DE1465441B2 - Elektrische Leitungskabel - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Leitungs- ' ist mit einer als Isoliermantel dienenden Kunststoffkabel mit einem Metallmantel, der mit einer Kunst- schicht 12 aus Polyäthylen oder einem anderen Stoffschicht mittels eines sich wenigstens annähernd Äthylenpolymeren überzogen. Erfindungsgemäß ist über die gesamte Berührungsfläche des Metallmantels die Kunststoffschicht 12 festhaftend mit dem metalerstreckenden Polymerisats als Bindeschicht fest ver- 5 lischen Leiter 11 in der gemeinsamen Kontaktfläche bunden ist. 13 verbunden. Es könnten natürlich auch zwei und

Aus der deutschen Patentschrift 931179 ist es be- mehr Drähte 11 innerhalb der Kunststoffschicht 12

kannt, elektrische Kabel mit einem metallenen Schutz- verlaufen, von denen jeder mit der Kunststoffschicht

mantel mit Kunststoffolien zu überziehen, die mit 12 in der Berührungsfläche 13 festhaftend verbun-

dem Metallteil durch einen polymerisations- bzw. i° den ist.

kondensationsfähigen. Klebstoff als Zwischenschicht Die Fig. 2A und 2B zeigen ein typisches dreiverbunden sind. Das Kunststoffmaterial besteht hier- phasiges Starkstromkabel. Die Metalldrähte 21, die bei aus Polyamid, der Klebstoff aus einer Mischung monofil oder aus mehreren Einzeldrähten gewickelt eines Mischpolymerisats von Hexamethylendiamin- sein können, bestehen gewöhnlich aus Kupfer oder adipinsäuresalz und Caprolactam, sowie Resorcin 15 Aluminium und sind einzeln isoliert, gewöhnlich mit und Lösungsmitteln. ...... ., einem extrudierten Plastiküberzug 22 aus Polyvinyl-

Außerdem ist bereits die besondere Ausbildung chlorid, Polyäthylen oder Gummi, manchmal auch

eines Seekabels bekannt, bei dem der isolierte Leiter mit imprägniertem Papier. Zwischenräume 23 sind

nach einer Wendel verläuft, welche die Kabelachse mit Hanf, Kunststoffschaum od. dgl. gefüllt, so daß

zur Achse hat, wobei als Isoliermaterial Polyäthylen 20 insgesamt ein im wesentlichen kreisförmiger Kern

verwendet wird, jedoch ohne besondere Klebstoff- vorliegt. Dieser Kern ist in einen Metallmantel 24

Zwischenschicht. eingewickelt, welcher aus jedem beliebigen biegsamen

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu- Metall bestehen kann, beispielsweise aus Blei, Kup-

grunde, eine metallische Abschirmung und/oder den fer oder Aluminium. Biegsam wird hier verstanden

Kern eines elektrischen Leitungskabels festhaftend 25 im Sinne von bleibender Verformung. Vorzugsweise

mit Kunststoffisolierschichten zu verbinden. verwendet man für den als metallische Abschirmung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ■ · ■ - dienenden Metallmantel ein nahtloses Rohr oder ein

löst, daß die Kunststoffschicht aus einem Äthylen- .. geschweißtes oder gelötetes Rohr. Die äußere Schicht

polymerisat und die Bindeschicht zwischen dem Me- 26 besteht aus extrudiertem Äthylenpolymerisat, wel-

tallmantel oder dem Kern des Kabels und der Kunst- 30 ches mit dem Metallmantel 24 in der gemeinsamen

Stoffschicht aus einem thermoplastischen Polymerisat Kontaktfläche festhaftend verbunden ist.

eines größeren Gewichtsteiles Äthylen und eines F i g. 3 zeigt ein typisches Fernmeldekabel für

kleineren Gewichtsteiles einer äthylenisch ungesättigt elektrische Luftfahrtäusrüstung. In dem Kern 31 sind

ten Carbonsäure besteht. viele paarweise zusammengehörige isolierte Leiter zu-

Die Figuren der Zeichnung erläutern die Erfin- 35 sammengebündelt in einem Umfassungsband 32 aus

dung. Es stellt dar Polypropylen, Polyäthylenterephthalat od. dgl. Das

F i g. 1 das Ende eines teilweise abisolierten ein- so zusammengefaßte Bündel ist in einen Abschir-

fachen Metalleiters mit Isolationsmantel, mungs-Metallmantel 33 eingeschlossen, welcher aus

Fig.2A das Ende eines teilweise abisolierten drei- jedem beliebigen.,verformbaren Material, beispiels-

phasigen Starkstromkabels mit Metallabschirmung 40 weise Blei, Kupfer, Aluminium, Stahl, verkupfertem und äußerem Kunststoffmantel, · ·. Stahl, zinküberzogenem Stahl, Weißblech oder son-

