EP1460646A1 - Abriebfester Mantel - Google Patents

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EP1460646A1 EP03290667A EP03290667A EP1460646A1 EP 1460646 A1 EP1460646 A1 EP 1460646A1 EP 03290667 A EP03290667 A EP 03290667A EP 03290667 A EP03290667 A EP 03290667A EP 1460646 A1 EP1460646 A1 EP 1460646A1
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    • H01B7/183—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring comprising synthetic filaments forming part of an outer sheath

Definitions

  • the invention relates to an abrasion-resistant casing for a flexible cable according to the preamble of claim 1.
  • halogen-free and self-extinguishing sheath material based on polyurethane has become known, which in particular at Welding lines for high flexibility and extreme protection against welding spatter is used with great success.
  • the present invention is therefore an object of the invention to improve the abrasion resistance of the outer shell without an increase in the jacket weight and thus increase the service life of such cables.
  • the main advantage of the invention is seen in the fact that the jacket abrasion occurs as in the previously known cable jackets, but stopped by the additional layer is at least but much more difficult.
  • the oil or media resistance of the overall line or the entire cable is positively influenced, since the monofilaments used are outstandingly resistant to oils and other media.
  • the flame retardancy of the line or the jacket can be positively influenced by the use of flame-retardant filament materials.
  • Another significant advantage is that a reduction of the wall thickness can be achieved by the inventive solution, which has an advantageous effect on the outer diameter and the flexibility of the cable or the line.
  • 1 denotes the cable core, which may consist of a plurality of electrical wires of different cross-section.
  • the cable core may also contain one or more data lines - electrical or optical.
  • the cable core 1 is surrounded by a plastic layer 2, which may be an inner jacket or a cable core 1 enveloping plastic layer.
  • a braid 3 of monofilaments rests on the plastic layer 2.
  • the braid 3 has an optical coverage between 40 and 70%.
  • the individual monofilaments are preferably made of polyethersulfone or polyamide.
  • monofilaments of polyterephthalate, polyurea, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyethylene and polypropylene may also be used.
  • the materials are preferably made flame retardant.
  • the monofilaments have a diameter of 0.15 to 0.25 mm.
  • a plastic jacket 4 is applied by means of pressure extrusion, d. H. the plastic material of the jacket 4 is pressed into the free spaces of the layer 3, so that a connection between the layers 2, 3 and 4 results.
  • the jacket 4 is preferably made of polyurethane or a thermoplastic elastomer (TPE-O) z. B. Santoprene.
  • a metal mesh 5 is still provided between the inner layer 2 and the layer 3, which acts as an electrical screen for the line or the cable.
  • a copper braided shield is preferred.
  • a plastic film 6 z Between the braid 5 and the layer 3 is still a plastic film 6 z.

