EP1176613A2 - Leitung mit mindestens einem Übertragungselement - Google Patents

Leitung mit mindestens einem Übertragungselement Download PDF

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EP1176613A2
EP1176613A2 EP01401875A EP01401875A EP1176613A2 EP 1176613 A2 EP1176613 A2 EP 1176613A2 EP 01401875 A EP01401875 A EP 01401875A EP 01401875 A EP01401875 A EP 01401875A EP 1176613 A2 EP1176613 A2 EP 1176613A2
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EP
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jacket
inner layer
line
layer
outer layer
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EP01401875A
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EP1176613A3 (de
EP1176613B1 (de
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Ferdinand Ing. Grögl
Alfred Dipl.-Ing. Mehl
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Nexans SA
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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
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/1875—Multi-layer sheaths
    • H01B7/188—Inter-layer adherence promoting means
    • 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
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/187—Sheaths comprising extruded non-metallic layers

Definitions

  • the invention relates to a line with at least one transmission element, the is surrounded by a jacket made of insulating material (DE 298 08 657 U1).
  • Lines to which the invention relates are, for example in the Industrial automation as flexible power supply lines, as combined lines used with energy and control wires as well as control cables.
  • Transport element can So be an energy wire or a control or signal wire that is used for transmission electrical or optical signals may be suitable.
  • Essential at These lines are the outer sheath that covers all possible mechanical, thermal and chemical stresses must have grown. Appropriate materials are known. Usually thermoplastic elastomers (TPE), polyurethane (PU) or polyvinyl chloride (PVC) is used. These lines are also intended for Connection purposes, for example for connecting plugs, as simple as possible to be stripped.
  • the known line according to DE 298 08 657 U1 mentioned at the beginning can do such Meet demands. It consists of two with different colored insulation provided electrical wires, which lie side by side as a separating layer designated wrapping are surrounded. There is an extrusion over the separation layer generated inner jacket made of polyvinyl chloride, which has a dimensionally accurate, cylindrical outer Has surface. The inner jacket is made of a braid made of tinned copper wires surround. An outer jacket made of polyvinyl chloride provides mechanical protection intended. The jacket of this line can be used with a special tool Knife that penetrates into the sheath structure exactly in the working position up to the interface, be easily severed. However, the production of the line is very complex.
  • the invention has for its object to the line described above design that they are simple and simple without risk of injury to the Head can be stripped.
  • This line can be produced easily and without particular dimensional accuracy. You can with usual machines can be manufactured in one operation, including the two Layers for the coat.
  • the line has an outer jacket with the desired or prescribed properties. But he can because of his special inner layer for example for connection purposes in a simple manner and can be removed from the conductor without risk of injury. All you need is that outer layer of the sheath to be completely severed. A minor one Scoring the inner layer does not interfere, it can even be an advantage.
  • the jacket can then be torn off at the point of separation. The line is thereby especially suitable for semi or fully automatic assembly.
  • the transmission element of the line according to the invention can - as already further mentioned above - an energy wire, an electrical control wire or an optical Be a tax wire.
  • an energy wire an electrical control wire or an optical Be a tax wire.
  • an optical Be a tax wire for the sake of simplicity, only the word "wire” is used in the following. It covers the three specified variants.
  • the line L according to FIG. 1 consists of an electrical conductor 1 which is surrounded by a jacket M made of insulating material.
  • the sheath M is thus also the insulation of the conductor 1.
  • such a line L has a larger conductor cross section of, for example, 25 mm 2 .
  • it can also be a core of a multi-core cable.
  • Polypropylene for example, is used as the material for the insulation 2.
  • the jacket M is composed of an inner layer 3 and an outer layer 4.
  • the both layers 3 and 4 are firmly connected. They preferably exist from the same base material, such as a TPE, by adding of additives to the material of the inner layer 3 but different Characteristics.
  • the layers 3 and 4 can in a preferred embodiment in same operation can be applied to the conductor 1, for example by Extrusion in tandem or by co-extrusion. You then connect directly together.
  • the jacket M is not shown hatched in the drawings. His two-layer structure is marked by a dashed line.
  • the inner layer 3 of the jacket M has both one compared to the outer layer 4 significantly lower tensile strength as well as a significantly lower elongation at break.
  • The can be achieved, for example, by adding additives to the respective base material can be added, which in the extrudate reduces strength and elongation Have an effect.
  • they can be polyolefins and chemically foamable Act additives.
  • fillers or regenerated materials are also considered Additives that can be used in addition to the desired reduced strength and Strain values also to a reduced calorific value and thus to a lead flame retardant effect of the extruded inner layer 3.
  • the two layers 3 and 4 should be approximately the same thickness.
  • Your thickness ratio can be in in practice are around 60: 40 to 40: 60, the 60 for the outer layer 4. This ensures that both the mechanical and the chemical The durability of the M jacket meets the requirements.
  • the tensile strength of the inner layer 3 is, for example, only half that of the outer layer 4. It is, for example, 20 N / mm 2 . Their elongation at break is, for example, about a factor of "3" less than that of the outer layer 4. It is, for example, about 150% compared to 500% of the outer layer 4.
  • the TPE polyether urethane is used as the base material, with the same amount a polyolefin elastomer is mixed.
  • the mixture consists of 40% polyether urethane (TPE) as the base material and 30% one Polyolefin elastomer and 30% calcium carbonate as additives.
  • TPE polyether urethane
  • the mixture consists of 50% polyether urethane (TPE) as the base material and 20% one Polyolefins, 29% calcium carbonate and 1% of a blowing agent as additives.
  • TPE polyether urethane
  • the electrical line L shown in Fig. 3 in section has three stranded together Cores A.
  • the cores A consist of the conductor 1 and the surrounding one Insulation 2. Here you are surrounded by the M jacket.
  • the ladder 1 are preferably flexible, stranded electrical wires made of copper wires.
  • the administration L is shown with three wires A. It can also be two or more than three cores A. Each wire A can have a different structure than the other wires. That applies for example, if both energy and control wires in a line L available.
  • the gusset between the wires can be used to create an approx circular peripheral surface of the "soul" of the line L with filler or through the The material of the jacket M surrounding the wires A must be filled.
  • the line L according to FIGS. 5 and 6 is isolated over the Conductor 1 or the wires A is an electrical one designed as a braid or rope Screen 5 attached.
  • an electrical one designed as a braid or rope Screen 5 attached.
  • Separating layer 6 are placed around the screen 5, through which penetration of the Material of the inner layer 3 of the jacket M is prevented in the same. This is for the simple stripping of the line L is required.
  • the separating layer 6 is made preferably made of a material that glues to the inner layer 3 of the jacket M.
  • the winding 8 can consist of a nonwoven fabric, such as for example a polyester fleece.