F ig. 2 B einen Querschnitt durch das Kabel ge- stigem oberflächenbeschichtetem Metall oder aus rost-

mäß F i g. 2 A, freiem Stahl bestehen kann. Wiederum liegt der Man-

Fig. 3 die Ansicht eines teilweise abisolierten tel zweckmäßig in Form eines nahtlosen Rohrs, eines

Endes eines Fernmeldekabels mit einer Vielzahl von 45 geschweißten oder gelöteten Rohrs oder in Form

Leiterpaaren im Kern, einer Metallabschirmung und eines längs zu einer Kabellängsachse parallelen Achse

einem äußeren Kunststoffmantel, gefalteten Bandes (s. F i g. 3) vor. Besonders gut falt-

F ig. 4 die Ansicht eines teilweise abisolierten bar ist ein Aluminiumband. Bei Kabeln, deren Außen-

Fernmeldekabels mit einer Vielzahl von Leiterpaaren durchmesser größer ist als 19 mm, ist die Oberfläche

im Kern, einem extrudierten inneren Kunststoff- 5° üblicherweise gerillt. Eine äußere Kunststoffschicht

mantel, einer metallischen Abschirmung und einem 35, beispielsweise aus extrudiertem Polyäthylen, ist

äußeren Kunststoffmantel, erfindungsgemäß mit dem Metallmantel 33 in der

F i g. 5 das Ende eines Unterwasserkabels mit Kontaktfläche 34 festhaftend verbunden,
einem tragenden Kern, einem isolierten elektrischen Es können natürlich zusätzliche zugübertragende Leiter, einer metallischen Abschirmung und einem 55 Glieder in das Kabel eingebaut sein, so ein Trägeräußeren Kunststoffmantel, draht aus Stahl, der zu dem abgeschirmten Leitern-

F i g. 6 ein teilweise abisoliertes Stück Kabel mit kern parallel verlaufen und gemeinsam mit diesem in

gerillter Metallabschirmung und einem leitenden einem äußeren Mantel 35 eingeschlossen sein kann,

äußeren Kunststoffmantel. In diesem Fall ist zweckmäßig auch der Trägerdraht

In F i g. 1 ist ein einfacher kunststoffüberzogener 60 aus Stahl festhaftend mit dem Kunststoffmantel ver-

Leiter dargestellt, der für Starkstromübertragung oder bunden.

Fernmeldezwecke, beispielsweise in Luftfahrtaus- In Fig.4 ist ein Fernmeldekabel für die Verlegung rüstungsgeräten, verwendet werden kann. Man er- im Erdboden dargestellt. In dem inneren Kern 41 kennt in dieser F i g. 1 einen Leiter aus Metall guter sind paarweise isolierte Drähte, z. B. Kupferdrähte Leitfähigkeit, beispielsweise einen monofilen oder 65 mit Kunststoffüberzug, durch ein Umfassungsband 42 einen zusammengesetzten Draht aus Kupfer, verzinn- aus Kunststoff gebündelt; das Umfassungsband 42 tem Kupfer, Aluminium oder Stahl mit einem Metall- entsprecht dem in F i g. 3 behandelten Umfassungsüberzug guter elektrischer Leitfähigkeit. Dieser Draht band 32. Über dieses Umfassungsband ist eine naht-

lose Kunststoffschicht 43 aus Polyäthylen extrudiert. Ein Metallmantel 45 (z. B. aus längsgefaltetem Aluminium oder aus einem anderen Material, entsprechend der Beschreibung zum Teil 33 der F i g. 3) liegt an der Kunststoffschicht 43 an; es folgt eine äußere Kunststoffschicht 47 aus Polyäthylen. Erfindungsgemäß ist der Metallmantel 45 sowohl mit der inneren Kunststoffschicht 43 in deren gemeinsamer Kontaktfläche 44 als auch mit der äußeren Kunststoffschicht 47 in deren Berührungsfläche 46 festhaftend verbunden.

Wenn gewünscht, kann eine Metallarmierung, beispielsweise aus Stahldrähten gebildet, eingebettet sein; man kann z. B. Stahldrähte in die äußere Kunststoffschicht 47 einbetten. Zweckmäßig ist bei Vorhandensein einer Metallarmierung auch diese mit der äußeren Kunststoffschicht erfindungsgemäß festhaftend verbunden.

In Fig. 5 erkennt man ein Unterwasserkabel mit einem Trägerkern, der aus Stahlprofilen zusammengesetzt ist. Um diesen Trägerkern herum ist ein elektrischer Leiter 52 aus Kupfer oder Aluminium gelegt. Der innere Isoliermantel 53 besteht vorzugsweise aus einer Kunststoffschicht aus einem extrudierten Polyäthylen; über diesem befindet sich als Abschirmung ein Metallmantel 55, z. B. aus Kupfer oder Aluminium in Form eines längsgefalteten Bandes oder in anderer Form, entsprechend der Beschreibung zu Teil 33 der F i g. 3. Ein äußerer Mantel 57 besteht ebenfalls vorzugsweise aus extrudiertem Polyäthylen. Erfindungsgemäß ist der Metallmantel 55 mit der inneren Kunststoffschicht 53 in deren Berührungsfläche 54 und mit der äußeren Kunststoffschicht 57 in Berührungsfläche 56 festhaftend verbunden.

