekannte Vorschläge damit, elektrische Leiter mit einem schaumförmigen Isolierstoff zu isolieren. Als schaumförmige Isolierstoffe wurden bisher Polystyrol, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Butylkautschuk, Polyvinylcarbazol, Polytetrafluoräthylen und Polytrichlorfluoräthylen vorgeschlagen. Von diesen Polymerisaten sind aber bisher nur Polystyrol und Polyäthylen für Schaumstoffisolierungen praktisch benutzt worden. Die Verwendung von Polystyrol hat den Vorteil, daß ein sehr hoher Aufschäumungsgrad erreichbar ist, und zwar läßt sich ein Luftanteil bei Schaumpolystyrol von etwa 85 bis 95°/» erreichen. Aufgeschäumtes Polystyrol hat aber den Nachteil einer verhältnismäßig geringen Elastizität. Ferner bereitet es Schwierigkeiten, Polystyrol auf dem Leiter selbst aufzuschäumen. Daher ist man zur Isolierung von elektrischen Leitern mit Schaumpolystyrol so vorgegangen, daß man das Polystyrol zunächst in Form von Blöcken oder Platten aufschäumte und aus diesen Blöcken bzw. Platten Formstränge, vorzugsweise in Form von Bändern, herausschnitt und diese um den Leiter wickelte. Auf diese Weise erreicht man zwar Leiterisolierungen mit einem sehr großen Luftvolumen, doch ist dieses Herstellungsverf aforen sehr kostspielig, und ferner haben derartige aus Bändern gebildete Schaumstoffisolierungen nicht immer die gewünschte Gleichmäßigkeit, so daß beispielsweise in Trägerfrequenz-Fernmeildekabeln, die aus derartigen Adern aufgebaut sind, keine genügend kleinen Nebensprechkopplungen erreichbar sind. Zum Unterschied von Polystyrol wird Polyäthylen als fortlaufend geschlossene Schaumstoffschicht auf den Leiter aufgebracht, indem das mit einem Aufblähmittel versehene Polyäthylen um den Leiter gespritzt und auf dem Leiter aufgeschäumt wird. Die Erzielung brauchbarer Isolierungen aus Schaumpolyäthylen bereitet aber wegen des niedrigen Erweichungspunktes von Polyäthylen Schwierigkeiten, Zudem ist bei Polyäthylen nur ein verhältnismäßig geringer Auf schäumungsgrad erreichbar ; der Luftanteil liegt bei Schaumpolyäthylen in der Größenordnung von 50%.

Die erfindungsgemäß angestellten Überlegungen gehen darauf hinaus, die gummiartigen Eigenschaften des Butylkautschuks zur Herstellung von biegsamen, mit Schaumstoff isolierten elektrischen Leitern auszunutzen. Eine Schaumstoffisolierung, die nur aus Butylkautschuk besteht, ist noch verhältnismäßig weich und elastisch.

Gemäß der Erfindung wird die schaumförmige Butylkautschukisolierung aus einer Mischung von Butylkautschuk mit Polyäthylen hergestellt, wobei der Hauptbestandteil der Mischung Butylkautschuk ist. Durch den Zusatz von Polyäthylen erhält man eine Schaumförmige Butylkautschukisolierung für biegsame elektrische Leiter, insbesondere für Fernmelde- und Hochfrequenzkabel sowie für Wellenleiter

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Hermann Lintzel, Berlin-Siemensstadt, ist als Erfinder genannt worden

schaumförmige Butylkautschukisolierung, die zähgummiartige Eigenschaften hat und besonders für solche hochbiegsamen Isolierungen geeignet ist, die auch bei verhältnismäßig großem Luftvolumen eine ausreichende mechanische Festigkeit haben; außerdem werden noch die dielektrischen Eigenschaften der Schaumstoffisolierung verbessert. Es hat sich gezeigt, daß sich Polyäthylen mit Butylkautschuk leicht vermischen läßt, so daß fabrikatorische Schwierigkeiten nicht entstehen.

Soweit bekannt ist, wurde Butylkautschuk bereits während des letzten Krieges zur Herstellung von Schaumgummi für Spezialzwecke im Zusammenhang mit Schwimmtauen und verschiedenen Ausrüstungsgegenständen verwendet. Ferner ist es bekannt, bei der Herstellung von Formkörpern aus zelligen Hochpolymeren der Kunststoffmasse Butylkautschuk zuzu-

setzen, um die Gasdurchlässigkeit der Zellwände herabzusetzen. Hier handelt es sich aber nur um kleine Zusätze von Butylkautschuk zu dem aufzuschäumenden Kunststoff. Nach einem weiteren bekannten Vorschlag wird in Fernmeldekabeln mit verdrillten Adergruppen die sonst übliche Papierisolierung durch eine Isolierung aus Polyäthylen od. dgl. ersetzt, wobei dem Polyäthylen eventuell Zusatzstoffe, wie Polyisobutylen oder Butylkautschuk, hinzugefügt werden sollen. Von diesem Vorschlag unterscheidet

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sich die Erfindung dadurch, daß die Isolierung eine Schaumstoffisolierung und'daß der" Hauptbestandteil " der verwendeten Butylkautschuk-Polyäthylen-Mischung Butylkautschuk ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß gerade.schaumförmiger Butylkautschuk mit .einem Zusatz von Polyäthylen viele Eigenschaften hat, die ihn für die Isolierung von elektrischen Leitern, insbesondere für die Übertragung von-Strömen hoher Frequenz, besonders geeignet machen. Derartige aufgeschäumte Butylkautschuk-Mischungen haben sowohl hervorragende mechanische- als auch gute elektrische ■Eigenschaften. Sie sind -in "einem großen Temperaturbereich -mechanisch -fest - und gleichzeitig .... _ biegsam und haben insbesondere zähelastische Eigenschäften... Aufgeschäumter Butylkautschuk mit Polyäthylenzusatz behält seine guten mechanischen Eigenschaften bis zu Temperaturen von über 100° C. Ferner sind verhältnismäßig hohe Aufschäumungsgrade erreichbar. Vorteilhaft wird die mit Aufblähungsmitteln versehene Butylkautschuk-Mischung auf -; den Leiter aufgespritzt und darauf zum Aufblähen gebracht.

Eine günstige Butylkautschuk-Polyäthylen-Mischung enhält unter Mitberücksichtigung der erforderlichen Füll- und Aufschäummittel etwa die folgenden Bestandteile:

100,0 Teile Butylkautschuk 3,0 „ Zinkoxyd

2,0 „ Schwefel 1,0 „ Tetramethyl thyurandisulfid 0,5 „ Merkaptobenzothiazol 2,0 „ Diphenyl-p-phenylendiamin 40.0 „ Polyäthylen

8,0 „ Benzolsulfonylhydrazid.

Der prozentuale Anteil der Mischungsbestandteile, insbesondere des Anteils des Polyäthylens, kann naturgemäß in bestimmten Grenzen variiert werden. Ferner können der Mischung andere öder weitere aufschäumbare Isolierstoffe zugefügt werden.

In der Zeichnung sind einige bevorzugte Anwendungsbeispiele für Leiterisolierungen aus einer schaumförmigen Mischung aus Butylkautschuk mit Polyäthylen dargestellt.

"Fig. 1 zeigt ein koaxiales Hochfrequenzkabel aus dem Irinenleiter 10, der fortlaufenden schaumförmigen Isolierung 11 aus Butylkautschuk' und Polyäthylen und dem im Preßverfähren hergestellten Alumihiummantel 12, der gleichzeitig als" Außenleiter und als wässerdichter Kabelmantel dient. Es" ist "ein Vorteil der großen Wärmebeständigkeit der "schaumförmigen Butylkautsehuk-Polyäthylen-Isolierüng, daß unmittelbar auf die Isolierung ein Aluminiummantel gepreßt werden kann. Trotzdem kann es zweckmäßig sein, über der Isolierung noch eine wärmeisolierende Schicht anzuordnen. " "" "

Nach' Fig. 2 wird'ein dielektrischer Hohlleiter 13 mit einer fortlaufenden schaumförmigen Isolierung 14 aus Butylkautschuk und' Polyäthylen versehen, über der eine leitende Schicht 15 angeordnet ist, die in erster Linie als Schirmschicht dient. "

