EP1176612A2 - Flexible elektrische Leitung für Schleppketten - Google Patents

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EP1176612A2 EP01401876A EP01401876A EP1176612A2 EP 1176612 A2 EP1176612 A2 EP 1176612A2 EP 01401876 A EP01401876 A EP 01401876A EP 01401876 A EP01401876 A EP 01401876A EP 1176612 A2 EP1176612 A2 EP 1176612A2
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EP
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insulation
polypropylene
flexible electrical
inner layer
layer
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EP1176612A3 (de
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Ferdinand Ing. Grögl
Andreas Dipl.-Ing. Rietz
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Nexans SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • H01B7/041—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables attached to mobile objects, e.g. portable tools, elevators, mining equipment, hoisting cables

Definitions

  • the invention relates to a flexible electrical cable for drag chains, Consisting of at least one wire, which is surrounded by insulation, flexible electrical conductor and a jacket attached over the insulation Has insulating material ("Catalog 2000" from the DE company Lappvier, Stuttgart).
  • the term “cable for drag chains” is intended to cover all flexible cables be used as connecting lines between portable consumers and one Voltage or signal source can be used. So “consumers” can for example cranes, machine tools and robots. The lines must be mechanically strong and remain flexible in a wide temperature range, for example between -40 ° C and +80 ° C.
  • the mentioned in the beginning Cable chain cables described in Lapp Lucas's catalog 2000 meet the requirements described requirements as well as those in the catalog 01/2000 "Chainflex" of the DE company IGUS GmbH, Cologne described control lines.
  • the insulation of the veins of the Known lines consist of high quality and accordingly expensive Materials such as thermoplastic elastomers (TPE) or mechanically high-quality PVC, but with a high dielectric constant and a low one Insulation resistance has relatively poor electrical values.
  • the invention has for its object to the line described above shape them with improved electrical and mechanical properties can be manufactured cheaper.
  • This object is achieved according to the invention in that the insulation of the conductor from an inner layer of a polypropylene which is adjacent to the same containing rubber-elastic material and a surrounding and the inner layer firmly adhered to the same outer layer made of a material based on Polypropylene.
  • Such a line is inexpensive to manufacture.
  • the two layers of Conductor insulation can be done in printing technology in tandem or by co-extrusion are extruded directly one above the other so that their firm adhesion to one another is ensured.
  • the line has a particularly advantageous one for signal transmission low dielectric constant and high dielectric strength.
  • it will due to the "semi-hard" inner layer containing polypropylene and the harder outer layer Layer based on polypropylene achieved.
  • This outer layer leads to one improved sliding ability of the wire in the same surrounding jacket made of insulating material and in particular of two or more wires present in a line among themselves.
  • the service life of the cable in a drag chain with permanent Alternating bending stress is increased overall.
  • FIG 1 and 2 show cross sections through two differently constructed lines according to the invention.
  • the line according to the invention has at least one wire. But you can also with two or more wires that are stranded together in the usual technique can.
  • the veins can be pairs, threes, fours or bundles be summarized.
  • the line can also have an electrical screen exhibit. It is used in all possible embodiments for energy transmission or for signal transmission.
  • the line according to FIG. 1 has a wire 1 which of an electrical conductor 2 with an insulation of an inner layer 3 and one outer layer 4 consists. Over the wire 1 is a jacket 5 made of insulating material appropriate. For example, it is made of polyurethane.
  • the conductor 2 is more preferred Embodiment a stranded wire.
  • two wires 1 and 6 are twisted together available, which are surrounded by the coat 5 common here.
  • the coat 5 fills According to the drawing, the gusset between the wires 1 and 6 from. In front the attachment of the jacket 5 could also fill elements in the gusset between the Cores 1 and 6 must be attached. If the jacket 5 - as shown in Fig. 2 - the Fills the gusset, there is a mechanically more stable line, in particular the Requirements in drag chains has grown.
  • the jacket 5 can be used as an "inner jacket” principally be made from a cheaper insulation material if over the same in addition an outer jacket 7 made of high quality insulating material such as a thermoplastic elastomer.
  • the outer jacket 7 is preferably glued to the jacket 5.
  • Both wires 1 and 6 have a conductor 2 surrounding insulation consisting of the two layers 3 and 4.
  • the inner layer 3 of the insulation of each wire 1 or 6 consists of a rubber-elastic material to which polypropylene is added.
  • the rubber-elastic material is an ethylene-propylene rubber (EPR).
  • EPR ethylene-propylene rubber
  • the proportion of polypropylene in the material of the inner layer 3 is more preferably Embodiment 60%. It should be between 40% and 80%.
  • the elastic Properties of the rubber-elastic material and thus the inner layer 3 are not significantly influenced by the inherently rigid material polypropylene. It serves also as an adhesion promoter to the outer, entirely made of a material based on Polypropylene existing layer 4.
  • the outer layer 4 has the known good Slip factor of polypropylene.
  • a copolymer of Polypropylene used. In principle, however, they are also homopolymers of Polypropylene can be used. This relatively rigid material hampers the good one Bendability of the line is only insignificant, since the inner layer 3 is sufficiently elastic is. However, it ensures the good sliding properties of the insulated wires.

