DE967316C - Feuersicheres, noch bei ueber 200íÒC hohen Temperaturen betriebssicheres elektrisches Kabel - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 7. NOVEMBER 1957

S 23790 VIII df 21 c

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kabel, die z. B. für Sicherheits- und Alarmanlagen von Gebäuden und öffentlichen Lokalen (wie Theatersäle, Museen, Krankenhäuser, Schulen usw.) oder kaufmännischen oder industriellen Anlagen (Büros, Werkstätten, Magazine, Lagerhäuser usw.) verwendet werden.

Diese Kabel sollen auch bei den bei Bränden auftretenden hohen Temperaturen betriebssicher und außerdem noch besonders gegen mechanische Beschädigungen geschützt sein.

Für gewöhnlich weisen die bei Hilfs- oder Alarmanlagen verwendeten elektrischen Kabel gummierte Leiter auf, die von einer Kautschukhülle umgeben sind. Die Kautschukhülle ist meist durch ein Geflecht aus Werkstoffen geschützt, das durch wasserabstoßendes und feuerbeständiges Material gesichert oder durch ein Metallband und durch imprägniertes Geflecht geschützt ist. Diese Kabel können noch in einem biegsamen oder starren Metallrohr feuchtigkeitsdicht gelagert sein.

Nachteilig ist, daß bei hohen Temperaturen solche Kabel nicht mehr betriebssicher sind, da die äußere Umhüllung und die Isoliermasse verbrennt und zwischen den Leitern ein Kurzschluß entsteht.

Es sind auch elektrische Kabel bekannt, bei denen zur Isolation Metalloxyde und als Zusatzmasse für den Zusammenhalt der Metalloxyd-

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Isolation der Leiter chlorierte Kohlenwasserstoffe vorgesehen sind, die infolge ihrer hochviskosen bzw. vaselineartigen Beschaffenheit schon bei geringerer Erwärmung sich verflüssigen. Infolge der zerstörenden Wirkung dieser Kohlenwasserstoffe gegenüber üblichen Isolationen muß für die Hülle um die Metalloxyd-Isolation ein besonderes Material, nämlich Cellulosetriacetat verwendet werden. Ein solches Kabel ist nur bis zu einer Temperatur

ίο von ioo° C temperaturbeständig.

Ferner ist ein elektrisches Kabel bekannt, bei dem die einzelnen konzentrischen Umhüllungen des Leiters aus Glasgespinst bestehen, wobei die äußeren Hüllen den Zweck haben, eine zu schnelle Abnutzung der inneren Hülle zu verhindern. Nachteilig ist, daß bei entsprechend hohen Temperaturen die Glasfasern schmelzen und nach dem Erkalten brüchig werden. In diesem Zustand besitzt das Kabel keine mechanische Widerstandsfähigkeit, insbesondere keine Biegefestigkeit mehr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

elektrisches Kabel zu schaffen, das auch inmitten eines Brandherdes seine Betriebsfähigkeit behält.

Die Erfindung besteht darin, daß die den oder die Leiter umgebende Isolation aus Magnesia unter Zusatz geringer Mengen eines deren Zusammenhalt bewirkenden, bei hohen Temperaturen verkohlenden elastischen oder plastischen Materials, wie den Polymeren von Isopren, Chloropren oder Isobutylen, die einzeln oder gemischt mit chlorierten organischen Produkten, wie Chlornaphthalin oder Pentachlordiphenyl, verwendet werden, und die die Isolation umgebende Hülle aus gegenüber hohen Temperaturen widerstandsfähigem isolierendem Material, wie Calciumsilikat, Magnesiumsilikat oder Silicoaluminat, besteht.

Sind zwischen den isolierten Leitern Füllungen erforderlich, so können diese wie folgt ausgeführt werden:

entweder durch eine entsprechende Masse von Fasern aus unverbrennbarem Material, z. B. Asbest (unter Umständen in wasserabstoßender Ausführung), Silikaten oder Silicoaluminaten;

oder durch eine Mischung von Stoffen ähnlich den für die Isolation der Leiter benutzten oder anderen nicht hygroskopischen Materialien, wie Polyvinylharzen oder Organopolysiloxanderivaten, allein oder zusammen mit einem mineralischen Träger aus Calciumsilikaten, Magnesia oder Silicoaluminaten.

Die so hergestellten Kabel erhalten zweckmäßigerweise, aber nicht unbedingt, eine Schutzumkleidung aus entweder Kupfer- oder Stahlbändern, die spiralförmig rings um das Kabel gelegt werden, oder einem Kupfer- bzw. Stahlgeflecht, das unter Umständen mit feuerbeständigen Produkten imprägniert oder umkleidet wird und das Feuer an der Ausbreitung hindert, wie etwa PoIyvinylharzderivaten.

Schließlich kann die Schutzumkleidung auch noch mit einer Hülle aus Material auf Grundlage von Polyvinylchlorid- oder Polychloropren, das die Ausbreitung des Feuers verhindert, bekleidet werden, Material also, das zudem noch die Schutzumkleidung vor jeder Art von Korrosion schützt, gleich ob letztere atmosphärischen, chemischen oder elektrolytischen Ursprungs ist.

Bei einem Brand kann die frei gewordene Hitze die Schmelzgrenze des Kupfers erreichen oder überschreiten, wodurch das Kabel unbrauchbar gemacht wird. Zur Verhütung dieser Unzuträglichkeit kann man an Stelle von Kupferleitern, Leiter aus Stahl oder Litzen aus Stahldraht verwenden, deren Schmelzwärme über der des Kupfers liegt.

Als Beispiel und zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung ist in der Zeichnung ein Dreileiterkabel dargestellt.

Fig. ι stellt den Querschnitt eines Kabels gemäß der Erfindung dar;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht mit teilweise entfernten Aufbauteilen.

In Fig. ι und 2 ist die stromführende Seele 1 mit einer unbrennbaren Hülle 2 umgeben, die z. B. aus Magnesiumoxyd besteht, das mit einem schwachen Zusatz eines elastischen oder plastischen Stoffes gemischt ist, wie etwa Polymeren von Isopren, Chloropren, Isobutylen, die allein oder in Mischung mit organischen Chlorprodukten, wie etwa Chlornaphthalin oder Pentachlordiphenyl, verwendet werden. Diese Einhüllung ist von einem Band 3 bedeckt, das aus feuerfestem Material gefertigt ist, beispielsweise Calcium- oder Magnesiumsilikaten bzw. Silicoaluminaten.

Die Leiter (in der Zeichnung sind es drei), 4, 5 und 6 sind einzeln, wie eben geschildert, zusammengesetzt und untereinander unter Einfügung von Füllungen 7, 8 und 9 aus mit feuerbeständigem Material imprägnierten Asbestgarnen verdrillt. Das ganze so hergestellte Gebilde ist mit einer Umspinnung 10 aus Asbest, die mit einem feuerbeständigen Material imprägniert ist, versehen und wird dann noch mit einer aus zwei Stahlblechen 11 und 12 bestehenden Verkleidung von gleicher Wickelungshöhe schraubenförmig umwickelt, wobei der Raum zwischen zwei benachbarten Spiralen des ersten Stahlbleches von dem des zweiten Stahlstreifens überdeckt wird. Schließlich erhält diese Umkleidung wiederum noch eine Umhüllung 13 aus nicht flammenverbreitendem Material auf Grundlage von Polyvinylchlorid oder Polychloropren.

Die gemäß obenstehender Erläuterung gebildeten Kabel und Mittel weisen folgende Vorzüge auf:

Im Normalbetrieb sind ihre elektrischen Merkmale (Isolierung, dielektrische Festigkeit) sehr gut und entsprechen den technischen Normen, die für die üblichen Anlagen Geltung haben; bei einem Brand funktionieren Kabel dieser Art weiter. Die geringe Menge organischen Materials, die in der die Kabel umgebenden Isolationsmischung enthalten ist, verkohlt, und das inerte unverbrennbare Material bleibt allein um den Leiter herum liegen, wobei es durch das geflochtene oder gewebte· Band gehalten wird, welches aus einem auch bei sehr hohen Temperaturen nicht zerstörbaren Isoliermaterial besteht.

Da die Umkleidungen gegen Korrosion geschützt sind, haben die Kabel eine längere Lebensdauer, wodurch auch eine größere Betriebssicherheit gewährleistet ist.

Die Möglichkeit, auf Wunsch die äußere Umhüllung bunt zu färben, erleichtert es wesentlich, die Kabel entsprechend ihrer Betriebsspannung und Bestimmung auseinanderzuhalten.

Die Verbindung erfolgt mittels des hierfür vorxo gesehenen feuerbeständigen Materials.