In F i g. 6 ist ein Kabel dargestellt, dessen leitender Kern mit 61 bezeichnet ist. Das Kabel kann für Starkstrom aber auch für Fernmeldezwecke bestimmt sein. Der leitende Kern 61 ist mit einem Isoliermantel 62 umgeben; dieser ist in eine Metallabschirmung 63 eingeschlossen, die, wie gezeichnet, gerillt ist. Ein äußerer Mantel 65 aus einer leitenden Kunststoffmasse umgibt die Metallabschirmung und ist mit dieser erfindungsgemäß in der Kontaktfläche 64 gut haftend verbunden.

Metallabschirmungen in Kabeln sind bisher meist ziemlich dickwandig ausgeführt worden, um ihnen die nötige Festigkeit zu verleihen. Grundsätzlich kann man Abschirmungen der bisher angewandten Art auch bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Vorschlags anwenden; andererseits erlaubt es aber der Erfindungsvorschlag, dank der gut haftenden Bindung zwischen dem Metallmantel und den angrenzenden Kunststoffschichten relativ dünne Metallschichten zu verarbeiten. So kann z. B. eine dünne Metallfolie fest auf beiden Seiten vermittels des erfindungsgemäß verwendeten Klebstoffes an der Innenseite mit einer inneren Kunststoffschicht und an der Außenseite mit einer äußeren Kunststoffschicht vereinigt werden, wobei die metallische Abschirmung ihre Festigkeit aus der Umgebung bezieht. Bei einer solchen Ausführungsform (F i g. 3 und 4) ist die Abschirmung 33 bzw. 45 aus einem Band gebildet, das zu einem dreischichtigen Laminat verarbeitet ist, nämlich einem Laminat aus einer dünnen Aluminiumfolie zwischen zwei dünnen Schichten aus einem Mischpolymeren von Äthylen und ungesättigter Carbonsäure.

In bevorzugter Ausführung des Erfindungsvorschlags verwendet man für die Metallmäntel 24, 33, 45 und 54 der F i g. 2, 3, 4 und 5 Aluminium- oder Kupferbänder oder Bänder aus anderem Metall, die auf einer vorzugsweise auf zwei Seiten mit dem Mischpolymeren aus Äthylen und ungesättigter Carbonsäure beschichtet sind. Die kunststoffbeschichteten Abschirmungsbänder werden um eine zur Längsachse des Kabels parallele Achse gefaltet, so daß sich ihre Ränder leicht überlappen. Da die einzelnen Metallbänder verhältnismäßig dünn sein können, ist es möglich, auch zwei oder mehrere von ihnen übereinander zu legen, wobei die übereinanderliegenden Bänder aus dem gleichen oder verschiedenen Metallen bestehen können; zweckmäßig sind dabei die Überlappungs- bzw. Nahtstellen der einzelnen Bänder gegeneinander winkelversetzt, weil auf solche Weise eine bessere Abdichtung erzielt wird. In dem Unterwasserkabel z. B., das in F i g. 5 dargestellt ist, kann der isolierte Kern 53 zunächst durch ein längsgefaltetes

so Band aus beidseitig beschichteter dünner Aluminiumfolie und über diesem durch ein ebenfalls längsgefaltetes Band aus dünner Stahlfolie abgeschirmt sein, wobei letztere einen haftvermittelnden Auftrag auf mindestens ihrer Außenseite hat; die Faltränder sind dabei zweckmäßig an diametral einander gegenüberliegenden Stellen angeordnet; das Ganze ist in den äußeren Kunststoffmantel 57 eingeschlossen und durch Hitzeeinwirkung zu einer Verbundstruktur vereinigt. Die äußeren Mantel 26, 35, 47 und 57 werden vorzugsweise gebildet durch Extrudieren einer Polyäthylenmasse über der jeweiligen metallischen Abschirmung. Dabei genügt die Wärme der extrudierten Masse gewöhnlich, um die metallische Abschirmung mit den benachbarten Kunststoffpartien zu verbinden und dadurch eine luftdichte, feuchtigkeitsbeständige und hochfeste Kabelkonstruktion aufzubauen. Die äußeren Kunststoffmäntel 26, 35, 47 und 57 bestehen vorzugsweise aus einem Äthylenpolymeren, welches die üblichen Stabilisierungsmittel und annähernd 2,5 Gewichtsprozent Kohlenstoffruß enthält, um so eine maximale Beständigkeit gegen ultraviolette Strahlung zu erreichen. Polyäthylen wird gewöhnlich auch für die Isolationsschichten 12 und 22, für die Umfassungsbänder 31 und 41 sowie für die Schichten 43 und 53 verwendet. Man benutzt hier bevorzugt ein · Polyäthylen, das die üblichen Stabilisierungsmittel enthält; es kann auch Kohlenstoffruß enthalten, gewöhnlich kommt man jedoch ohne Kohlenstoffruß aus und kann weiße Pigmente oder Farbstoffe zusetzen, letztere insbesondere dann, wenn eine Kennzeichnung erwünscht ist.