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Abstract

Es wird ein abriebfester Mantel für ein eine Kabelseele und einen die Kabelseele umgebenden Mantel aus abriebfesten thermoplastischen Kunststoff aufweisendes flexibles Kabel, insbesondere für eine Schleppkettenleitung oder ein Roboterkabel beschrieben. Der Mantel besteht aus einer inneren extrudierten Kunststoffschicht (2) und einer äußeren Mantelschicht (4). Zwischen der inneren Kunststoffschicht (2) und der äußeren Mantelschicht (4) ist eine Schicht (3) aus Monofilamenten aus einem chemisch und thermisch stabilen Material mit einer optischen Bedeckung von 40 bis 70 % vorgesehen. Die äußere Mantelschicht (4) ist durch Druckextrusion aufgebracht, wobei die Hohlräume in der Schicht (3) durch das Material der äußeren Mantelschicht nahezu ausgefüllt sind, und die Schicht (3) an der inneren Mantelschicht (2) anhaftet. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen abriebfesten Mantel für ein flexibles Kabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Für die Steuerung moderner Roboter- und Handlingsysteme werden Leitungen mit einem hohen Maß an Flexibilität und Biegewechselfestigkeit benötigt. Derartige Leitungen sind während des Betriebes in ständiger Bewegung. Sie müssen im Dauerbetrieb Torsionen von ± 440° aushalten.
  • Aus der Zeitschrift "Elektrotechnik", Oktober 2000, 82. Jahrgang ist ein hochflexibles Kabel für den Einsatz bei modernen Robotern bekannt, bei dem mehrere Einzelkabel in einer Hybridleitung untergebracht sind. Die einzelnen Kabel sind um einen leitenden Kern herum bündelverseilt. Um die Reibung der einzelnen Aufbauelemente so gering wie möglich zu halten, weisen diese reibungsarme Isolationsoberflächen sowie aufwendige Bandierungen auf. Als Isolierwerkstoffe werden solche auf Basis Polyurethan bevorzugt, die sich durch eine hohe Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegen Hydraulikflüssigkeit und Mineralöl auszeichnen. Als Material für den Mantel werden thermoplastische Elastomere eingesetzt, so daß der Mantel kerbfest und scheuerfest ist.
  • Neben diesem Material ist auch ein halogenfreies und selbstverlöschendes Mantelmaterial auf Polyurethanbasis bekanntgeworden, welches insbesondere bei Schweißleitungen für hohe Flexibilität und extremen Schutz gegenüber Schweißspritzern mit großem Erfolg eingesetzt wird.
  • Wegen der erheblichen mechanischen Belastungen durch Biegung, Torsion, insbesondere aber wegen der bei beengten Verhältnissen häufig auftretenden Reibung ist der Abrieb des Mantels so stark, daß die Kabel nach kurzer Zeit ausgetauscht werden müssen. Ausfallzeiten sind jedoch teuer und werden von den Betreibern von Fertigungslinien mit Robotern äußerst ungern hingenommen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, die Abriebfestigkeit des Außenmantels ohne eine Erhöhung des Mantelgewichtes zu verbessern und damit die Benutzungsdauer derartiger Kabel zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.
  • Der wesentliche Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß der Mantelabrieb wie bei den bisher bekannten Kabelmänteln auftritt, aber durch die zusätzliche Schicht gestoppt zumindest aber stark erschwert wird. Die Öl- bzw. Medienbeständigkeit der Gesamtleitung bzw. des Gesamtkabels wird positiv beeinflußt, da die verwendeten Monofilamente gegen Öle und sonstige Medien hervorragend beständig sind. Die Flammwidrigkeit der Leitung bzw. des Mantels kann durch den Einsatz von flammwidrig gemachten Filamentmaterialien positiv beeinflußt werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß durch die erfindungsgemäße Lösung eine Reduzierung der Wanddicke erreicht werden kann, was sich vorteilhaft auf den Außendurchmesser und die Flexibilität des Kabels bzw. der Leitung auswirkt. Durch die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Leitung bzw. des Kabels kann u. U. auf den beim Anwender häufig eingesetzten kostenintensiven Einsatz von Gleitfett verzichtet werden.
  • Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • In den Figuren ist mit 1 die Kabelseele bezeichnet, welche aus einer Vielzahl von elektrischen Adern unterschiedlichen Querschnitts bestehen kann. Die Kabelseele kann auch eine oder mehrere Datenleitungen - elektrisch oder optisch - enthalten.
  • Die Kabelseele 1 ist umgeben von einer Kunststoffschicht 2, welche ein Innenmantel oder eine die Kabelseele 1 umhüllende Kunststoffschicht sein kann.
  • Bei dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt auf der Kunststoffschicht 2 ein Geflecht 3 aus Monofilamenten. Das Geflecht 3 hat eine optische Bedeckung zwischen 40 und 70 %. Die einzelnen Monofilamente bestehen bevorzugt aus Polyethersulfon oder aus Polyamid. Alternativ zu diesem Materialien können auch Monofilamente aus Polyterephthalat, Polyharnstoff, Polycarbonat, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid, Polyethylen und Polypropylen zur Anwendung kommen. Die Werkstoffe sind bevorzugt flammwidrig gemacht.
  • Die Monofilamente haben einen Durchmesser von 0,15 bis 0,25 mm.
  • An Stelle eines Geflechtes kann auch eine Umseilung mit Monofilamenten verwendet werden. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft bei stark torsionsbelasteten Leitungen.
  • Auf die Schicht 3 wird ein Kunststoffmantel 4 mittels Druckextrusion aufgebracht, d. h. das Kunststoffmaterial des Mantels 4 wird in die Freiräume der Schicht 3 eingepreßt, so daß sich eine Verbindung zwischen den Schichten 2, 3 und 4 ergibt. Der Mantel 4 besteht bevorzugt aus Polyurethan oder einem thermoplastischen Elastomer (TPE-O) z. B. Santoprene.
  • Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwischen der inneren Schicht 2 und der Schicht 3 noch ein Metallgeflecht 5 vorgesehen, welches als elektrischer Schirm für die Leitung bzw. das Kabel wirkt. Bevorzugt wird ein Kupfergeflechtschirm.
  • Zwischen dem Schirmgeflecht 5 und der Schicht 3 ist noch eine Kunststofffolie 6 z. B. aus Polyurethan oder Polyethylenterephthalat vorgesehen.

Claims (12)

  1. Abriebfester Mantel für ein eine Kabelseele und einen die Kabelseele umgebenden Mantel aus abriebfesten thermoplastischen Kunststoff aufweisendes flexibles Kabel, insbesondere für eine Schleppkettenleitung oder ein Roboterkabel, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus einer inneren extrudierten Kunststoffschicht (2) und einer äußeren Mantelschicht (4) besteht, daß zwischen der inneren Kunststoffschicht (2) und der äußeren Mantelschicht (4) eine Schicht (3) aus Monofilamenten aus einem chemisch und thermisch stabilen Material mit einer optischen Bedeckung von 40 bis 70 % vorgesehen ist und daß die äußere Mantelschicht (4) durch Druckextrusion aufgebracht ist, wobei die Hohlräume in der Schicht (3) durch das Material der äußeren Mantelschicht nahezu ausgefüllt sind, und die Schicht (3) an der inneren Mantelschicht (2) anhaftet.
  2. Abriebfester Mantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (3) aus einem Geflecht aus Monofilamenten besteht.
  3. Abriebfester Mantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (3) aus zumindest einer Lage von auf die Kabelseele (1) aufgeseilten Monofilamenten besteht.
  4. Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (3) aus Monofilamenten aus Polyamid, vorzugsweise aus Polyamid 6 besteht.
  5. Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (3) aus Monofilamenten aus Polyethersulfon besteht.
  6. Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für ein Kabel mit einem metallischen Geflechtschirm, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Geflechtschirm (5) und der Schicht (3) eine Trennschicht aus Faservlies oder eine Kunststofffolie (6) vorgesehen ist.
  7. Abriebfester Mantel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies oder die Kunststofffolie (6) eine Beschichtung aus einem bei Anwesenheit von Feuchtigkeit quellendem Pulver (Quellpulver) aufweist.
  8. Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, für ein Kabel mit mehreren Kabeladern, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern in einem Innenmantel eingebettet sind.
  9. Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Bedeckung der Schicht (3) zwischen 50 und 65 % liegt.
  10. Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Monofilamente zwischen 0,15 und 0,25 mm beträgt.
  11. Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus Polyurethan, Polyvinylchlorid oder einem thermoplastischen Elastomer besteht.
  12. Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Monofilamente ein Flammschutzmittel enthalten.
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