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  • Insulated Conductors (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

Es wird eine flexible elektrische Leitung für Schleppketten angegeben, die aus mindestens einer Ader (1) besteht, welche einen von einer Isolierung umgebenen, flexiblen elektrischen Leiter (2) und einen über der Isolierung angebrachten Mantel (5) aus Isoliermaterial aufweist. Um einen kostengüstigen Aufbau zu ermöglichen, ist die Isolierung des Leiters (2) aus einer an demselben anliegenden inneren Schicht (3) aus einem Polypropylen enthaltenden gummielastischen Material sowie einer die innere Schicht (3) umgebenden und fest an derselben haftenden äußeren Schicht (4) aus einem Material auf der Basis von Polypropylen aufgebaut.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible elektrische Leitung für Schleppketten, bestehend aus mindestens einer Ader, die einen von einer Isolierung umgebenen, flexiblen elektrischen Leiter und einen über der Isolierung angebrachten Mantel aus Isoliermaterial aufweist ("Katalog 2000" der DE-Firma Lapp Kabel, Stuttgart).
Mit der Bezeichnung "Leitung für Schleppketten" sollen alle flexiblen Leitungen erfaßt sein, die als Verbindungsleitungen zwischen ortsveränderlichen Verbrauchern und einer Spannungs- bzw. Signalquelle eingesetzt werden können. "Verbraucher" können also beispielsweise Kräne, Werkzeugmaschinen und Roboter sein. Die Leitungen müssen mechanisch hoch belastbar sein und in einem weiten Temperaturbereich flexibel bleiben, der beispielsweise zwischen -40 °C und +80 °C liegt. Die im eingangs erwähnten Katalog 2000 der Firma Lapp Kabel beschriebenen Schleppkettenleitungen erfüllen die beschriebenen Anforderungen ebenso wie die im Katalog 01/2000 "Chainflex" der DE-Firma IGUS GmbH, Köln beschriebenen Steuerleitungen. Die Isolierungen der Adern der bekannten Leitungen bestehen aus hochwertigen und dementsprechend teuren Materialien, wie thermoplastische Elastomere (TPE) oder mechanisch hochwertiges PVC, das allerdings mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten und niedrigem Isolationswiderstand relativ schlechte elektrische Werte hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Leitung so zu gestalten, daß sie mit verbesserten elektrischen und mechanischen Eigenschaften preiswerter hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Isolierung des Leiters aus einer an demselben anliegenden inneren Schicht aus einem Polypropylen enthaltenden gummielastischen Material sowie einer die innere Schicht umgebenden und fest an derselben haftenden äußeren Schicht aus einem Material auf der Basis von Polypropylen besteht.
Eine solche Leitung ist kostengünstig herstellbar. Die beiden Schichten der Leiterisolierung können in Drucktechnik im Tandem oder auch durch Co-Extrusion unmittelbar übereinander extrudiert werden, so daß ihre feste Haftung untereinander sichergestellt ist. Die Leitung hat eine besonders für die Signalübertragung vorteilhafte niedrige Dielektrizitätskonstante und eine hohe Spannungsfestigkeit. Das wird einerseits durch die "halbharte" innere, Polypropylen enthaltende Schicht und die härtere äußere Schicht auf der Basis von Polypropylen erreicht. Diese äußere Schicht führt zu einer verbesserten Gleitfähigkeit der Ader im dieselbe umgebenden Mantel aus Isoliermaterial und insbesondere von zwei oder mehr in einer Leitung vorhandenen Adern untereinander. Die Lebensdauer der Leitung in einer Schleppkette mit dauernder Biegewechselbeanspruchung ist insgesamt erhöht.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Querschnitte durch zwei unterschiedlich aufgebaute Leitungen nach der Erfindung.
Die Leitung nach der Erfindung hat mindestens eine Ader. Sie kann aber auch mit zwei oder mehr Adern ausgerüstet sein, die in üblicher Technik miteinander verseilt sein können. Dabei können die Adern zu Paaren, Dreiern, Vierern oder Bündeln zusammengefaßt sein. Die Leitung kann außerdem zusätzlich einen elektrischen Schirm aufweisen. Sie dient in allen möglichen Ausführungsformen zur Energieübertragung oder zur Signalübertragung.