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  • Insulated Conductors (AREA)
  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Flexible Shafts (AREA)

Abstract

Es wird eine Leitung mit mindestens einem Übertragungselement (A) angegeben, das von einem Mantel (M) aus Isoliermaterial umgeben ist. Zum vereinfachten Abmanteln besteht der Mantel (M) aus einer inneren Schicht (3) und einer äußeren Schicht (4), die fest miteinander verbunden sind. Die Werte für Reißfestigkeit und Reißdehnung für die innere Schicht (3) sind deutlich geringer als für die äußere Schicht (4) bemessen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitung mit mindestens einem Übertragungselement, das von einem Mantel aus Isoliermaterial umgeben ist (DE 298 08 657 U1).
Leitungen, auf welche sich die Erfindung bezieht, werden beispielsweise in der Industrieautomation als flexible Energiezuführungsleitungen, als kombinierte Leitungen mit Energie- und Steueradern sowie als Steuerleitungen eingesetzt. Ein anderes mögliches Anwendungsgebiet ist die Kraftfahrzeugtechnik. "Übertragungselement" kann also eine Energieader oder eine Steuer- bzw. Signalader sein, die zur Übertragung elektrischer oder optischer Signale geeignet sein kann. Von wesentlicher Bedeutung bei diesen Leitungen ist der äußere Mantel, der allen möglichen mechanischen, thermischen und chemischen Beanspruchungen gewachsen sein muß. Entsprechende Materialien sind bekannt. Es werden überwiegend thermoplastische Elastomere (TPE), Polyurethan (PU) oder Polyvinylchlorid (PVC) eingesetzt. Diese Leitungen sollen außerdem für Verbindungszwecke, beispielsweise zum Anschließen von Steckern, möglichst einfach abzumanteln sein.
Die bekannte Leitung nach dem eingangs erwähnten DE 298 08 657 U1 kann solche Forderungen erfüllen. Sie besteht aus zwei mit unterschiedlich gefärbter Isolierung versehenen elektrischen Adern, die nebeneinander liegend von einer als Trennschicht bezeichneten Umwicklung umgeben sind. Über der Trennschicht liegt ein durch Extrusion erzeugter Innenmantel aus Polyvinylchlorid, der eine maßgenaue, zylindrische äußere Oberfläche hat. Der Innenmantel ist von einem Geflecht aus verzinnten Kupferdrähten umgeben. Als mechanischer Schutz ist ein äußerer Mantel aus Polyvinylchlorid vorgesehen. Der Mantel dieser Leitung kann mit einem Spezialwerkzeug mit einem Messer, das in Arbeitsposition exakt bis zur Trennschicht in den Mantelaufbau eindringt, leicht durchtrennt werden. Die Herstellung der Leitung ist jedoch sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Leitung so zu gestalten, daß sie bei einfachem Aufbau einfach und ohne Verletzungsgefahr für den Leiter abgemantelt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
  • daß der Mantel aus einer inneren Schicht und einer äußeren Schicht besteht, die fest miteinander verbunden sind, und
  • daß die Werte für Reißfestigkeit und Reißdehnung für die innere Schicht deutlich geringer als für die äußere Schicht bemessen sind.
Diese Leitung ist einfach und ohne besondere Maßgenauigkeit herstellbar. Sie kann mit üblichen Maschinen in einem Arbeitsgang gefertigt werden, einschließlich der beiden Schichten für den Mantel. Die Leitung hat einen nach außen wirkenden Mantel mit den gewünschten bzw. vorgeschriebenen Eigenschaften. Er kann aber wegen seiner speziellen inneren Schicht beispielsweise für Verbindungszwecke auf einfache Weise und ohne Verletzungsgefahr für den Leiter von diesem entfernt werden. Dazu braucht nur die äußere Schicht des Mantels vollständig durchtrennt zu werden. Ein geringfügiges Einritzen der inneren Schicht stört dabei nicht, sondern es kann sogar von Vorteil sein. Der Mantel kann dann an der Trennstelle abgerissen werden. Die Leitung ist dadurch besonders für eine halb- oder vollautomatische Konfektionierung geeignet.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