In der Ausführungsform eines Kabels gemäß F i g. 6 ist der innere Isolationsmantel 62 gewöhnlich Polyäthylen und der äußere leitende Mantel 65 gewohnlich ein Äthylenmischpolymeres, gebildet aus einem ungesättigten Ester, beispielsweise ein Mischpolymeres, bestehend aus einem größeren Anteil Äthylen und einem kleineren Anteil, beispielsweise 5 bis etwa 30 Gewichtsprozeit eines niedrigen Alkylesters einer α,/3-äthylenisch ungesättigten Säure, z. B. Äthylacrylat; ein solches Polymeres kann mit einer großen Menge Füllmittel versetzt werden; man kann eine elektrisch leitende Masse erhalten, indem man 20 bis 50 Gewichtsprozent von leitendem Kohlenstoff zusetzt, z. B. Acetylenruß. Die metallische Abschirmung 63 wird bei solchen Kabeln vor der Verarbeitung zweckmäßig mit einer leitenden Schicht belegt, welche Kohlenstoffruß, beispielsweise Acetylen-

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ruß und das Mischpolymere aus Äthylen und unge- plastischen Mischpolymerisat aus einem überwiegensättigter Carbonsäure enthält; diese Belegung besorgt den Anteil Äthylen und einem kleinen Anteil, typisch jn dem fertigen Kabel sowohl die. gut haftende me- etwa 1 bis 30, vorzugsweise etwa 2 bis 20 Gewichtschanische als auch die elektrisch leitende Verbindung prozent, äthylenisch ungesättigter Carbonsäure. An 64 zwischen der Abschirmung und dem elektrisch 5 äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren, zu denen leitenden Kunststoffmantel. Es sind in einem derarti- auch die ein- und mehrbasischen Säuren, die sauren gen Kabel nicht nur Streuströme und lokale Feld- Anhydride und Teilester mehrbasischer Säuren hinzukonzentrationen zwischen der Abschirmung und dem zuzählen sind, kommen in Frage: Acrylsäure, Meth-Mantel ausgeschlossen, sondern es sind auch Korrosiv- acrylsäure, Krotonsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, strömungen ausgeschlossen, die von der Grenzzone io Itakonsäure, Maleinsäureanhydrid, Monomethylzwischen der metallischen Abschirmung und den an- maleat, Monoäthylmaleat, Monomethylfuramat, liegenden Kunststoffteilen des Kabels ausgehen könn- saures Tripropylenglykolmonomethyläthermaleat, ten. Es gelingt deshalb, ganz ohne Rillen in der Me- saures Äthylenglykolmonophenyläthermaleat. Das tallabschirmung auszukommen oder jedenfalls mit Carbonsäurernonomere ist vorzugsweise eines aus der nur sehr kleinen Rillen. 15 Gruppe der α,β-äthylenisch ungesättigten Mono- und

Die Bindeschicht weist in der Regel eine Stärke Polycarbonsäuren und Säureanhydride mit 3 bis von 0,006 bis 0,13 mm auf, und wird nach einer 8 Kohlenstoffatomen pro Molekül sowie der Teilester der bekannten Verfahrensweisen, z. B. Schmelz- solcher Polycarbonsäuren, in denen die Säureextrudieren, Pulveraufsprühen mit der Flammen- gruppierung mindestens eine Carbonsäuregruppe und oder Gaspistole, aufgebracht; man kann auch einen 20 die Alkoholgruppierung 1 bis 20 Kohlenstoffatome zu beschichtenden Metallstreifen durch ein Fließbett enthält. Die Mischpolymeren können im wesentlichen von polymeren Teilchen führen, man kann eine in aus Äthylen und einem oder mehreren solcher einem Lösungsmittel gebildete Lösung oder einen äthylenisch ungesättigter saurer Zusatzmonomeren Schmelzfluß des Polymeren als einen dünnen Film bestehen, sie können aber auch kleine Mengen über das Substrat breiten. Im Falle von Metall- 25 anderer mit Äthylen mischpolymerisierbarer Monobändern oder Metallröhren, die mit Polyäthylen- mere enthalten.