In der einfachsten Ausführungsform weist die Leitung gemäß Fig. 1 eine Ader 1 auf, die aus einem elektrischen Leiter 2 mit einer Isolierung aus einer inneren Schicht 3 und einer äußeren Schicht 4 besteht. Über der Ader 1 ist ein Mantel 5 aus Isoliermaterial angebracht. Er besteht beispielsweise aus Polyurethan. Der Leiter 2 ist in bevorzugter Ausführungsform ein Litzenleiter.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind zwei miteinander verseilte Adern 1 und 6 vorhanden, die von dem hier gemeinsamen Mantel 5 umgeben sind. Der Mantel 5 füllt gemäß der zeichnerischen Darstellung die Zwickel zwischen den Adern 1 und 6 aus. Vor dem Anbringen des Mantels 5 könnten auch Füllelemente in den Zwickeln zwischen den Adern 1 und 6 angebracht sein. Wenn der Mantel 5 - wie in Fig. 2 dargestellt - die Zwickel ausfüllt, ergibt sich eine mechanisch stabilere Leitung, die insbesondere den Anforderungen in Schleppketten gewachsen ist. Der Mantel 5 kann als "Innenmantel" prinzipiell aus einem preiswerteren Isoliermaterial hergestellt werden, wenn über demselben zusätzlich ein Außenmantel 7 aus hochwertigem Isoliermaterial angebracht wird, wie beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer. Der Außenmantel 7 ist vorzugsweise mit dem Mantel 5 verklebt. Beide Adern 1 und 6 haben eine den Leiter 2 umgebende, aus den beiden Schichten 3 und 4 bestehende Isolierung.
Die innere Schicht 3 der Isolierung jeder Ader 1 bzw. 6 besteht aus einem gummielastischen Material, dem Polypropylen beigemengt ist. In bevorzugter Ausführungsform ist das gummielastische Material ein Ethylen-Propylen-Rubber (EPR). Der Anteil des Polypropylens am Material der inneren Schicht 3 beträgt in bevorzugter Ausführungsform 60 %. Er soll zwischen 40 % und 80 % liegen. Die elastischen Eigenschaften des gummielastischen Materials und damit der inneren Schicht 3 werden von dem an sich steifen Material Polypropylen nicht wesentlich beeinflußt. Es dient außerdem als Haftvermittler zu der äußeren, ganz aus einem Material auf der Basis von Polypropylen bestehenden Schicht 4. Die äußere Schicht 4 hat den bekannt guten Gleitfaktor von Polypropylen.
In bevorzugter Ausführungsform wird für die äußere Schicht 4 ein Copolymer des Polypropylens verwendet. Es sind allerdings prinzipiell auch Homopolymere des Polypropylens einsetzbar. Dieses an sich relativ steife Material behindert die gute Biegbarkeit der Leitung nur unwesentlich, da die innere Schicht 3 ausreichend elastisch ist. Es sichert aber die gute Gleitfähigkeit der so isolierten Adern. Das Verhältnis der Wandstärken der inneren Schicht 3 zur äußeren Schicht 4 liegt in diesem Sinne zwischen 50 : 50 und 70 : 30.

Claims (5)

  1. Flexible elektrische Leitung für Schleppketten, bestehend aus mindestens einer Ader, die einen von einer Isolierung umgebenen, flexiblen elektrischen Leiter und einen über der Isolierung angebrachten Mantel aus Isoliermaterial aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung des Leiters (2) aus einer an demselben anliegenden inneren Schicht (3) aus einem Polypropylen enthaltenden gummielastischen Material sowie einer die innere Schicht (3) umgebenden und fest an derselben haftenden äußeren Schicht (4) aus einem Material auf der Basis von Polypropylen besteht.
  2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gummielastisches Material ein Ethylen-Propylen-Rubber eingesetzt ist.
  3. Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Polypropylens am Material der inneren Schicht (3) zwischen 40 % und 80 %, vorzugsweise 60 %, beträgt.
  4. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die äußere Schicht (4) ein Copolymer des Polypropylens eingesetzt ist.
  5. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Wandstärken der inneren Schicht (3) zur äußeren Schicht (4) zwischen 50 : 50 und 70 : 30 liegt.
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