DE4300795A1

DE4300795A1 - Elektrische Leitung, insbesondere Kraftfahrzeugleitung

Info

Publication number: DE4300795A1
Application number: DE19934300795
Authority: DE
Inventors: Heinz W Dipl Ing Brueckner; Daljit Singh Dr Ing Parmar; Heinz Dipl Ing Paul
Original assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG
Current assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1994-07-21

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine elektrische Leitung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Es ist bekannt, die Isolationshülle derar tiger Leitungen durch Koextrusion zweischichtig auszubilden. Die Isolations hülle der bekannten Leitungen besteht aus PVC-Material. Derartige Leitun gen sind nicht halogenhaltig und bereiten Probleme bei der Entsorgung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte elektrische Leitung zu entwickeln, die flammwidrig und abriebfest ist, hoher Temperatur standhält, eine bequeme Extrusionsverarbeitung zuläßt und sich durch günstige elektrische Eigenschaften auszeichnet. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen er reicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Ein Polypropylen bzw. ein Polypropylen-Copolymer oder ein Blend mit Polypropylen als Hauptbestandteil sind an sich nicht flammwidrig, doch durch Zusatz von halogenfreien, wenig korrosiven Flammschutzmitteln wird ein solches Compound flammwidrig gemacht. Dieses Compound bildet als dicke Innenschicht den wesentlichen Teil der Isolationshülle der Leitung. Die bei der Erfindung hinzukommende dünne Außenschicht, die fünfmal bis zehnmal dünner als die Innenschicht ausgebildet sein kann, wird aber nur aus Polypropylen-Copolymer bzw. aus einem Blend von Polypropylen gebildet. Die elektrische Spannungsfestigkeit des Compounds der Innenschicht ist zu gering. Trotz dieser dünnen Außenschicht, die in der Praxis nur zwischen 30 und 70 µm liegt, ist die Spannungsfestigkeit der erfindungsge mäßen Leitung mit der so dimensionierten Innen- und Außenschicht überra schend hoch. Man erhält bei der Erfindung eine elektrische Spannungsfe stigkeit, die derjenigen von PVC-isolierten Leitungen vergleichbar ist.

Durch die Kombination der erfindungsgemäßen Maßnahmen erhält eine derartige Leitung eine Dielektrizitätskonstante, die sogar besser als diejenige von PVC ist. Auch dafür ist die Schichtdicke in Verbindung mit dem Schichtaufbau in der erfindungsgemäßen Isolationshülle maßgeblich. Obwohl für die äußere Isolationshülle ein nicht flammwidriges Material eingesetzt wird, ist überraschenderweise die Gesamtleitung flammwidrig. Verbessert werden schließlich die Werte für die Abriebfestigkeit, die bei der Erfindung von der dünnen Außenschicht bestimmt werden und denjenigen von PVC vergleichbar sind.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Beachtenswert ist dabei der Vorteil, daß mit derartigen elektrischen Leitungen sich auch mehradrige Kabel erstellen lassen, wie in den Ansprüchen 6 und 7 vermerkt ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine nach der Erfindung gestaltete elektri sche Leitung in starker Vergrößerung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein aus den Leitungen von Fig. 1 gebilde tes Kabel.

Die in Fig. 1 gezeigte elektrische Leitung 10 umfaßt einen aus elektrisch leitendem Material, wie Kupfer, bestehenden Kern 13, der von einer aus zwei Schichten 11, 12 gebildeten Isolationshülle 14 umschlossen ist. Es liegen dabei sowohl materialmäßig als auch dimensionsmäßig bestimmte, nachgenannte Verhältnisse vor.

Man geht von einer verhältnismäßig dünnen Außenschicht 12 aus, deren Schichtdicke 16 im vorliegenden Fall rund 50 µm beträgt. Diese Schichtdicke 16 kann aber zwischen 30 bis 70 µm variieren. Dies führt in Verbindung mit der noch näher zu beschreibenden Innenschicht 11 zu überraschenden Wirkungen der erfindungsgemäßen Kombination. Man verwendet in dieser Außenschicht 12 Polypropylen, das nachfolgend mit seiner fachlichen Abkür zung "PP" bezeichnet werden soll. Das geschieht, indem man in der Außen schicht 12 entweder ein PP oder PP-Copolymer oder ein Blend mit PP als Hauptbestandteil verwendet.

Die Innenschicht 11 trägt wesentlich zum summativen Aufbau der Isolations hülle 14 bei. Wenn die elektrische Leitung von Fig. 1 eine sogenannte Litzeleiter bildet, beträgt ihr aus Fig. 1 ersichtlicher Querschnitt 10 mm² Die Schichtdicke 15 der Innenschicht 11 liegt dann zwischen 0,3 und 1 mm. Das Verhältnis der beiden Schichtdicken 15, 16 liegt somit zwischen 5 : 10 und 10 : 1. Die Innenschicht 11 ist materialmäßig aber ein Gemisch aus einem PP-Copolymer mit halogenfreien, weniger korrosiven Flamm schutzmitteln. Als Kunststoffkomponente dieses Gemisches kann man auch ein Blend verwenden, dessen Hauptbestandteil PP ist.

Als Flammschutzmittel haben sich Polyammoniumphosphat oder Polyammoni umsulfat oder ein Gemisch beider Substanzen bewährt. Man kann als Flamm schutzmittel aber auch mineralisches Material verwenden, welches Alumini um- oder Magnesiumhydroxyd enthält. Es ist jedenfalls wichtig, halogenfreie Flammschutzmittel zu verwenden, die umweltfreundlich sind.

Wie bereits erwähnt wurde, ist PP an sich nicht flammwidrig, aber durch die Hinzufügung der vorerwähnten Flammschutzmittel in der Innenschicht 11 wird es gemacht. Läßt man, trotz ihrer minimalen Schichtdicke 16 die erwähnte Außenschicht 12 weg und bildet die ganze Isolationshülle 14 nur aus dem Material der Innenschicht 11 aus, so gehen folgende wichti ge Eigenschaften der Leitung 10 verloren.

Die elektrische Spannungsfestigkeit einer solchen geänderten Leitung ist zu gering; sie liegt unter 1 kV. Bezieht man aber die besondere erfindungs gemäße Außenschicht 12 mit ihrer minimalen Schichtdicke 16 in den Aufbau der Leitung 10 nach der Erfindung ein, so steigt die Spannungsfestigkeit überraschend auf 3 kV. Dies ist mit den Werten für die bekannten Leitungen mit Polyvinylchlorid vergleichbar. Eine die besondere Außenschicht 12 noch nicht aufweisende geänderte Leitung hat auch eine zu hohe Dielektrizi tätskonstante, die über 4 liegt. Bei der erfindungsgemäßen Leitung 10 mit der dünnen Außenschicht 12 dagegen erhält man sogar eine gegenüber dem unerwünschten PVC günstigere Dielektrizitätskonstante, die unter 3 liegt.

Durch die Außenschicht 12 ist schließlich die unzureichende Abriebfestigkeit der Innenschicht 11 wesentlich besser geworden und läßt sich mit derjenigen von PVC vergleichen. Die Verarbeitung der Materialien der Innenschicht 11 und Außenschicht 12 ist bequem und schnell ausführbar. Der Materialauf bau ist für die Verwendung einer Koextrusion gut geeignet. Die erfindungs gemäße Leitung 10 läßt eine gute Entsorgung zu. Das Recycling des erfin dungsgemäßen Schichtaufbaus 11, 12 ist optimal. Im Brandfall entstehen keine korrosiven Gase. Der Einsatz dieser Leitungen in Kraftfahrzeugen ist ohne weiteres möglich.

Fig. 2 zeigt ein Kabel 20, das aus einer Vielzahl der vorbeschriebenen elektrischen Leitungen 10 aufgebaut ist. Das Kabel 20 kann, z. B. in der Kernmitte, ein zugfestes Element 17 aufweisen. Eine Vielzahl der Leitungen 10 ist um dieses Element 17 herumgruppiert und von einem gemeinsamen Mantel 18 aus halogenfreiem Kunststoff umschlossen. Die einzelnen Leitun gen 10 können im Kabel 20 miteinander verseilt sein.

Bezugszeichenliste

10 elektrische Leitung
11 Innenschicht von 14
12 Außenschicht von 14
13 Kern von 10
14 Isolationshülle von 10
15 Schichtdicke von 11
16 Schichtdicke von 12
17 zugfestes Element in 19
18 Mantel von 19
19 Kabel

Claims

1. Elektrische Leitung (10), insbesondere Kraftfahrzeugleitung, mit einem elektrisch leitenden Kern (13)
und mit einer den Kern (13) umschließenden Isolationshülle (14), die aus einer Innenschicht (11) und einer davon materialmäßig abwei chenden Außenschicht (12) besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Schichtdicke (15) von der Innenschicht (11) zu derjenigen (16) der Außenschicht (12) zwischen 5 : 1 bis 10 :1 liegt,
die relativ dicke Innenschicht (11) ein Gemisch aus Polypropylen- Copolymer bzw. einem Blend mit Polypropylen als Hauptbestand teil einerseits und aus halogenfreien, nicht korrosiven Flammschutzmit teln andererseits ist
und die dünne Außenschicht (12) ausschließlich aus Polypropylen bzw. Polypropylen-Copolymer oder einem Blend mit Polypropylen als Hauptbestandteil gebildet ist.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke (16) der Außenschicht (12) zwischen 30 bis 70 µm liegt, vorzugsweise aber im wesentlichen 50 µm beträgt.

3. Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammschutzmittel der Innenschicht (11) Polyammoniumphosphat enthalten.

4. Leitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammschutzmittel der Innenschicht (11) Polyammoniumsulfat enthalten.

5. Leitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammschutzmittel der Innenschicht (11) mineralische Werkstoffe enthalten, wie Aluminium- oder Magnesiumhy droxyd.

6. Elektrisches Kabel, bestehend aus mehreren, nacheinanderliegenden Leitungen (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, die von einem gemeinsamen Mantel (18) umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (10) des Kabels (19) den im Kennzeichen von An spruch 1 angegebenen Aufbau aufweisen und der gemeinsame Mantel (18) des Kabels (19) aus halogenfreiem Material besteht.

7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (10) im Kabel (19) miteinander verseilt sind und mit einem halogenfrei en, flammwidrigen Mantel (18) versehen sind.