mänteln versehen werden sollen, kann man die Binde- Die zusätzlichen Monomeren können in dem schicht in an sich bekannter Weise dadurch ge- Mischpolymeren in jeder beliebigen Weise enthalten winnen, daß man das Metall mit dem Äthylenpoly- sein, so als zufällig verteilte Zusatzmonomere; es meren belegt und das belegte Metall mit dem Kunst- 30 können aber auch Blockmischpolymere oder Pfropfstoff bei erhöhter Temperatur zusammenbäckt. Der mischpolymere vorliegen. Diese Mischpolymeren sind wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Verwen- bekannt. Mischpolymeren von Äthylen und den oben dung eines Äthylen-äthylenisch ungesättigten Carbon- angegebenen äthylenisch ungesättigten Karbonsäuren säure-Mischpolymeren liegt darin, daß dieses Misch- werden hergestellt dadurch, daß man ein Gemisch polymere eine sehr gut haftende Verbindung mit dem 35 von Monomeren erhöhten Temperaturen unterwirft Metall eingeht, und zwar bei gewöhnlichen physika- von etwa 90 bis etwa 300° C, vorzugsweise von etwa lischen Bedingungen und ohne große Abweichungen 120 bis etwa 280° C, und daß man gleichzeitig hohe von der üblichen Kabelherstellungstechnik. Es ist Drücke einwirken läßt, gewöhnlich etwa 1000 Atmo-■auch nicht etwa eine besonders sorgfältige Reinigung Sphären, vorzugsweise zwischen 1000 und 3000 Atrno- oder Vorbehandlung der Metallfläche erforderlich. 40 Sphären. Vorzugsweise führt man die Polymerisation Eine ausgezeichnete Haftung wird selbst bei Metall- in der Gegenwart von freie Radikale schaffenden flächen erreicht, die mit Öl verunreinigt sind. Um Polymerisationsinitiatoren durch, beispielsweise in einen guten Verband zwischen Metallmantel und Gegenwart von Sauerstoffperoxydverbindungen und Kunststoff zu gewinnen, ist es nur erforderlich, daß Azoverbindungen.

das Material der Bindeschicht die Unterlage benetzt. 45 Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläu-Dies kann man leicht dadurch erreichen, daß man terung der Erfindung,
das Polymerisat in verflüssigtem Zustand unter Druck . -I₁
mit den Metallteilen in Verbindung bringt. Die Ver- Beispiel 1
bindung zwischen dem Polymerisat aus Äthylen und Ein monophiler Kupferdraht wurde mit einer ungesättigter Carbonsäure und den angrenzenden 50 dünnen Schicht eines Mischpolymeren, bestehend aus Teilen wird außerdem leicht dadurch erreicht, daß 92 Gewichtsprozent Äthylen und annähernd 8 Geman das Polymerisat auf seinen Erweichungspunkt wichtsprozent Acrylsäure, beschichtet. Das Mischerhitzt, etwa auf eine Temperatur von 140° C und polymere war eines, in dem die Verteilung des Acryldarüber, wobei jedoch darauf geachtet werden muß, Säurebestandteils eine zufällige war; der Schmelzdaß man unter der Zersetzungstemperatur des jewei- 55 index betrug etwa 6. Ein konzentrischer Kunststoffligen Polymerisats bleibt. Die Dauer der Hitze- und mantel aus Polyäthylen von für Isolierzwecke Druckeinwirkung und die Größe des einwirkenden üblicher Beschaffenheit wurde bei Heißplastifizie-Druckes sind nicht kritisch. Die notwendigen physi- rungstemperatur über den so beschichteten Draht kaiischen Bedingungen, die eine Vereinigung der extrudiert. Der dabei entstehende Mantel war fest-Metallteile und der Kunststoffteile durch die Binde- 60 haftend mit dem monophilen Kupferdraht verbunden, schicht aus dem Mischpolymerisat von Äthylen und

ungesättigter Carbonsäure herbeiführen, werden ohne Beispiel 2
weiteres erreicht, wenn man Kabel bei Heißplasti-

fizierungstemperatur herstellt oder wenn man die Ein Kabel, bestehend aus Kupferdrähten im Kern

Kabel im Verlauf der Herstellung einer kurzen Hitze- 65 und einem Polyäthylenmantel, wurde hergestellt. Ein

behandlung unterwirft. Aluminiumband von 0,3 mm Dicke wurde um diesen

Die erfindungsgemäße Bindeschicht besteht aus Kern in an sich bekannter Weise längs gefaltet; dieses

einem unter normalen Bedingungen festen thermo- Band war zunächst auf beiden Seiten mit einem

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dünen zusammenhängenden Film beschichtet worden, einwirkung das beschichtete Aluminium mit dem

der aus einem Mischpolymeren zufälliger Struktur äußeren Mantel durch die Wirkung der Grenzschicht

von annähernd 92% Äthylen und. annähernd 8 Ge- aus Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisat zu ver-

wichtsprozent Acrylsäure bestand und einen Schmelz- binden. Das Kabel wurde nach der Erhitzung auf index von ungefähr 6 hatte. Das um den Kern gelegte 5 Zimmertemperatur abgekühlt. Das so gewonnene

