DE202008011737U1

DE202008011737U1 - Ummantelte elektrische Leitung

Info

Publication number: DE202008011737U1
Application number: DE200820011737
Authority: DE
Original assignee: Coroplast Fritz Mueller GmbH and Co KG
Current assignee: Coroplast Fritz Mueller GmbH and Co KG
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: EP2329503A1; CN101667472A; PL2329503T3; ES2573264T3; HK1142166A1; EP2329503B1; HUE027761T2; CN101667472B; WO2010025963A1

Abstract

Ummantelte elektrische Leitung, umfassend mindestens einen elektrischen Leiter (1) mit einer Isolierung (2) und einen aus einem Kunststoff bestehenden Mantel (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3) eine geschäumte Schicht (4) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine ummantelte elektrische Leitung, umfassend mindestens einen elektrischen Leiter mit einer Isolierung und einen aus einem Kunststoff bestehenden Mantel.
Eine bekannte elektrische Leitung dieser Art ist in der DE 202 15 523 U1 beschrieben. Diese Leitung ist insbesondere für Antiblockiersysteme und Fühler von Drehzahlmesssystemen von Kraftfahrzeugen einsetzbar und hat sich in der Praxis bewährt. Die Leitung weist einen aus Polyurethan bestehenden Mantel auf. Der Mantel besteht insbesondere aus Polyether-Polyurethan, welches bevorzugt eine Härte im Bereich von 75 bis 95 Shore A aufweisen kann. Für die Auswahl der Isolierung des Leiters, für die in der DE 202 15 523 U1 ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) als bekannt genannt wird, spielen in der Praxis die dielektrischen Kenngrößen, insbesondere die relative Dielektrizitätskonstante, eine wesentliche Rolle, weil diese Größen entscheidenden Einfluss auf das Isolationsvermögen der Leitung haben. Um bei Wahrung einer hohen Wärmeformstabilität eine verbesserte Recyling-Fähigkeit zu erreichen, sieht das genannte Gebrauchsmuster vor, auch die Isolierung des Leiters aus Polyurethan herzustellen, wobei dieses eine Härte im Bereich von 55 bis 64 Shore D aufweist. Bei diesem Polyurethan-Werkstoff handelt es sich insbesondere um einen thermoplastischen Werkstoff, der wieder aufschmelzbar ist und daher leicht einem Recycling unterworfen werden kann.
Die DE 202 15 523 U1 verweist hinsichtlich der technischen Anforderungen, die an derartige Leitungen gestellt werden, auf die Bosch-Vorschrift VS 18296-NKA (Oktober 2001) und nimmt im Besonderen neben der Recyclingfähigkeit auf die technischen Parameter Wärmeformbeständigkeit und Biegewechselfestigkeit nach VDE 0472-603/J Bezug. Zu weiteren, insbesondere mechanischen Eigenschaften, die für den Einsatz von Leitungen der eingangs genannten Art von Bedeutung sind, gehört neben der Masse der Leitung auch das Torsionsverhalten. Für die Verarbeitbarkeit der Leitungen spielt auch die Forderung eine Rolle, dass die Leitung, gegebenenfalls auch über größere Leitungsstücke hinweg, in einfacher Weise abmantelbar sein soll.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Leitung der eingangs genannten Art zu schaffen, die im Hinblick auf die vorstehend genannten mechanischen und Verarbeitungseigenschaften eine verbesserte Qualität aufweist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Mantel eine geschäumte Schicht umfasst. Hierbei kann im Detail vorgesehen sein, dass entweder der gesamte Mantel aus einer geschäumten Schicht gebildet ist oder dass der Mantel aus mehreren Teilschichten besteht, von denen mindestens eine geschäumt ist. Aufgrund der schwammigen Struktur einer geschäumten Schicht, bei der es sich insbesondere um ein gasgefülltes geschlossenzelliges Material handeln kann, verringert sich durch die Erfindung vorteilhafterweise die spezifische Masse der Leitung, das Abmanteln über größere und übergroße Leitungslängen wird erleichtert, und es verbessern sich das Torsionsverhalten sowie durch eine dämpfende Wirkung der geschäumten Schicht die mechanische Druckbeständigkeit und die Biegewechselfestigkeit.
Der Mantel kann mit Vorteil, zumindest teilweise, aus einem thermoplastischen Polyurethan und die geschäumte Schicht aus einem geschäumten thermoplastischen Polyurethan bestehen. Thermoplastische Polyurethan-Elastomere (TPU) sind teilkristalline Werkstoffe und gehören zu der Klasse der thermoplastischen Elastomere. Sie stellen Hochleistungswerkstoffe dar, welche in ihrem Eigenschaftsbild dynamische Belastbarkeit, hohe Flexibilität in einem weiten Temperaturbereich, hohe Verschleißfestigkeiten sowie Knick- und Reißfestigkeiten (Einreiß- und Weiterreißwiderstand) mit guten Beständigkeiten gegen den Einfluss von Öl, Fett und Lösungsmitteln, die Witterung, Ozon und UV-Strahlung, sowie hydrolytisch wirkende Substanzen und Mikroben kombinieren. Sie sind wieder aufschmelzbar und können daher leicht einem Recycling unterworfen werden.
Insbesondere aus der Schuhherstellung sind an sich Verfahren bekannt, um thermoplastische Polyurethane mit Treibmitteln zur Herstellung von Schuhsohlen zu verschäumen. Es ist dabei mit Vorteil möglich, durch den relativen Anteil von sogenannten Hart- und Weichsegmenten die Eigenschaften, wie beispielsweise die Festigkeit, Härte und Flexibilität des herzustellenden TPU, in weiten Grenzen zu variie ren. Die Hartsegmente werden dabei durch für bei der Herstellung eingesetzte Diisocyanate und kurzkettige Diole, und die Weichsegmente durch Diisocyanate und langkettige Diole gebildet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.
Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele soll im Folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen ummantelten elektrischen Leitung,
2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Leitung,
3 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Leitung,
4 einen Querschnitt durch eine vierte Ausführung einer erfindungsgemäßen Leitung und
5 einen Querschnitt durch eine fünfte Ausführung einer erfindungsgemäßen Leitung.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.
Wie sich zunächst aus 1 – aber auch aus allen weiteren Figuren – ergibt, besteht eine erfindungsgemäße ummantelte elektrische Leitung aus mindestens einem elektrischen Leiter 1, der von einer Isolierung 2 umgeben ist, und einem aus Kunststoff bestehenden Mantel 3. In den Ausführungsbeispielen sind exemplarisch jeweils vier, vorzugsweise miteinander verseilte, elektrische Leiter 1 mit ihren Isolierungen 2 dargestellt.
Der Leiter 1 kann aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff in Form von Litzen oder in Form eines Drahtes bestehen, der bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 0,03 mm bis 3,0 mm aufweisen kann. Ein für den Leiter 1 eingesetzter Draht kann dabei auch aus einer Mehrzahl von Einzeldrähten 1a gebildet sein.
Die Isolierung 2 des Leiters 1 kann auch aus Polyurethan oder aus einem für solche Isolierungen – wie bekannt – eingesetzten Material, z. B. aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE), insbesondere styrolhaltigen TPE, einem Polyolefin, wie Polypropylen (PP), einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) oder einem Fluorpolymer, wie FEP (Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymerisat), bestehen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Mantel 3 eine geschäumte Schicht 4 umfasst. Der Mantel 3 kann dabei vorzugsweise – ganz oder teilweise – aus einem thermoplastischen Polyurethan (TPU) bestehen, bei dem es sich insbesondere um ein Polyether-Polyurethan handeln kann. Auch der Einsatz eines Polyester-Polyurethans ist aufgrund seiner höheren thermische Stabilität mit Vorteil möglich.
Aus den in 1 bis 4 gezeigten Querschnittsdarstellungen der verschiedenen Ausführungen einer erfindungsgemäßen ummantelten elektrischen Leitung wird deutlich, dass der Aufbau des Mantels 3 unterschiedlich gestaltet sein kann.
Die erste Ausführung in 1 zeigt einen einschichtigen Mantel 3, der in seiner Gesamtheit aus der geschäumten Schicht 4 gebildet ist.
Die zweite und dritte Ausführung der Erfindung in 2 und 3 zeigen jeweils einen zweischichtigen Mantel 3, der aus einer Außenschicht 5 und aus einer Innenschicht 6, gebildet ist. Bei der zweiten Ausführung der Erfindung ist die Außenschicht 5 die geschäumte Schicht 4; die Innenschicht 6 ist ungeschäumt. Hierdurch wird mit Vorteil neben der Gewichtsreduzierung insbesondere ein im Vergleich zu einem ungeschäumten Mantel erhöhter Klapperschutz erzielt. Bei der dritten Ausführung ist die Innenschicht 6 die geschäumte Schicht 4, die Außenschicht 5 ist ungeschäumt. Hierdurch wird neben der Gewichtsreduzierung mit Vorteil insbesondere ein im Vergleich zu einem ungeschäumten Mantel verbessertes Abmantelverhalten erzielt.
Das in 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel zeigt einen Mantel 3, bei dem zwischen der Außenschicht 5 und der Innenschicht 6 eine Zwischenschicht 7 angeordnet ist. Hierbei ist vorgesehen, dass diese Zwischenschicht 7, insbesondere ausschließlich diese Zwischenschicht 7, die geschäumte Schicht 4 ist. Die Außenschicht 5 und die Innenschicht 6 sind ungeschäumt. Wenn ein solcher konstruktiver Aufbau vorliegt, verbessert sich aufgrund der im Vergleich zur Außenschicht 5 und Innenschicht 6 mechanisch instabileren Struktur der Zwischenschicht 7 das Torsionsverhalten.
Bei dem in 5 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel ist im Mantel 3 ebenfalls zwischen der Außenschicht 5 und der Innenschicht 6 eine Zwischenschicht 7 angeordnet. Hierbei ist jedoch vorgesehen, dass diese Zwischenschicht 7, insbesondere ausschließlich diese Zwischenschicht 7, die ungeschäumte Schicht ist, während die Außenschicht 5 und die Innenschicht 6 geschäumte Schichten 4 sind. Dadurch tritt eine Kombination der Vorteile des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung auf.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So können beispielsweise die Anzahl der Leiter 1 oder die geometrischen Abmaße einer erfindungsgemäßen elektrischen Leitung, wie eine Dicke der einzelnen Schichten 3, 4, 5, 6, 7, in weiten Grenzen variieren, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Um eine Eigenschaft der erfindungsgemäßen elektrischen Leitung auf einen bestimmten Wert einzustellen, kann auch ein Schäumungsgrad der geschäumten Schicht 4, variiert werden. Unter Schäumungsgrad wird dabei ein Volumenanteil von Gas im Gesamtvolumen der geschäumten Schicht verstanden. So kann der Schäumungsgrad innerhalb der werkstoffbedingten Grenzen in Kombination mit den optimalen Dickenverhältnissen der einzelnen Schichten 3, 4, 5, 6, 7 ausschlaggebend für die Qualität einer insbesondere hoch torsions- und biegewechselbeständigen erfindungsgemäßen elektrischen Leitung sein.
Die Schichten 4, 5, 6, 7 können insbesondere durch Ko- oder Tandemextrusion miteinander verbunden sein. Die Stärke der Haftung der einzelnen Schichten 4, 5, 6, 7 aneinander wird dabei sowohl durch das Herstellungsverfahren, als auch die Natur der Schichtwerkstoffe bestimmt. Auch ein Aufbau des Mantels 3 mit mehr als drei, wie beispielsweise vier oder fünf Schichten, von denen mindestens zwei Schichten geschäumte Schichten 4 sind, fällt in den Rahmen der Erfindung. Bei einem vier- oder fünfschichtigen Aufbau können beispielsweise die Außenschicht 5, die Innenschicht 6 und/oder ein oder zwei Zwischenschichten 7 geschäumte Schichten 4 sein.
Durch eine geeignete Kombination von geschäumten und ungeschäumten Schichten und/oder Schichten aus unterschiedlichen Werkstoffen kann das Eintreten von unerwünschten Eigenschaftsänderungen, wie eine Reduzierung der Abriebfestigkeit, minimiert oder ganz unterbunden werden. Eine über einer TPU-Schicht liegende fluorhaltige Polymerschicht wird insbesondere als geeignet angesehen, eine Quellung der TPU-Schicht in verschiedenen Medien herabzusetzen.
Für die Isolierung 2 kann bevorzugt der aus der eingangs genannten DE 202 15 523 U1 bekannte Werkstoff eingesetzt werden, wobei damit der weitere Vorteil verbunden ist, dass der Leiter 1 in blanker, unverzinnter Ausführung eingesetzt werden kann.
Die Einsatzgebiete einer erfindungsgemäßen Leitung sind nicht auf Anwendungen für Antiblockiersysteme und Fühler von Drehzahlmesssystemen von Kraftfahrzeugen beschränkt. Sie liegen bevorzugt überall dort, wo eine hohe Torsions- und/oder Biegewechselbeständigkeit erforderlich ist, wie beispielsweise bei bestimmten Sensor- und bei Schleppkettenleitungen.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