Versuche zur Feststellung der Feuerbeständigkeit sind an Kabeln mit Kupferleitern, die nach den Vorschriften vorliegender Erfindung gefertigt waren, durchgeführt worden. So hat man ein Probestück von 1,50 m Länge, das eine Kontrollampe speist, in einen Versuchsofen gebracht, dessen Temperatursteigerung der international anerkannten »Temperatur-Zeit«-Eichkurve entspricht, die es gestattet, folgende Werte zu erreichen:

550⁰ nach s Minuten,

700⁰ nach 10 Minuten,

850⁰ nach 30 Minuten,

925 ° nach 60 Minuten,

iooo⁰ nach 120 Minuten.
25

Bei wiederholt vorgenommenen Versuchen an mehreren Probestücken wurde jedesmal wieder festgestellt, daß die Kontrollampe bis zu Temperaturen über 1050⁰ über 130 Minuten weiterleuchtete.

Nach den Versuchen ergab sich bei Untersuchung der aus dem Prüfofen entnommenen Kabel, daß das Isoliermaterial jedes einzelnen Leiters tadellos zusammengehalten war und auch einen guten mechanischen Widerstand aufwies.

Weiterhin halten die nach obiger Erfindung hergestellten Kabel auch die üblichen dielektrischen Festigkeitsproben, wie für Kabel laufender Anlagen vorgesehen, einwandfrei aus.

Wenn die Leiter gar aus Stahldrähten bestehen, können sie, ohne zu schmelzen, auch eine weit über der Schmelztemperatur von Kupferkabeln liegende Hitze aushalten. Man kann dann bis auf 1500⁰ gehen.

Die Anfertigung von Kabeln gemäß der Erfindung bedarf keiner besonderen Apparatur; sie lassen sich mit den bekannten Maschinen, wie Bandmaschinen, Spinnmaschinen, Flechtmaschinen, Umwicklungsmaschinen usw., herstellen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Feuersicheres, noch bei über 200⁰ C hohen Temperaturen betriebssicheres elektrisches Kabel, bestehend aus einem oder mehreren Leitern, welche von einem isolierenden, unbrennbaren Material umgeben sind, das durch eine oder mehrere Umhüllungen hoher Wärmebeständigkeit und gegebenenfalls einen Außenmantel aus unbrennbarem Material zusammengehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die den oder die Leiter umgebende Isolation aus Magnesia unter Zusatz geringer Mengen eines deren Zusammenhalt bewirkenden, bei hohen Temperaturen verkohlenden, elastischen oder plastischen Materials, wie Polymeren von Isopren, Chloropren oder Isobutylen, die einzeln oder gemischt mit chlorierten organischen Produkten, wie Chlornaphthalin oder Pentachlordiphenyl, verwendet werden, und die die Isolation umgebende Hülle aus gegenüber hohen Temperaturen widerstandsfähigem isolierendem Material, wie CaI-ciumsilikat, Magnesiumsilikat oder Silicoaluminat, besteht.
2. 2. Elektrisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen mehreren isolierten Leitern ein unbrennbares Füllmaterial, wie Asbest, Silikate oder Silicoaluminate, in garnähnlicher Form befindet.
3. 3. Elektrisches Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllungen aus dem gleichen Material bestehen wie das Isolationsmaterial der Leiter.
4. 4. Elektrisches Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllungen aus Polyvinylharzen oder Organosiloxanderivaten, allein oder in Verbindung mit mineralischen Bestandteilen, wie Calciumsilikaten, Magnesiumsilikaten oder Silicoaluminaten, bestehen.
5. 5. Elektrisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten Leiter, zwischen denen sich Füllungen befinden, von einer aus spiralförmig gewickelten Bändern bestehenden Metallhülle umgeben sind.
6. 6. Elektrisches Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten Leiter, zwischen denen sich Füllungen befinden, von einem Metallgeflecht, das mit feuerbeständigen und flammenabweisenden Werkstoffen, wie Derivaten von Polyvinylharzen, umkleidet ist, umgeben sind.
7. 7. Elektrisches Kabel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel mit einem Außenmantel aus flammenabweisendem Material auf der Basis von Polyvinylchlorid oder Polychloropren umgeben ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 746317;
   USA.-Patentschrift Nr. 2234560;
   österreichische Patentschrift Nr. 151 506;
   Prospekt der Fa. Du Pont de Nemours;
   Report 47-6 vom Oktober 1947, »Insulation and Jacket Compounds for Wire an Cable«, S. 24.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 709 752/61 10.57