Band ergab an den Rändern eine geringfügige Über- Stück wurde um einen Dorn von 25,4 cm Durch-

lappung; um das Band wurde ein äußerer Mantel messer gelegt, die Enden wurden so weit gezogen,

von Polyäthylen extrudiert, welches 2,6 Gewichts- daß sie einen Winkel von weniger als 90° miteinander

prozent Kohlenstoffruß enthielt. Die Extrusions- einschlossen; schließlich wurde das Kabel wieder wärme des äußeren Mantels brachte gleichzeitig eine io gestreckt, um einen Biegezyklus zu beenden; eine

Bindung der Metallabschirmung mit dem inneren Beschädigung des Kabels konnte nicht wahr-

und dem äußeren Mantel mit sich. genommen werden.

In Abwandlung dieses Versuchs wurde die Metall- Beispiel 4
abschirmung nur auf einer Seite mit dem Mischpolymeren beschichtet. Es wurden daraus Kabel 15 Ein weiteres Testkabel wurde aus den gleichen

erzeugt, in denen entweder der innere Kern oder der Werkstoffen, wie im Beispiel 3 angegeben, hergestellt,

äußere Mantel festhaftend mit der Metallabschir- mit der Ausnahme, daß ein 0,05 mm starkes Band

mung verbunden war, je nachdem, ob die be- aus demselben Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymeren

schichtete Fläche nach innen oder nach außen zu um das innere Polyäthylenrohr gelegt wurde, d. h. liegen kam. 20 unter die Aluminiumfolie zu liegen kam, deren

In weiterer Abwandlung wurde ein blankes, nicht Außenfläche wieder beschichtet war. Das so gebildete ---

beschichtetes Aluminiumband und ein dünnes Folien- Kabel wurde in einem Ofen auf 140° C für eine

band aus dem oben angegebenen Äthylen-Acryl- Dauer von 90 Minuten erhitzt, um so die metallische

säure-Mischpolymeren gemeinsam über den Kern Abschirmung sowohl mit dem inneren Polyäthylen-

längs gefaltet, wobei das Folienband einmal unter der 25 rohr als auch mit dem äußeren Polyäthylenmantel zu

Metallabschirmung, einmal über der Metallabschir- verbinden. Das so gewonnene Kabel wurde auf

mung und einmal unter und über der Metall- Zimmertemperatur abgekühlt und gemäß Beispiel 3

abschirmung lag. Durch die Extrusionswärme des um einen Dorn von 25,4 cm Durchmesser gebogen,

äußeren Plastikmantels wurde eine guthaftende Ver- Mittels Röntgenstrahlen wurde das gebogene Stück

bindung zwischen dem Metallband und den Misch- 3° untersucht. Nach 3 V2 Biegungen, d. h. nachdem es

polymerisatfolien hergestellt, wobei die Bindung mit zum viertenmal in die gebogene Stellung gekommen

den Mischpolymerisatfolien gleichzeitig' eine gut- war, zeigte das Kabel noch keine Runzeln oder

haftende Verbindung mit dem inneren und/oder dem anderen Anzeichen von Beschädigung,

äußeren Mantel vermittelte. Das Testkabel wurde sodann einem Dauerversuch

. 35 unterworfen, indem es wiederholt um den Dorn von

Beispiel 3 25,4 cm Durchmesser gebogen und dann immer

Zu Untersuchungszwecken wurde ein in seinem wieder gestreckt wurde. Es wurde dabei beträchtliche äußeren Ansehen der F i g. 4 entsprechendes Kabel Wärme an der Biegestelle erzeugt; man gab jedoch hergestellt, indem ein extrudiertes Polyäthylenrohr dem Kabel jeweils nach 10 Biegezyklen Gelegenheit, von 18,7 mm Außendurchmesser und 1,47 mm 40 wieder abzukühlen. Nach 61 Biegezyklen war das Wandstärke als Ausgangsmaterial verwendet wurde. Kabel offensichtlich noch intakt, mit der einen Aus-Dieses Rohr entsprach dem Teil 43 des Kabelaufbaus nähme, daß eine geringfügige elliptische Verzerrung gemäß F i g. 4. Für Versuchszwecke war jedoch das des Querschnitts am Biegepunkt eingetreten war. umwickelte Leiterbündel 41, 42 weggelassen. Eine Nach der 62. Biegung brach das Kabel entzwei. Die weichgestellte Aluminiumfolie von 7,5 cm Bandbreite 45 Untersuchung zeigte jedoch, daß die einzelnen und 0,635 mm Stärke war auf einer Seite mit einer Schichten noch zusammenhafteten. Zweifellos war dünnen Schicht (0,1mm) eines Äthylen-Acrylsäure- nach dieser großen Anzahl von Biegungen sowohl der Mischpolymerisats beschichtet, die 8 Gewichtsprozent Kunststoff als auch das Metall ermüdet.
Acrylsäure enthielt und einen Schmelzindex von Mit echten Kabeln konnten die gleichen vorteilungefähr 6 aufwies. Dieses Band wurde um das Poly- 50 haften Ergebnisse festgestellt werden,
äthylenrohr als Kern längs gefaltet, so daß die beschichtete Seite des Bandes nach außen zu liegen Beispiel 5
kam. Das Ganze wurde in einen dicht anliegenden

