DE4039939A1 - Elektrisches kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kabel mit von einem Mantel umgebenen, gegeneinander isolier­ ten stromführenden Leitern.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf elektrische Kabel, die während längerer Zeiten in Flüssigkeiten liegen und dabei die Bedingung erfüllen müssen, daß der Mantel des Kabels nicht bei nur chemisch neutralen Flüssigkeiten, sondern auch bei leicht sauren Flüssigkeiten (aggressiven Flüssigkeiten) werkstoffmäßig sich nicht verändert.

Bisher bekannte Kabel mit einem Gummi- oder Kunststoffmantel erfüllen diese Bedingungen nur selten.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein elektrisches Kabel, dessen Mantel mit einem Gehäuse wie Stecker, Steck­ kontaktgehäuse, ein Schaltgerätgehäuse o. dgl. flüssigkeits­ dicht zu verbinden ist.

Da der Mantel des Kabels und das Gehäuse aus unterschied­ lichen Werkstoffen bestehen, sind bisher einwandfrei dichte Verbindungen nur mit erheblichem Aufwand an technischen Ein­ richtungen zu erreichen. Dabei besteht aber die Gefahr, daß nach einer gewissen Benutzungsdauer sich Undichtigkeiten einstellen.

Bei gewissen Schaltgerätegehäusen ist der Kunststoff Polypropylen besonders geeignet, da er den Angriff oder Eindringen von Flüssigkeiten widersteht und eine hohe Schlagfestigkeit aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrisches Kabel zu schaffen, dessen Mantel nicht nur flüssigkeitsfest, sondern auch mit dem Werkstoff eines damit verbundenen Gehäuses eine dichte Verbindung eingeht, die auch zer­ reißfest ist. Weiterhin sollen der Mantel des Kabels und das damit zu verbindende Gehäuse in einem Arbeitsgang bei gewissem Druck und Temperatur durch Spritzen her­ stellbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Kabel der vor­ genannten Gattung dadurch gelöst, daß der Mantel aus einem mehr oder weniger weich eingestellten thermoplastischen Elastomer besteht, dessen Granulatmischung ohne Vernetzung hergestellt ist.

Das Verbindungsbauteil besteht entweder aus Polypropylen oder aus TPE.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Kabels mit einem daran flüssigkeitsdicht befestigten Gehäuse kann der Mantel aus dem vorgenannten TPE bestehen, während das Gehäuse aus Polypropylen als hartem Thermoplast besteht. Dabei wird das mit einem Mantel versehene Kabel endseitig in ein Werkzeug (Form) einer Spritzmaschine eingesetzt und bei gewissem Druck und gewisser Temperatur mit dem Gehäuse im Werkzeug sich bildenden Bauteil zusammengespritzt. Dabei geht der weiche Mantel des flexiblen Kabels mit dem Werkstoff des härteren Gehäuses eine bei üblichen Zugkräften unzerreißbare Verbindung ein, die flüssigkeitsdicht ist und bleibt.

Es entsteht somit im Verbindungsbereich zwischen dem Mantel des Kabels und dem vorgespritzten Gehäuse ein einziges Ver­ bindungsbauteil, das den gestellten Anforderungen wie wirt­ schaftliche Fertigung, geringerem Bauteilgewicht, Korrosions­ unempfindlichkeit und Flüssigkeitsdichte entspricht. Die Herstellung erfolgt somit im 3-Stufen-Verfahren, bei dem um den bereits erstellten Kabelmantel (Stufe 1) und dem Gehäuse (Stufe 2) das Verbindungsbauteil um den Eingangs­ teil des Gehäuses mit Kabel in einem Arbeitsgang herumge­ spritzt wird (Stufe 3) .

Das Gehäuse besteht aus zwei Schalen, die in bekannter Weise mittels einer umfassenden Dichtungsleiste randseitig überfaßt und abgedichtet sind. Auch diese Dichtungsleiste ist mit dem Werkstoff TPE des Verbindungsbauteils und Mantels gebildet.

Die ein Bauteil bildende Verbindung des Mantels des Kabels mit dem Gehäuse genügt allen auftretenden Beanspruchungen in trockenen, feuchten und nassen Räumen, besonders bei ständiger Wasserlagerung: Bei Schwimmschaltern sowohl im Brauchwasser als auch im aggressivem Schmutzwasser. Die Zugfestigkeit bleibt auch nach Alterung über 100°C bestehen.

Durch die Verwendung von weichem TPE für den Mantel des Kabels und von hartem Polypropylen für das umspritzte Gehäuse findet beim Spritzgießen im Werkzeug eine chemische Verbindung der Moleküle der Randschichten beider Werkstoffe statt, so daß ein einheitliches, bisher nicht bekanntes Bauteil sich bildet, das die hervorragenden neuen Eigen­ schaften zeigt.

Die Flüssigkeits- (Wasser-)aufnahme ist wesentlich geringer als bei einem Gummimantel bekannter Art.

Dieses elektrische Kabel mit eingangsseitig umspritztem Gehäuse kann überall dort Verwendung finden wie z. B. bei Tauchpumpen, die ständig im Wasser eingesetzt sind.

Als Werkstoff für den Mantel kommt beispielsweise Santoprene (Warenzeichen) der Fa. Monsanto, USA, in Betracht.

Dieses können sein auch Typen mit höherer Härte: thermoplastische Elastomereauf der Basis von Copolyester, als Typen mit niedriger Härte (weichere Einstellung) thermoplastisches Polyurethan (TPU) oder thermoplastisches Polyolefine (TPO).

Grundsätzlich sind thermoplastische Elastomere Werkstoffe, bei denen elastomere Phasen (als weiche Komponenten) in Kunststoffe (als harte Komponenten) eingebunden sind (Block-Copolymere oder Polyblends mit getrennten Phasen).

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung dargestellt. Diese zeigt einen Querschnitt durch einen Mantel (10) eines elektrischen Kabels, der mit einem Kabel­ eingangsteil (11) eines Gehäuses (12) eines Schwimmschalters zugfest und dicht in einer Spritzgießmaschine unter Bildung eines einzigen Bauteils verbunden ist.

Der Werkstoff des Gehäuses (12) des Schwimmschalters besteht aus Polypropylen und ist mit nach rechts geneigter Striche­ lung zu erkennen. Der Werkstoff des Mantels (10) des elek­ trischen Kabels ist TPE in weicher Einstellung.

Das Gehäuse (12) verengt sich endseitig zu einem Mundstück (13), in welches das Ende des Mantels (10) teilweise einge­ steckt ist.

Das Mundstück (13) steht aus dem Gehäuse (12) vor und bildet einen Flanschteil (14) mit mehreren nach außen im Abstand voneinander vorstehenden Ringen (15, 16, 17) die einen nach außen offenen Ringraum (18) bilden.

Von dem äußeren rippenförmigen Ring (17) steht ein konischer Klemmring (19) vor, der kurz vor einer Knickschutztülle (20) endet, die den Übergang zum freien Mantel (10) des Kabels bildet. Von dieser Knickschutztülle (20) steht in Richtung auf das Gehäuse (10) ein Überwurfring (21) vor, der zunächst den konischen Klemmring (19) umfaßt und dann mit Halte­ flanschen (22, 23) in dem Ringraum (18) vorsteht, der damit ausgefüllt ist.

Der Endbereich des Mantels (10), die überbrückende Knick­ schutztülle (20) und der vorstehende Überwurfring (21), der die Außenwandung des Verbindungsteils zwischen Mantel (10) und Gehäuse (12) bildet, sind nach links gestrichelt darge­ stellt und bilden ein einheitliches Bauteil aus TPE, dessen innere Grenzflächen des Flanschteiles (14) unter gewisser Wärme und gewissem hohen Druck in einer Spritzgießmaschine chemisch sich ineinander derart verzahnen (molekular), daß sie einerseits die auftretenden Zugkräfte zwischen elek­ trischem Kabel und Gehäuse ohne Rißbildung aufnehmen und andererseits gegen Flüssigkeit dicht sind.

Zwischen dem starren (schlagfesten) Gehäuse (12) des Schwimm­ schalters und dem nach außen ablaufenden flexiblen elek­ trischen Kabel ist damit eine bisher noch nicht erreichbare Überbrückung geschaffen, die allen gestellten mechanischen und chemischen Anforderungen genügt und eine lange Lebens­ dauer zeigt, da insbesondere bei ständiger Lagerung in einer Flüssigkeit die Wasseraufnahme sehr gering ist.

Die das Gehäuse (12) umfassende Dichtungsleiste (nicht dargestellt) als Teil der Baueinheit (Knickschutztülle (20), Überwurfring (21), Halteflanschen (22, 23)) kann auch ebenso wie diese und das Gehäuse (12) aus Polypropylen gebildet sein.

Claims (6)

1. Elektrisches Kabel mit von einem Mantel umgebenen, gegen­ einander isolierten stromführenden elektrischen Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) aus einem weich eingestellten thermoplastischen Elastomer (TPE) besteht.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gra­ nulat-Mischung des Elastomers ohne Vernetzung hergestellt ist.

3. Kabel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als thermoplastischer Elastomer (TPE) Copolyester- Elastomere vorgesehen sind.

4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als thermoplastischer Elastomer (TPE) Polyether- oder Polyester -urethane vorgesehen sind.

5. Kabel mit einem damit verbundenen Gehäuse einer elektrischen Kontakt- oder Schalteinrichtung, insbesondere mit einem Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende aus weich eingestelltem TPE gebildeten Kabelmantels (10) mit dem Gehäuse (12) aus Polypropylen in einem Arbeits­ gang unter Bildung eines dichtenden Bauteiles (20, 21, 22, 23) aus weich eingestelltem TPE in einer Spritzgußmaschine mitein­ ander verbunden sind.

6. Kabel mit einem damit verbundenen Gehäuse einer elektrischen Kontakt- oder Schalteinrichtung, insbesondere mit einem Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des aus weich eingestelltem TPE gebildeten Kabel­ mantels (10) mit dem Gehäuse (12) aus Polypropylen in einem Arbeitsgang unter Bildung eines dichtenden Bauteiles (20, 21, 22, 23) ebenfalls aus Polypropylen in einer Spritzguß­ maschine miteinander verbunden sind.