DE668630C

DE668630C - Insulating body for electrical lines and cables, especially deep-sea telecommunication cables

Info

Publication number: DE668630C
Application number: DES111360D
Authority: DE
Inventors: Hans Wassmansdorff
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1933-10-17
Filing date: 1933-10-17
Publication date: 1938-12-07

Description

Isolierkörper für elektrische Leitungen und Kabel, insbesondere Tiefseefernmeldekabel An die Isolierstoffe, die für elektrische Kabel und ähnliche Zwecke verwendet werden sollen, .müssen grundsätzlich drei Anforderungen gestellt werden. Die Isolierstoffe müssen nämlich erstens gute elektrische Eigenschaften aufweisen, und zwar nicht nur hinsichtlich der Durchschlagsfestigkeit, sondern auch hinsichtlich der Dielektrizitätskonstante und des dielektrischen Verlustwinkels; sie müssen ferner gute mechanische Eigenschaften aufweisen, worunter nicht -nur eine ausreichende Formbeständigkeit bei Temperatur-und Druckbeanspruchungen, sondern auch eine die Formgebung des Isolierstoffes ermöglichende Verformbarkeit und insbesondere Thermoplastizität sowie ferner insbesondere bei Isolierstoffen für Tiefseekabel eine hohe Wasserbeständigkeit gehört. Trotz dieser hohen elektrischen und mechanischen Anforderungen müssen die Isolierstoffe wegen der großen Mengen, die insbesondere auch bei der Herstellung von Fernmeldekabeln benötigt werden, billig sein.Insulating bodies for electric lines and cables, in particular deep-sea telecommunication cables The insulating materials used for electrical cables and similar purposes basically three requirements have to be made. The insulating materials First of all, they must have good electrical properties, and indeed not only in terms of dielectric strength, but also in terms of dielectric constant and the dielectric loss angle; they must also have good mechanical properties have, including not -only sufficient dimensional stability at temperature-and Pressure loads, but also one that enables the shaping of the insulating material Deformability and, in particular, thermoplasticity and, furthermore, in particular Insulating materials for submarine cables include a high level of water resistance. Despite this The insulating materials have to meet high electrical and mechanical requirements of the large quantities, especially in the manufacture of telecommunication cables needed to be cheap.

Die bisher bekannten elektrischen Isolierstoffe genügen wohl einer oder auch zwei dieser Forderungen, jedoch genügt keiner von ihnen allen drei Forderungen. Guttapercha, Balata und reiner Kautschuk scheiden als Isolierstoff für neuzeitliche Kabel deshalb aus, weil sie entweder wie Guttapercha und Balata i zwar mechanisch günstig, aber elektrisch ungünstig oder wie reiner Kautschuk sowohl mechanisch als auch elektrisch ungünstig sind. Als Ersatz für diese Stoffe hat man bereits versucht, kautschukhaltige Isolierstoffe zu verwenden, ist dabei aber nicht zum Ziel gekommen, weil die Mischungen entweder beispielsweise bei Zusatz von Guttapercha oder Balata elektrisch ungenügend oder zu teuer oder bei Zusatz anderer Stoffe mechanisch ungenügend waren.The previously known electrical insulating materials are probably sufficient for one or two of these requirements, but none of them satisfy all three requirements. Gutta-percha, balata and pure rubber separate as insulating material for modern times Cable out because they are either mechanical like gutta-percha and balata i cheap, but electrically unfavorable or, like pure rubber, both mechanically and are also electrically unfavorable. As a substitute for these substances, attempts have already been made Using insulating materials containing rubber did not achieve the goal, because the mixtures either, for example, with the addition of gutta-percha or balata electrically insufficient or too expensive or mechanically insufficient when other substances are added was.

Es ist nun durch die Arbeiten von Ostromysslenski bekanntgeworden, Kautschuk mit Kautschuklialogeniden und insbesondere auch m.it Kautschukchlorid zu mischen und zu vulkanisieren, z. B. durch Erhitzung in eisernen Formen ohne Luftzutritt, wodurch ebonitartige und als Nichtleiter erkannte Körper entstehen. Solche Körper sind aber für die Isolation elektrischer Leitungen und Kabel naturgemäß nicht brauchbar.It has now become known through the work of Ostromysslenski, Rubber with rubber halides and especially with rubber chloride to mix and vulcanize, e.g. B. by heating in iron molds without air admission, whereby ebonite-like bodies, recognized as non-conductors, arise. Such bodies but are naturally not suitable for the insulation of electrical lines and cables.

Überraschenderweise hat sich nun herausgestellt, daß durch einfache Mischung von Kautschuk mit Chlorkautschuk ohne V ulkanisation ein thermoplastischer hochwertiger und insbesondere für Tiefseefernmeldekabel ge- eigneter Isolierkörper entsteht, der nach den mit ihm angestellten Versuchen sämtliche drei Anforderungen erfüllt: Er ist in elektrischer Hinsicht sehr günstig, hat gute oder mindestens für alle in Frage kommenden Verwendungszwecke praktisch völlig ausreichende mechanische Eigenschaften und ist außerdem billig genug. Der thermoplastische Isolier,-> körper gemäß der Erfindung enthält demgemäl4 nebeneinander Kautschuk und Chlorkäutschul und besteht vorteilhaft zu seinem überwiegen-' den Teilaus diesen beiden, zweckmäßig etwa zu gleichen Teilen vorhandenen Stoffen. Der Rest kann aus Füll- oder Zusatzstoffen bestehen, wobei auch geringe Gehalte an Guttapercha und/oder Balata'nicht ausgeschlossen sind. Als Zusatzstoffe können je nach Bedarf Hartungs- oder Weichmachungsmittel und insbesondere Wachse oder wachsähnliche Stoffe dienen. Unter diesen kommen sowohl künstliche Wachse, wie Nibrenwachs oder die im Handel unter den als Warenzeichen geschützten Namen Nibrenwachs oder IG.-Wachs-S erhältlichen Wachse; als auch natürliche Wachse, wie Ceresin; Paraffin oder Superläwachs, einzeln oder in Mischung in Frage.Surprisingly, it has now been found that is produced by simple mixing of rubber with chlorinated rubber without V ulkanisation a thermoplastic high-quality and especially for deep-sea telecommunications cable of suitable insulating body for the employed with him Try meets all three requirements: It is very favorable in electrical terms, has good or at least practically completely sufficient mechanical properties for all possible uses and is also cheap enough. The thermoplastic insulating body according to the invention accordingly contains rubber and chlorinated cattle alongside one another and advantageously consists to its predominant part of these two substances, which are expediently present in approximately equal parts. The remainder can consist of fillers or additives, with low levels of gutta-percha and / or balata 'not being excluded. Depending on requirements, hardening or softening agents and, in particular, waxes or wax-like substances can serve as additives. These include both artificial waxes, such as nibren wax or the waxes available commercially under the names protected as trademarks Nibren wax or IG.-Wachs-S; as well as natural waxes such as ceresin; Paraffin or super lax wax, individually or in a mixture, are possible.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Isolierkörper folgender Zusammensetzung angesehen werden, der mechanisch besonders geeignet ist: 3 5 TeileKautschuk; 45 Teile Chlorkautschuk, 2o Teile Wachs-S.As an embodiment of the invention, an insulating body can be as follows Composition are considered to be particularly suitable mechanically: 3-5 parts rubber; 45 parts of chlorinated rubber, 2o parts of wax-S.

Wie an einem Versuchsmuster unter den üblichen Bedingungen gemessen wurde, beträgt die Dielektrizitätskonstante dieses Isolierkörpers a -- 2,7 und sein dielektrischer Verlustwinkel tg ö = 2,o X io-3: Ein anderer, in seinen elektrischen Eigenschaften noch besserer, dabei allerdings etwas weicherer Isolierkörper hat folgende Zusammensetzung 5oTeileKaütschük, 3oTeileChlorkautschuk, io Teile Nibrenwachs, io Teile Wachs-S. Seine elektrischen Werte sind a = 2,6 und tg a = 1,3 X 10--3-Noch besser ist in seinen elektrischen Eigenschaften ein Isolierkörper folgender Zusammensetzung 4o Teile Kautschuk, 4o Teile Cblorkautschuk, io Teile Wachs-S; io Teile Superlawachs. Seine elektrischen Werte sind 8 = 2,5 und tg a = 1,2 X 10--2.As measured on a test sample under normal conditions the dielectric constant of this insulator is a - 2.7 and be dielectric loss angle tg ö = 2, o X io-3: Another, in its electrical Features even better, but somewhat softer insulating body The following composition: 5 parts rubber, 3 parts chlorinated rubber, 10 parts nibren wax, io parts wax-S. Its electrical values are a = 2.6 and tg a = 1.3 X 10-3-Noch An insulating body with the following composition is better in terms of its electrical properties 40 parts rubber, 40 parts carbon rubber, 10 parts wax-S; io parts superlaxed wax. Its electrical values are 8 = 2.5 and tg a = 1.2 X 10--2.

Ein Isolierkörper gemäß der Erfindung, der kein Wachs enthält, hat bei folgender Zusammensetzung: 63 °/o Chlorkautschuk, 37 °/p Kautschuk die elektrischen Werte E = 2,7 und tg 8 = 3,2 X i0_3.An insulating body according to the invention which does not contain wax with the following composition: 63% chlorinated rubber, 37% rubber the electrical Values E = 2.7 and tg 8 = 3.2 X i0_3.

Die Wachse dienen, wie diese Beispiele erkennen lassen, zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften und insbesondere des dielektrischen Verlustwinkels, sie wirken aber auch in mechanischer Hinsicht günstig -auf das Kautschuk-Chlorkautschuk-Gemisch ein: Die Wirkung des Chlorkautschuks auf den Kautschuk besteht einerseits in einer Härtung und andererseits in einer homogenen Vereinigung mit dem Kautschuk. Obwohl '°aeie von Kautschuk dennoch gute homogene Mischungen.As these examples show, the waxes serve to improve the electrical properties and, in particular, the dielectric loss angle, but they also have a beneficial mechanical effect on the rubber-chlorinated rubber mixture Hardening and, on the other hand, in a homogeneous union with the rubber. Even though Aeie of rubber is nevertheless good homogeneous mixtures.

Die Vereinigung der einzelnen Ausgangsstoffe zu einem homogenen Gemisch kann auf verschiedenem Wege erfolgen, jedoch muß man bei Anwendung von Wärme vorsichtig sein, um Zersetzungen des Chlorkautschuks zu vermeiden. Wenn man aus diesem Grunde die Anwendung von Wärme vermeiden will, kann man den Kautschuk und den Chlorkautschuk in einem für beide Stoffe geeigneten Lösungsmittel, z. B. Benzol, einzeln auflösen und dann zusammenmischen, hierauf das Lösungsmittel verdampfen und das gegebenenfalls erforderliche Wachs einmischen. Auf diese Weise ist der als erstes Ausführungsbeispiel genannte Isolierstoff hergestellt worden.The combination of the individual raw materials into a homogeneous mixture can be done in a number of ways, but care must be taken when applying heat to avoid decomposition of the chlorinated rubber. If you for that reason If you want to avoid the application of heat, you can use rubber and chlorinated rubber in a solvent suitable for both substances, e.g. B. Benzene, dissolve individually and then mix together, then evaporate the solvent, and optionally mix in required wax. In this way, it is the first embodiment called insulating material has been produced.

Man kann aber auch einen der im fertigen Isolierkörper vorhandenen Bestandteile ' zu der die Vereinigung der verschiedenen Stoffe in der Regel wesentlich erleichternden Auflösung benutzen, beispielsweise kann man den Chlorkautschuk in einem der geschmolzenen Wachse, insbesondere in Nibrenwachs, auflösen, hierauf den Kautschuk hinzumischen und zuletzt das andere noch erwünschte Wachs, beispielsweise Wachs-S, hinzumischen. Auf diese Weise ist der als zweites Ausführungsbeispiel genannte Isolierstoff hergestellt worden.But you can also use one of the existing insulators in the finished body Components' to which the union of the various substances is usually essential to facilitate dissolution, for example one can use the chlorinated rubber in dissolve one of the melted waxes, especially in nibren wax, then the Mix in rubber and finally the other wax that is still desired, for example Wax-S, mix in. In this way, that is mentioned as the second embodiment Insulating material has been produced.

Falls der Isolierkörper gemäß der Erfindung für Seekabelzwecke verwendet werden soll, empfiehlt es sich, zu seiner Herstellung solchen Kautschuk zu verwenden, der von Eiweißstoffen und wasserlöslichen Bestandteilen frei ist oder frei gemacht ist.If the insulating body according to the invention is used for submarine cable purposes is to be, it is advisable to use such rubber for its production, which is free or made free of proteins and water-soluble components is.

Die Eigenschaft des Isolierkörpers gemäß der Erfindung, daß er infolge seiner Homogenität mit völlig glatten Flächen geschnitten werden kann, kommt bei seiner Verwendung als Käbelisolierstoff sehr zustatten und erleichtert ebenso wie die schon erwähnten mechanischen Eigenschaften die Verarbeitungsmöglichkeit des Isolierstoffes und insbesondere seine Verwendung bei Montagearbeiten an Seekabeln beträchtlich.The property of the insulating body according to the invention that he as a result its homogeneity can be cut with completely smooth surfaces its use as a cable insulation material is very helpful and facilitates as well as the mechanical properties already mentioned, the processing possibilities of the Insulating material and in particular its use in assembly work on submarine cables considerably.

Claims

PATENT CLAIMS: - # r. Insulating body for electrical lines and Cable, in particular deep-sea telecommunication cable, characterized in that it is wholly or mostly off a non-vulcanized thermoplastic Mixture of rubber and chlorinated rubber and, if necessary, to? remaining Part contains fillers or additives, especially waxes used as plasticizers.

2. Insulating body according to claim i, characterized in that rubber and chlorinated rubber are contained in it in roughly equal proportions.

3. insulating body according to claim i, characterized in that the content of the additives is at most: 2o '/. q ..

Insulating body according to claim i, characterized in that it has two ver. #hiedene Contains wax in approximately equal parts.

5. Process for the production of an insulating body according to claim i, characterized in that the rubber with the chlorinated rubber and any other substances that may be present by dissolving them with an additional one foreign, later removed solvent or one of those in the finished insulating body remaining substances is combined. -