Außenmantel aus Polyäthylenrohr von 20,9 mm Ein Unterwasserfernmeldekabel, dessen Querinnendurchmesser und 1,47 mm Wandstärke ein- 55 schnitt demjenigen der F i g. 5 entsprach, wurde mit geschlossen. Das Metallband entsprach dabei dem einem Stahlkern hergestellt. Der Stahlkern war aus Teil 45 und der äußere Polyäthylenmantel dem Teil Formprofilen zusammengesetzt, die einen kreisförmi-47 in dem Kabelaufbau gemäß F i g. 4. gen Querschnitt von 7,6 mm Durchmesser ergaben.

Das so gebildete Testkabel, in dem die metallische Der kreisförmige Stahlquerschnitt war von einer Abschirmung weder mit dem inneren noch mit dem 60 Kupferfolie mit 0,3 mm Stärke umgeben. Der Stahläußeren Kabel verbunden war, wurde einem Biege- kern diente als Träger, während die Kupferschicht versuch unterworfen: Es wurde um einen 25,4 cm den elektrischen Hauptleiter des Kabels bildete. Über starken Versuchsdorn gelegt, was einem Biegeradius die Kupferfolie wurde dicht anliegend ein Isoliervon 12,7 cm entsprach. Das Kabel knickte und fiel mantel aus Polyäthylen geringer Dichte extrudiert, ein, bevor der Krümmungsradius von 12,7 cm erreicht 65 der 9,9 mm dick war. Über diesen Isoliermantel werden konnte. wurde ein Aluminiumband von 0,5 mm Stärke ge-

Ein weiteres Stück dieses Kabels wurde auf 140° C faltet, das auf beiden Seiten mit einer 0,05 mm

während 90 Minuten erhitzt, um durch die Hitze- starken Schicht aus Äthylen-Acrylsäure-Mischpoly-

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merisat beschichtet war; der Anteil des Acrylsäurebestandteils in dem Mischpolymerisat betrug 8%. Das längsgefaltete beschichtete Aluminiumband überlappte sich längs seiner Ränder geringfügig und bildete gleichzeitig Rückleiter und Abschirmung des Kabels. Ein nahtloser äußerer Mantel mit einer Wandstärke von 3,8 mm, bestehend aus Polyäthylen hoher Dichte und einem Zusatz von 2,6% Kohlenstoffruß, wurde bei Heißplastifizierungstemperatur über den mit der Abschirmung versehenen Kern ίο extrudiert. Während des Extrudierens wurde dabei das auf der Metallabschirmung aufgetragene Mischpolymere geschmolzen und bildete einen festen Verband zwischen der Metallabschirmung einerseits und der Polyäthylenisolierung sowie dem äußeren Polyäthylenmantel andererseits. Das auf diese Weise gebildete Kabel besitzt eine hohe mechanische Festigkeit, ist widerstandsfähig gegen Biegen, beständig gegen die Eindringung von Flüssigkeiten in das Kabel und beständig gegen die Trennung der einzelnen Schichten.

Beispiel 6

Ein Fernmeldekabel zur Verlegung im Erdboden mit einem Bündel von Fernmeldedrähten, die in einem isolierten Polyäthylenkern zusammengefaßt waren, wurde hergestellt. Um den Kern herum wurde eine Kupferabschirmung aus Kupferband gelegt, das beidseitig mit einer 0,05 mm dicken Schicht belegt war. Diese Schicht enthielt 30% Azetylenruß und ein Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymeres mit ungefähr 8 Gewichtsprozent Acrylsäure. Ein nahtloser äußerer leitender Mantel wurde über den mit der Abschirmung versehenen Kern extrudiert, und zwar bestand dieser Mantel aus einem Mischpolymeren von Äthylen und etwa 20 Gewichtsprozent Äthylacrylat sowie etwa 40% Azetylenruß. Beim Extrudieren wurde ein festhaftender Verband zwischen der metallischen Abschirmung und den anliegenden Kunststoffteilen hergestellt; außerdem entstand dabei ein elektrisch leitender Übergang zwischen der Abschirmung und dem äußeren Mantel. Demzufolge war das entstehende Kabel nicht nur mechanisch fest, insbesondere beständig gegen Biegebeanspruchungen und beständig gegen das Eindringen von Wasser und Luft bei Verlegung im Erdboden, sondern es war überdies gegen Streuströme geschützt, die durch Beleuchtungsmasten oder sonstwie entstehen könnten. Diser Schutz rührte daher, daß die Abschirmung mit dem äußeren Mantel gut elektrisch leitend verbunden war und dieser wiederum geerdet war.