1: Leiter
1a: Einzeldraht von 1
2: Isolation
3: Mantel
4: geschäumte Schicht
5: Außenschicht von 3
6: Innenschicht von 3
7: Zwischenschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 20215523 U1 [0002, 0002, 0003, 0028]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- VDE 0472-603/J [0003]

Claims

Ummantelte elektrische Leitung, umfassend mindestens einen elektrischen Leiter (1) mit einer Isolierung (2) und einen aus einem Kunststoff bestehenden Mantel (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3) eine geschäumte Schicht (4) umfasst.
Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Mantel (3) aus einer geschäumten Schicht (4) gebildet ist.
Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3) aus mindestens zwei Schichten (5, 6), einer Außenschicht (5) und einer Innenschicht (6), gebildet ist.
Leitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (5) eine geschäumte Schicht (4) ist.
Leitung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (6) eine geschäumte Schicht (4) ist.
Leitung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenschicht (5) und der Innenschicht (6) mindestens eine Zwischenschicht (7) angeordnet ist.
Leitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7), insbesondere ausschließlich die Zwischenschicht (7), eine geschäumte Schicht (4) ist.
Leitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7), insbesondere ausschließlich die Zwischenschicht (7), eine ungeschäumte Schicht ist.
Leitung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (4, 5, 6, 7) durch Ko- oder Tandemextrusion miteinander verbunden sind.
Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3), zumindest teilweise, aus einem thermoplastischen Polyurethan besteht.
Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die geschäumte Schicht (4) aus einem geschäumten thermoplastischen Polyurethan besteht.
Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch zwei oder mehr mit einer Isolierung (2) umgebene elektrische Leiter (1), die insbesondere miteinander verseilt sind.
Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (2) aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE), vorzugsweise aus einem styrolhaltigen thermoplastischen Elastomer, aus Polypropylen (PP) oder aus einem anderen Polyolefin, aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) oder aus einem Fluorpolymer, wie einem Copolymerisat aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen (FEP), besteht.