EP1176612B1 - Flexible elektrische Leitung für Schleppketten - Google Patents
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- EP1176612B1 EP1176612B1 EP20010401876 EP01401876A EP1176612B1 EP 1176612 B1 EP1176612 B1 EP 1176612B1 EP 20010401876 EP20010401876 EP 20010401876 EP 01401876 A EP01401876 A EP 01401876A EP 1176612 B1 EP1176612 B1 EP 1176612B1
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- polypropylene
- inner layer
- insulation
- flexible electrical
- outer layer
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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, comprising at least one core having a flexible electrical conductor surrounded by an insulation and a jacket of insulating material mounted over the insulation ("Catalog 2000" of the DE company Lappvier, Stuttgart).
- the term “cable for drag chains” should be all flexible lines are detected, which can be used as connecting lines between portable consumers and a voltage or signal source. "Consumers” may therefore be, for example, cranes, machine tools and robots. The cables must be able to withstand high mechanical loads and remain flexible over a wide temperature range, for example between -40 ° C and +80 ° C.
- the drag chain cables described in the aforementioned catalog 2000 from Lapp Jardin fulfill the described requirements as well as the control lines described in catalog 01/2000 "Chainflex" of the DE company IGUS GmbH, Cologne.
- the insulations of the cores of the known lines consist of high-quality and correspondingly expensive materials, such as thermoplastic elastomers (TPE) or mechanically high-grade PVC, which, however, has relatively poor electrical values with a high dielectric constant and low insulation resistance.
- TPE thermoplastic elastomers
- PVC mechanically high-grade PVC
- the invention has for its object to make the line described above so that it can be made cheaper with improved electrical and mechanical properties.
- the insulation of the conductor consists of an adjacent thereto inner layer of a polypropylene-containing elastomeric material and an inner layer surrounding and firmly adhering to the same outer layer of a material based on polypropylene.
- Such a line is inexpensive to produce.
- the two layers of conductor insulation can be extruded directly into each other in printing technology in tandem or by co-extrusion, so that their firm adhesion is ensured among each other.
- the line has a low dielectric constant, which is particularly advantageous for signal transmission, and high dielectric strength. This is achieved on the one hand by the "semi-hard" inner, polypropylene-containing layer and the harder outer layer based on polypropylene.
- This outer layer results in improved gliding of the wire in the same surrounding sheath of insulating material and in particular of two or more cores existing in a line with each other.
- the service life of the cable in a drag chain with constant bending cycle stress is increased overall.
- Figs. 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 core. But it can also be equipped with two or more wires, which can be stranded together in conventional technology. The wires can be combined into pairs, threes, quads or bundles.
- the line may additionally have an electrical shield. It is used in all possible embodiments for energy transmission or signal transmission.
- the line according to FIG. 1 has a core 1, which consists of an electrical conductor 2 with an insulation of an inner layer 3 and an outer layer 4.
- a jacket 5 is attached made of insulating material. It consists for example of polyurethane.
- the conductor 2 is in a preferred embodiment, a stranded conductor.
- two stranded wires 1 and 6 are present, which are surrounded by the here common jacket 5.
- the jacket 5 fills in accordance with the graphic representation of the gusset between the wires 1 and 6.
- Before attaching the shell 5 and filler elements could be mounted in the gussets between the wires 1 and 6. If the jacket 5 - as shown in Fig. 2 - fills the gusset, results in a mechanically more stable line, which has grown especially the requirements in drag chains.
- the sheath 5 can be produced as a "inner sheath" in principle from a cheaper insulating material, if over the same additional an outer sheath 7 is 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, consisting of the two layers 3 and 4 insulation.
- the inner layer 3 of the insulation of each core 1 or 6 consists of a rubber-elastic material, the 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 60% in a preferred embodiment. He should be between 40% and 80%.
- the elastic properties of the rubber-elastic material and thus the inner layer 3 are not significantly affected by the inherently stiff material polypropylene. It also serves as a bonding agent to the outer layer 4 made entirely of a polypropylene-based material.
- the outer layer 4 has the well known slip factor of polypropylene.
- a copolymer of the polypropylene is used for the outer layer 4.
- homopolymers of the polypropylene This relatively rigid material hinders the good Bendability of the line only slightly, since the inner layer 3 is sufficiently elastic. But it ensures the good lubricity of the thus isolated wires.
- the ratio of the wall thicknesses of the inner layer 3 to the outer layer 4 is in this sense between 50:50 and 70:30.
Landscapes
- Insulated Conductors (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
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.
- Aus EP-A-0 767 469 ist es bekannt, für die elektrische Isolierung ein Polypropylen-Material zu verwenden.
- 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)
- 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.
- Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gummielastisches Material ein Ethylen-Propylen-Rubber eingesetzt ist.
- 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.
- Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die äußere Schicht (4) ein Copolymer des Polypropylens eingesetzt ist.
- 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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