Beispiel 7

Um die Überlegenheit erfindungsgemäß aufgebauter Kabel gemäß Beispiel 6 zu demonstrieren, wurde eine 3,7 mm starke Folie aus Kabelmantelmaterial hergestellt; sie bestand aus einem Mischpolymeren von 80 Gewichtsprozent Äthylenanteil und 20 Gewichtsprozent Äthylacrylatanteil mit einem Schmelzindex von 3,5 sowie aus einem Zusatz von 30 Gewichtsprozent Azetylenruß. Die Folie wurde zwischen zwei Messingelektroden von 5,08 cm Durchmesser untersucht. Bei einem Elektrodenanpreßdruck von 22 g/cm² betrug der Widerstand der Masse 500 Ohm. Bei einem Elektrodenanpreßdruck von 83 g/cm² war der elektrische Widerstand immer noch 260 Ohm.

Nunmehr wurde ein dem Erfmdungsvorschlag entsprechender Versuch gemacht, indem eine 3,7 mm starke Folie gegossen wurde aus einem Mischpolymeren von Ätylen und 8% Acrylsäure; das Mischpolymere enthielt wieder 35 Gewichtsprozent Azetylenruß. Ein 4,5 cm² großes Stück dieser Folie wurde zwischen zwei Aluminiumbleche gelegt und in einem Ofen auf 140° C während 15 Minuten erhitzt, um einen festen Verband zwischen dem Kunststoff und den Metallblechen herzustellen. Bei Zimmertemperatur hafteten die Aluminiumbleche gut an der Folie. Der elektrische Widerstand zwischen den Aluminiumfolien als Elektroden wurde gemessen und es ergaben sich 11 Ohm. Daraus ergibt sich, daß Kabel mit Metallabschirmungen, die festhaftend mit leitendem Kunststoff verbunden sind, einen wesentlich geringeren elektrischen Durchgangswiderstand zwischen diesen beiden Teilen aufweisen als Kabel, bei denen nur eine Berührung besteht.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Leitungskabel mit einem Metallmantel, der mit einer Kunststoffschicht mittels eines sich wenigstens annähernd über die gesamte Berührungsfläche des Metallmantels erstreckenden Polymerisates als Bindeschicht fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (12, 22, 26) aus einem Äthylenpolymerisat und die Bindeschicht zwischen dem Metallmantel (24) oder dem Kern des Kabels (11, 21) und der Kunststoffschicht (12, 22, 26) aus einem thermoplastischen Polymerisat eines größeren Gewichtsteiles Äthylen und eines kleineren Gewichtsteiles einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure besteht.

2. Elektrisches Leitungskabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (12, 22, 26) aus halbleitendem Werkstoff besteht.

3. Elektrisches Leitungskabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht aus Polyäthylen besteht und die Bindeschicht aus einem thermoplastischen Mischpolymeren von Äthylen und etwa 1 bis 30 Gewichtsprozent Acrylsäure besteht.

4. Elektrisches Leitungskabel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine halbleitende Kunststoffschicht aus einem Mischpolymeren von überwiegend Äthylen und einem kleineren Anteil von Äthylenacrylat mit etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent leitendem Kohlenruß als leitendem Füllmittel und einem Metallmantel, der mit der Kunststoffschicht vermittels einer dünnen, elektrisch leitenden Kunststoffmasse, enthaltend etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent Kohlenstoffruß als leitendes Füllmittel und ein thermoplastisches Mischpolymeres von Äthylen und etwa 1 bis 30 Gewichtsprozent Acrylsäure verbunden ist.

5. Elektrisches Leitungskabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Mischpolymeres aus Äthylen und etwa 2 bis 20 Gewichtsprozent Acrylsäure mit zufälliger Verteilung des Acrylsäurebestandteils als Bindeschicht.

6. Verfahren zur Herstellung des Kabels nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein dünnes Kunststoffolienband annähernd von

der Breite des Metallmantels um den inneren Mantel gefaltet wird, daß sodann der Metallmantel um diese Folie gelegt wird, daß ein weiteres dünnes Folienband um den Metallmantel gelegt wird und daß eine äußere Ummantelungsmasse unter Einschluß der folienbedeckten

Metallabschirmung bei Heißplastifizierungstemperatur extrudiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Folie aus einem Mischpolymeren von Äthylen und 1 bis 30 Gewichtsprozent Acrylsäure besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen