DE69508323T2

DE69508323T2 - Geräuschunterdrückender Hochspannungskabel mit gewundener Widerstand

Info

Publication number: DE69508323T2
Application number: DE1995608323
Authority: DE
Inventors: Makoto Higashikozono; Genya Kawakita
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2015-07-26
Also published as: CN1121632A; JPH0850816A; DE69508323D1; JP3013710B2; EP0696808A3; EP0696808B1; EP0696808A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein gewickeltes geräuschunterdrückendes hochspannungsfestes Kabel, welches als ein Zündkabel für eine innere Brennkraftmaschine eines Automobils oder für ähnliches verwendet wird.
Hochspannungswiderstandsfeste Kabel zur Übertragung einer Hochspannung, welche in einer Zündspule erzeugt wird, zu einer Zündkerze direkt oder über einen Verteiler erfordern einen niedrigen elektrischen Übertragungsverlust, einen guten Effekt zur Geräuschunterdrückung und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitze und Spannung. Im allgemeinen sind die gegenwärtig verwendeten hochspannungsfesten Kabel von zwei Typen: einem schnurartigen hochspannungsfesten Kabel, welches mit Carbon imprägnierte Fasern aufweist; und einem gewickelten hochspannungsfesten Kabel bzw. Verbindungsschnur, welche ein Metallkabel mit geringer Stärke aufweist, das einen hohen spezifischen Widerstand hat und um einen Kern gewickelt ist, welcher aus einem magnetischen Material oder ähnlichem gemacht ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein gewickeltes hochspannungsfestes Kabel bekannt, welches einen Verstärkungsstrang 51 aus Aramidfasern, Glasfasern oder ähnlichem; einen Kern 52, welcher durch Extrusionsbeschichtung des Verstärkungsstrangs 51 aus einem Basispolymer gebildet wird, in welchem Ferritpulver untergemischt ist; ein Widerstandskabel 53, welches um den Kern 52 gewickelt ist; eine Isolierungsschicht 54 zur Extrusionsbeschichtung bzw. Extrusionsummantelung des Kerns 52 und des Widerstandskabels 53; eine Umflechtung 55 zur Ummantelung der Isolierungsschicht 54; und ein äußerster Mantel 56 zur Ummantelung der Umflechtung 55 aufweist (Veröffentlichung des Japanischen Gebrauchsmusters Nr. 1-32253 (1989)).
Bei dieser Art von gewickeltem hochspannungsfesten Kabel, wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Isolierungsschicht 54 abgezogen und der Kern 52, um welchen der Widerstandsdraht 53 gewickelt ist, ist entlang der äußeren Oberfläche des Kabels in seiner Längsrichtung gebogen. Dann wird ein rohrförmiger Metallanschluß A an dem Kabel, wobei der Kern 52 mit den Widerstandskabel 53 gebogen ist, zur Verbindung zwischen dem Metallanschluß und dem Widerstandskabel 53 angepaßt. Somit müssen die Wicklungen des Widerstandskabels 53 daran gehindert werden, daß sie sich loslösen, wenn die Isolierungsschicht 54 abgezogen ist, und daß Sie ab- bzw. ausgelenkt werden, so daß sie miteinander in Kontakt geraten, wenn der Kern 52 gebogen ist, was zu Änderungen des Widerstandes führen kann. Aus diesem Grund ist es eine allgemeine Praxis, das Widerstandskabel 53 um den Kern 52 zu wickeln, wobei das Basispolymer unvulkanisiert und unelastisch ist, um das Widerstandskabel 53 in den Kern 52 einzubetten, und dann das Basispolymer zu vulkanisieren, um das Widerstandskabel 53 in der Oberfläche des Kerns 52 federnd eingekerbt zu halten.
Bei dieser Art von gewickelten hochspannungsfesten Kabeln wird als Material für den Kern 52 im allgemeinen ein Fluorgummi und Silikongummi verwendet, welche ein Basispolymer mit hohem Wärmewiderstand und hoher Festigkeit sind (Veröffentlichung des Japanischen Gebrauchsmusters Nr. 60-28002 (1985) und Veröffentlichung des Japanischen Gebrauchsmusters Nr. 5-20467 (1993)). Jedoch ist die Verwendung des weniger teuren Ethylen Propylen Gummis (EPR) als das Basispolymer für den Kern anstelle von Fluorgummi und Silikongummi gewünscht, welche kostenintensiv sind.
Das EPR, welches als Basispolymer für den Kern verwendet wird, weist jedoch keine geeignete Härte auf, wenn es nicht vulkanisiert ist, was dazu führt, daß das Widerstandskabel die Oberfläche des Kerns nicht geeignet federnd einkerbt, wenn das Widerstandskabel um den Kern des unvulkanisierten Basispolymers gewickelt ist. Ferner weist das vulkanisierte EPR eine geringe Festigkeit und eine geringe Elongation bzw. Streckung auf, was dazu führt, daß der Kern während der Abnahme der Isolierschicht abreißt, und was zu Rissen bzw. Brüchen in dem Kern führt, wenn er zur Verbindung mit dem Anschluß gebogen wird.
Die Druckschrift EP-A 0 329 188, welche als nächstkommender Stand der Technik zu betrachten ist, offenbart ein gewickeltes geräuschunterdrückendes hochspannungsfestes Kabel, welches einen Kern, ein Widerstandskabel, welches um den Kern gewickelt ist, und eine Isolierschicht zur Ummantelung des Kerns aufweist, um welchen das Widerstandskabel gewickelt ist. Der Kern ist als Ferritgummischicht ausgebildet, welche ein Basispolymer aufweist, beispielsweise Ethylen-Propylen, welches Ferritpulver und elektrisch leitende Partikel enthält.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gewickeltes geräuschunterdrückendes hochspannungsfestes Kabel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in der Art zu verbessern, daß die Zugfestigkeit und die Härte eines Kerns des Kabels und die Adhäsion bzw. das Haftvermögen des Widerstandskabels an dem Kern erhöht ist.
Diese Aufgabe wird durch die vorteilhaften Maßnahmen bzw. Merkmale gelöst, welche im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angezeigt sind.
Das Verstärkungspolymer ist vorzugsweise ein Ethylenvinylacetatcopolymer.
Das Verstärkungspolymer ist vorzugsweise ein Polyethylen.
Das Verstärkungspolymer ist vorzugsweise ein Polypropylen.
Gemäß dem gewickelten geräuschunterdrückenden hochspannungsfesten Kabel der vorliegenden Erfindung ermöglicht das Vorhandensein des Verstärkungspolymers mit der guten Kompatibilität mit EPR, daß der unvulkanisierte Kern eine ausreichende Festigkeit aufweist, um das Widerstandskabel darum zu wickeln. Die Vulkanisation verursacht eine Querverbindung in dem EPR, in dem Verstärkungspolymer und zwischen dem EPR und dem Verstärkungspolymer, um die Festigkeit des vulkanisierten Kerns zu erhöhen. Daher weist das gewickelte geräuschunterdrückende hochspannungsfeste Kabel physikalische Eigenschaften auf, welche mit denen von konventionellen Kabeln identisch sind, welche einen Kern aus Fluorgummi und Silikongummi aufweisen, welche bei niedrigen Kosten hergestellt werden.
Die Aufgabe, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen in Betracht gezogen werden.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine detaillierte Querschnittsansicht eines Kerns, um welchen ein Widerstandskabel gewickelt ist, gemäß der bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Stands der Technik; und
Fig. 4 ein Schnittansicht, welche die Verbindung zwischen dem Kabel des Stands der Technik und einem Metallanschluß darstellt.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird nun gemäß der vorliegenden Erfindung in bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Gemäß Fig. 1 weist ein gewickeltes geräuschunterdrückendes hochspannungsfestes Kabel 10 einen Verstärkungsstrang 11, welcher drei verdrillte 1000-Denier Aramidfasern aufweist, und einen Kern 12 mit einem äußeren Durchmesser von 1,3 mm auf, welcher durch eine Extrusionsummantelung des Verstärkungsstrangs 11 mit einem Polymer ausgebildet wird, welches ein darin gemischtes Ferritpulver enthält.
Das Ferritpulver enthält vorzugsweise Mn-Zn basierte Ferrite, wie beispielsweise Mn-Zn-FE (Mangan-Zink-Ferri-Oxide).
Das Polymer ist ein Gemisch aus Ethylen-Propylen-Dien Terpolymer (EPDM), welches eines der EPR als Basispolymer ist, und Ethylen-Vinyl Acetat Copolymer (EVA), welches EPDM-kompatibel ist und während der Vulkanisation als ein Verstärkungspolymer zusammenvulkanisiert werden soll. Das Mischungsverhältnis von EPDM zu EVA beträgt 60 Gew.-Anteile des ersten und 40 Gew.-Anteile des letzten. Der Kern 12 enthält 100 Gew.-Anteile des Polymergemisches und 500 Gew.-Anteile des Ferritpulvers.
Ein 50 um Ni-Cr Widerstandskabel 13 ist 7200 mal pro Meter um den Kern 12 gewickelt, wobei das Polymergemisch unvulkanisiert ist. Da das unvulkanisierte Polymergemisch eine ausreichende Härte aufweist, ist das Widerstandskabel 13 zur Hälfte in den Kern eingebettet, wie in Fig. 2 gezeigt. Das Widerstandskabel 13 wird zur Hälfte in dem Kern 12 durch die nachfolgende Vulkanisation eingebettet gehalten (unter Bedingungen von 160ºC; 30 Minuten).
Eine Isolierungsschicht 14 ist durch EPDM Extrusionsummanteln an dem Kern 12 ausgebildet, um welchen das Widerstandskabel 13 gewickelt ist. Die Isolierschicht 14 ist mit einer Verstärkungsumflechtung 15 ummantelt, welche aus Glasfäden bzw. Glasfasern gemacht ist, und die Verstärkungsumflechtung 15 ist mit einem Mantel 16 umhüllt, welcher aus EPDM hergestellt ist.
Das Verstärkungspolymer ist nicht auf EVA beschränkt, kann jedoch beispielsweise Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) sein. Insbesondere EVA und PE sind geeignet.
Wenn, wie in Tabelle 1 gezeigt, das Mischungsverhältnis von EPDM zu PE innerhalb des Bereichs von in etwa 80 bis in etwa 70 Gew.-Anteilen des ersteren zu entsprechend in etwa 20 bis in etwa 30 Gew.-Anteilen des letzteren liegt (d. h., das Polymergemisch enthält in etwa 20 bis in etwa 30 Gew.-% PE) und das Mischungsverhältnis von EPDM zu EVA innerhalb eines Bereichs von in etwa 80 bis in etwa 40 Gew.-Anteilen des ersteren zu entsprechend in etwa 20 bis in etwa 60 Gew.-Anteilen des letzteren liegt (d. h., das Polymergemisch enthält in etwa 20 bis in etwa 60 Gew.-% von EVA), enthält man eine ausreichende Extrusionsbearbeitbarkeit, wenn in etwa 100 bis in etwa 600 Gew.-Anteile des Ferritpulvers zugemischt werden, und die physikalischen Eigenschaften des unvulkanisierten Polymers eine Härte von 75 bis 85 und eine Streckung bzw. Dehnung von 50% oder mehr aufweisen. Dies verhindert, daß der Kern bricht und davon abreißt, wenn das Widerstandskabel 13 darum gewickelt wird.
Ferner betragen in den vorstehend beschriebenen Bereichen der Mischungsverhältnisse die erhaltenen physikalischen Eigenschaften des vulkanisierten Polymers eine Stärke von 5 MPa oder mehr und eine Streckung von 50% oder mehr. Dies verhindert, daß der Kern 12 abreißt und bricht, wenn die Isolierung 14 abgezogen wird und der Kern zur Verbindung zwischen dem Kabel und dem Metallanschluß gebogen wird.
Obwohl die Erfindung im einzelnen gezeigt und beschrieben worden ist, ist die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten illustrativ und nicht einschränkend zu sehen. Es ist daher ersichtlich, daß eine Vielzahl von Modifikationen und Variationen möglich sind, ohne von dem Rahmen der Erfindung abzuweichen. Tabelle 1

Claims

1. Gewickeltes geräuschunterdrückendes Hochspannungsfestes Kabel (10), welches aufweist:

einen Kern (12), welcher ein Polymer und ein darin vermischtes Ferritpulver aufweist;

ein Widerstandskabel (13), welches um den Kern gewickelt ist; und

eine Isolierschicht (14) zur Ummantelung des Kerns, um welchen zuerst das Widerstandskabel gewickelt worden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Polymer ein Polymergemisch ist, welches durch Mischung von Ethylen- Propylen-Gummi als Grundpolymer mit einem Verstärkungspolymer, welches eine gute Kompatibilität mit dem Ethylen-Propylen-Gummi aufweist und während einer Vulkanisierung zusammenvulkanisiert wird, und wobei das Widerstandskabel zur Hälfte in den Kern eingebettet ist, wobei sich das Polymergemisch in einem unvulkanisierten Zustand befindet.

2. Gewickeltes geräuschunterdrückendes Hochspannungsfestes Kabel nach Anspruch 1, wobei

die Isolierschicht (14) mit einer Verstärkungsumflechtung (15) ummantelt ist und wobei die Verstärkungsumflechtung mit einer Ummantelung (16) ummantelt ist.

3. Gewickeltes geräuschunterdrückendes Hochspannungsfestes Kabel nach Anspruch 1 oder 2, wobei

das Verstärkungspolymer ein Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer ist.

4. Gewickeltes geräuschunterdrückendes Hochspannungsfestes Kabel nach Anspruch 3, wobei

das Polymergemisch in etwa 20 bis in etwa 60 Gew.-% des Verstärkungspolymers aufweist.

5. Gewickeltes geräuschunterdrückendes Hochspannungsfestes Kabel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verstärkungspolymer Polyethylen ist.

6. Gewickeltes geräuschunterdrückendes Hochspannungsfestes Kabel nach Anspruch 5, wobei

das Polymergemisch in etwa 20 bis in etwa 30 Gew.-% des Verstärkungspolymers aufweist.

7. Gewickeltes geräuschunterdrückendes Hochspannungsfestes Kabel nach Anspruch 1 oder 2, wobei

das Verstärkungspolymer Polypropylen ist.

8. Gewickeltes geräuschunterdrückendes Hochspannungsfestes Kabel nach Anspruch 4 oder 6, wobei

das Ferritpulver in einem Betrag von in etwa 100 bis in etwa 600 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteilen des Polymergemisches vermischt ist.