  • Fig. 1 bis 3 Querschnitte durch unterschiedlich aufgebaute Leitungen nach der Erfindung.
  • Fig. 4 eine Seitenansicht der Leitung nach Fig. 3 mit am Ende entfernten Mantel.
  • Fig. 5 und 6 Querschnitte der Leitung in zwei weiter ergänzten Ausführungsformen.
    • Das Übertragungselement der Leitung nach der Erfindung kann - wie bereits weiter oben erwähnt - eine Energieader, eine elektrische Steuerader oder eine optische Steuerader sein. Der Einfachheit halber wird im folgenden nur das Wort "Ader" benutzt. Es deckt die drei angegebenen Varianten ab.
    In der einfachsten Ausführungsform besteht die Leitung L gemäß Fig. 1 aus einem elektrischen Leiter 1, der von einem Mantel M aus Isoliermaterial umgeben ist. Der Mantel M ist hier also gleichzeitig die Isolierung des Leiters 1. Eine solche Leitung L hat in bevorzugter Ausführungsform einen größeren Leiterquerschnitt von beispielsweise 25 mm2. Es kann sich aber auch um eine Ader einer mehradrigen Leitung handeln. Das gilt grundsätzlich auch für eine Leitung L gemäß Fig. 2, bei welcher der Leiter 1 zunächst noch mit einer Isolierung 2 versehen ist, auf welche der Mantel M aufgebracht ist. Als Material für die Isolierung 2 wird beispielsweise Polypropylen verwendet.
    Der Mantel M ist aus einer inneren Schicht 3 und einer äußeren Schicht 4 aufgebaut. Die beiden Schichten 3 und 4 sind fest miteinander verbunden. Sie bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Basismaterial, wie beispielsweise einem TPE, haben durch die Zugabe von Zusatzstoffen zum Material der inneren Schicht 3 aber unterschiedliche Eigenschaften. Die Schichten 3 und 4 können in bevorzugter Ausführungsform im gleichen Arbeitsgang auf den Leiter 1 aufgebracht werden, beispielsweise durch Extrusion im Tandem oder durch Co-Extrusion. Sie verbinden sich dann direkt fest miteinander. Der Mantel M ist in den Zeichnungen nicht schraffiert dargestellt. Sein zweischichtiger Aufbau ist jeweils durch eine gestrichelte Linie markiert.
    Die innere Schicht 3 des Mantels M hat gegenüber der äußeren Schicht 4 sowohl eine deutlich geringere Reißfestigkeit als auch eine deutlich geringere Reißdehnung. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß dem jeweiligen Basismaterial Additive beigemischt werden, die im Extrudat eine festigkeits- und dehnungsreduzierende Wirkung haben. Es kann sich beispielweise um Polyolefine und chemisch schäumbare Additive handeln. Darüber hinaus sind auch Füllstoffe oder Regeneratmaterialien als Zusatzstoffe verwendbar, die neben den gewünschten reduzierten Festigkeits- und Dehnungswerten auch zu einem reduzierten Brennwert und damit zu einer flammhemmenden Wirkung der extrudierten inneren Schicht 3 führen.
    Zwingende Voraussetzung ist, daß die beiden getrennt aber im gleichen Fertigungsprozeß extrudierten Schichten 3 und 4 sehr gut, d. h. untrennbar und dauerhaft, miteinander verkleben. Die Verklebung muß auch bei Bewegungen, welche die Leitung L im Betrieb ausführt dauerhaft halten.
    Die beiden Schichten 3 und 4 sollen etwa gleich dick sein. Ihr Dickenverhältnis kann in der Praxis bei ca. 60 : 40 bis 40 : 60 liegen, wobei die 60 für die äußere Schicht 4 gilt. Hierdurch ist sichergestellt, daß sowohl die mechanische als auch die chemische Beständigkeit des Mantels M den gestellten Forderungen genügen.
    Die Reißfestigkeit der inneren Schicht 3 ist beispielsweise nur halb so groß wie die der äußeren Schicht 4. Sie liegt beispielsweise bei 20 N/mm2. Ihre Reißdehnung ist beispielsweise etwa um den Faktor "3" kleiner als die der äußeren Schicht 4. Sie beträgt beispielsweise etwa 150 % gegenüber 500 % der äußeren Schicht 4.
    Im folgenden werden drei Beispiele für ein Material angegeben, das für die innere Schicht 3 verwendbar ist:
    Beispiel 1
    Als Basismaterial wird das TPE Polyetherurethan verwendet, das mit der gleichen Menge eines Polyolefin-Elastomers vermischt wird.
    Beispiel 2
    Die Mischung besteht aus 40 % Polyetherurethan (TPE) als Basismaterial sowie 30 % eines Polyolefin-Elastomers und 30 % Calciumcarbonat als Zusatzstoffen.
    Beispiel 3
    Die Mischung besteht aus 50 % Polyetherurethan (TPE) als Basismaterial sowie 20 % eines Polyolefins, 29 % Calciumcarbonat und 1 % eines Treibmittels als Zusatzstoffen.
    Die in Fig. 3 im Schnitt dargestellte elektrische Leitung L hat drei miteinander verseilte Adern A. Die Adern A bestehen aus dem Leiter 1 und der denselben umgebenden Isolierung 2. Sie sind hier gemeinsam vom Mantel M umgeben. Die Leiter 1 sind vorzugsweise flexible, aus Kupferdrähten bestehende elektrische Litzenleiter. Die Leitung L ist mit drei Adern A dargestellt. Es können auch zwei oder mehr als drei Adern A sein. Jede Ader A kann einen anderen Aufbau als die anderen Adern haben. Das gilt beispielsweise, wenn sowohl Energieadern als auch Steueradern in einer Leitung L vorhanden sind. Die Zwickel zwischen den Adern können zur Erzeugung einer etwa kreisrunden Umfangsfläche der "Seele" der Leitung L mit Füllmaterial oder durch das Material des die Adern A umgebenden Mantels M aufgefüllt sein.
    Zum Abmanteln des Endes der Leitung L braucht nur die äußere Schicht 4 des Mantels M mit einem Rundschnitt vollständig durchtrennt zu werden. Der Mantel M kann dann in Längsrichtung der Leitung L abgerissen werden, so daß die drei Adern A vom Mantel M befreit sind. Das ist in Fig. 4 dargestellt. Ein beim Durchtrennen der äußeren Schicht 4 gleichzeitig erfolgendes geringes Anritzen der inneren Schicht 3 kann für das Abreißen vorteilhaft sein.
    Bei den Ausführungsformen der Leitung L nach den Fig. 5 und 6 ist über dem isolierten Leiter 1 bzw. den Adern A ein als Geflecht oder Umseilung ausgeführter elektrischer Schirm 5 angebracht. Vor dem Extrudieren des Mantels M kann zweckmäßig eine Trennschicht 6 um den Schirm 5 herumgelegt werden, durch welche ein Eindringen des Materials der inneren Schicht 3 des Mantels M in denselben verhindert wird. Das ist für die einfache Abmantelung der Leitung L erforderlich. Die Trennschicht 6 besteht vorzugsweise aus einem Material, daß mit der inneren Schicht 3 des Mantels M verklebt.
    Bei der Ausführungsform der Leitung L nach Fig. 6 sind in den Zwickeln zwischen den Adern A Füllelemente 7 angeordnet. Vor Anbringung des Schirms 5 wird zweckmäßig eine Bewicklung 8 über Adern A und Füllelementen 7 aufgebracht, die als Unterlage für den Schirm 5 dient. Die Bewicklung 8 kann aus einem Faservlies bestehen, wie beispielsweise einem Polyestervlies.

    Claims (7)

    1. Leitung mit mindestens einem Übertragungselement, das von einem Mantel aus Isoliermaterial umgeben ist, dadurch gekennzeichnet,
      daß der Mantel (M) aus einer inneren Schicht (3) und einer äußeren Schicht (4) besteht, die fest miteinander verbunden sind, und
      daß die Werte für Reißfestigkeit und Reißdehnung für die innere Schicht (3) deutlich geringer als für die äußere Schicht (4) bemessen sind.
    2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schichten (3,4) des Mantels (M) etwa gleich dick sind.
    3. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dickenverhältnis von äußerer Schicht (4) zu innerer Schicht (3) zwischen 60 : 40 und 40 : 60 beträgt.
    4. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reißfestigkeit der inneren Schicht (3) etwa halb so groß wie die der äußeren Schicht (4) ist.
    5. Leitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reißfestigkeit der inneren Schicht (3) etwa bei 20 N/mm2 liegt.
    6. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reißdehnung der inneren Schicht (3) etwa um den Faktor "3" kleiner als die der äußeren Schicht (4) ist.
    7. Leitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reißdehnung der inneren Schicht (3) etwa bei 150 % liegt.
    EP01401875A 2000-07-29 2001-07-12 Leitung mit mindestens einem Übertragungselement Expired - Lifetime EP1176613B1 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE10037010 2000-07-29
    DE10037010A DE10037010A1 (de) 2000-07-29 2000-07-29 Flexible elektrische Leitung für Schleppketten

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    Publication Number Publication Date
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    EP1176613A3 EP1176613A3 (de) 2003-01-15
    EP1176613B1 EP1176613B1 (de) 2008-01-23

    Family

    ID=7650660

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    Country Link
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    AT (1) ATE385033T1 (de)
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