Fig. 3 zeigt die" Anwendung einer "schaumförmigen Isolierung aus Butylkautschuk und Polyäthylen für Trägerfrequenz-Fernmeldekäbel, die aus Vierern aufgebaut sind. Danach ist jeder Einzelleiter 16 mit einer fortlaufenden schaumförmigen Isolierung 17 versehen. Vier derartig isolierte Leiter werden zu einem Sternvierer verseilt und durch ein Isolierstoffbarid 18 zusammengehalten. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 besteht das Fernmelde- .kabel aus einem in der Mitte liegenden Sternvierer "und sechs darum verseilten, in.gleicher Weise aufgebauten Sternvierern. Die Seelenbespinnung ist in üblicher Weise durch mehrere Isolierstoffbandlagen 19 gebildet. 20 ist der wasserdichte Kabelmantel. Bei dieser Ausführung kann der zentral liegende Sternvierer durch eine koaxiale Hochfrequenzleitung ersetzt werden, bei der die Isolierung ebenfalls vorzugsweise aus einer schaumförmigen Isolierung aus Butylkautschuk und Polyäthylen besteht.

An Stelle der vorgeschlagenen Beispiele können beispielsweise auch hochbiegsame elektrisch hochwertige Schaltleitungen oder hochbiegsame Spulen-,wicklungsdrähte mit der schaumförmigen Mischung aus Butylkautschuk und Polyäthylen isoliert werden. Die Anwendung der schaumförmigen Mischung aus Butylkautschuk und Polyäthylen kommt insbesondere dann in Frage, wenn gleichzeitig hohe Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften, insbesondere an die Wärmebeständigkeit, und ferner an die elektrjl· sehen Eigenschaften der Isolierung gestellt werden. In bestimmten Fällen kann es zweckmäßig sein, z\inächst im Spritzverfahren Formstränge , aus der schaumförmigen Mischung aus Butylkautschuk und Polyäthylen herzustellen und diese Formstränge zum Aufbau der Isolierung zu verwenden. Es ist ferner möglich, insbesondere dann, wenn es sich um dünne Leiter handelt, Bänder aus einer Mischung aus Butylkautschuk und Polyäthylen im Längsbedeckungsver-: fahren gleichzeitig auf mehrere Leiter aufzubringen. Die Aufschäumung dieser Bänder kann dabei vor oder.nach deren Aufbringung auf den Leiter erfolgen. Für den Fall der Anwendung der Erfindung für Sternvierer in Fernmeldekabeln kann der Aufbau auch in der Weise erfolgen, daß die vier Leiter in schraubenlinienförmig verlaufenden Längsrillen eines in der Mitte angeordneten Profilkernes aus einer schaumförmigen Mischung aus Butylkautschuk und Polyäthylen angeordnet werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaumförmige Butylkautschukisolierung für biegsame elektrische Leiter, insbesondere für Fernmelde- und Hochfrequenzkabel sowie für Wellenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung aus einer schaumförmigen Aiischung von Butylkautschuk mit Polyäthylen besteht,, wobei der Hauptbestandteil der Mischung Butylkautschuk ist.

2. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Aufblähungsmitteln versehene Mischung aus Butylkautschuk und Polyäthylen auf den Leiter aufgespritzt und darauf zum Aufblähen gebracht wird.

3. Anwendung elektrischer Leiter nach Anspruch 1 für koaxiale Hochfrequenzkabel, dadurch gekennzeichnet, daß über der schaumförmigen Isolierung (11) aus Butylkautschuk und Polyäthylen des als Innenleiter dienenden Leiters (10) ein vorzugsweise gepreßter Aluminiummantel als Außenleiter angeordnet ist.

4. Anwendung elektrischer Leiter nach Anspruch 1 für dielektrische Hohlleiter, dadurch gekennzeichnet, daß über der schaumförmigen Isolierung (14) aus Butylkautschuk und Polyäthylen des in Form eines dielektrischen Rohres (13) ausgebildeten Leiters eine als Schirm dienende gut leitende Schicht (15) angeordnet ist.

5. Anwendung elektrischer Leiter nach Anspruch 1 für Fernmeldekabel, insbesondere für die Trägerirequenzübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß je vier mit einer schaumfckmigen Mischung aus Butylkautschuk und Polyäthylen (17) isolierte Leiter (16) zu einem Sternvierer verseilt und gegebenenfalls mehrere Sternvierer in einer oder mehreren Lagen zu einem Fernmeldekabel zusammengefaßt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 685 246, 334 840.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© SO» 510/359 5.58