EP1504457A1 - Strangf rmiges produkt mit anschluss- und/oder befestigungsm itteln - Google Patents

Strangf rmiges produkt mit anschluss- und/oder befestigungsm itteln

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Publication number
EP1504457A1
EP1504457A1 EP03722165A EP03722165A EP1504457A1 EP 1504457 A1 EP1504457 A1 EP 1504457A1 EP 03722165 A EP03722165 A EP 03722165A EP 03722165 A EP03722165 A EP 03722165A EP 1504457 A1 EP1504457 A1 EP 1504457A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
cable
polymers
housing
strand
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03722165A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Studer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Studer Schweiz AG
Original Assignee
Studer Draht und Kabelwerk AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Studer Draht und Kabelwerk AG filed Critical Studer Draht und Kabelwerk AG
Publication of EP1504457A1 publication Critical patent/EP1504457A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12229—Intermediate article [e.g., blank, etc.]
    • Y10T428/12271—Intermediate article [e.g., blank, etc.] having discrete fastener, marginal fastening, taper, or end structure

Definitions

  • the invention relates to linear or extruded linear products which have thermoplastic end pieces or fastening means at their ends, which in turn are crosslinked by radiation during manufacture together with the linear product.
  • the invention also relates to a method which is particularly suitable for producing such a product.
  • Electric cables with welded or molded connection means are an example of such stranded products.
  • Electrical cables of the type according to the invention are provided, for example, at one end with a sensor for measuring the speed of a motor, gearbox or wheel and have an insulation which, depending on the intended use, is resistant to liquid, vaporous or gaseous media and, if necessary, also has a high resistance has mechanical loads.
  • Sensor cables of this type are used, for example, for the vehicle industry, the railways and for the aerospace industry. Right. For these applications in particular, they must meet special requirements and have wire insulation with special properties. So the latter must among other things
  • the interface via which the sensor is connected to the cable must also meet these requirements at least in part.
  • Halogen-free insulation materials such as polyethylene, ethylene copolymers and other irradiable polymers, are used today for the production of insulated electrical cables that release as little smoke as possible and no corrosive and / or only small amounts of toxic gases in the event of a fire ,
  • the flame resistance of halogen-free insulation materials is achieved by adding aluminum trihydrate (ATH) and / or magnesium hydroxide.
  • Electrical cables with halogen-free insulations which contain such hydrates are known to have the disadvantage of reduced resistance to liquid media, such as, for example, gasoline, mineral oils and organic solvents.
  • the electrical cables are provided with a two-layer core insulation, in turn consisting of a halogen-free inner insulation layer made of flame-retardant polymer, for example polyolefin copolymer, and an outer protective layer made of a polyamide, a thermoplastic, halogen-free polyester elastomer or a halogen-free, aromatic Polyether.
  • Polar polymers with oil-repellent properties are therefore chosen for the manufacture of such electrical cables for the chemical-resistant outer layer.
  • plastics with a good absorption capacity for flame retardants are available for the inner layer.
  • the electrical cables and the sensors which in turn consist of an electronic component and a housing made of metal or plastic containing this part, are manufactured in separate industrial plants, and then in one of the two plants or in a separate third plant Sensor cables assembled.
  • the cable sections intended for the production of the sensor cables are unwound from cable reels, cut and connected to the sensor in a separate working step, the cable being first connected to the electronic component of the sensor in an electrically conductive manner and then the sensor housing consisting of metal or plastic the electronic component is plugged on and welded or cast with the cable jacket.
  • a major disadvantage of the known method for producing sensor cables is that the two essential components of the known sensor cables have some physical properties which prevent an optimal connection of the wire insulation and sensor housing.
  • the plastic composition of the wire insulation is not optimally compatible with the material of the sensor housing, even if it is also made of plastic.
  • the preferably radiation-crosslinked insulation layer of the electrical cable adheres poorly to the sensor housing, so that the oil and temperature resistance and also the mechanical strength, in particular the pull-out force, are set undesirably.
  • the known products often also have weaknesses, with large ones Temperature fluctuations and maintain their properties over a long period of time.
  • connection means in particular a sensor cable of the type mentioned at the outset, which does not have the disadvantages mentioned and, in particular, can be produced relatively easily by a logistically adapted method.
  • the method should in particular also be usable for the production of any other strand-like products, such as, for example, plastic tubes, plastic hoses, foils and foil laminates.
  • the cable is designed as a sensor cable or sensor line and the core insulation consists of a flame-retardant and halogen-free, radiation-crosslinkable polymer layer, which in turn contains a polyamide, a polyolefin or
  • the senor consists in a known manner of an electrical component and one containing it
  • Plastic housing According to the invention, the latter consists of a plastic or plastic mixture which is compatible with the wire insulation and is likewise radiation-crosslinkable and contains, for example, at least one polyamide and / or a polyolefin, such as polyethylene.
  • the polymers of the wire insulation and the polymers of the sensor housing are preferably selected so that they can be fused together in the assembled but still uncrosslinked state.
  • the sensor cable can be manufactured as follows:
  • the extrusion of the preferably non-cross-linked or only partially cross-linked tube After the extrusion of the preferably non-cross-linked or only partially cross-linked tube, it is cut into individual cable sections, which are then electrically connected at the end in a known manner to a sensor.
  • the plastics of the wire insulation and the sensor housing which are at least partially connected to one another, for example, fused together in the prefabricated state of the cable, are then crosslinked in a separate crosslinking process by the action of high-energy electron beams, with the result that the polymers separate Connect wire insulation and sensor housing to a single polymer network, so that this creates a mechanically resistant cable construction.
  • the wire insulation is a coextrudate, for example consisting of a flame-retardant, halogen-free polymer inner layer and an inner layer which is compatible with it. special to this adhesive or connected to it, chemical-resistant, oil-repellent polymer outer layer, which may also contain additional flame retardants.
  • the inner layer has at least one polyolefin or polyolefin blend and the outer layer has a polyester elastomer and / or a polyamide and / or a polyethylene, such as a high density polyethylene (HDPE).
  • HDPE high density polyethylene
  • the outer layer is also designed and adapted to the plastic composition of the sensor housing in such a way that it can be fused to the sensor housing and can be crosslinked by radiation in the manner described above.
  • the outer layer consists of an injection-moldable plastic that can be cross-linked by radiation.
  • the raw cable is also cut into individual cable sections in this case, which are then connected at the end to a sensor, for example, are melted together.
  • a sensor for example, are melted together.
  • at least the polymers of the outer layer of the wire insulation and the polymers of the sensor housing are treated by the action of high-energy electron beams in such a way that they crosslink to form a single polymer network.
  • Yet another embodiment of an electrical cable according to the invention consists of several electrical wires stranded together.
  • Such a cable has a one or two-layer sheath and can be manufactured as follows.
  • an insulation layer which can generally be crosslinked by radiation, is applied first.
  • Two or more such insulated cores are then covered with an outer sheath layer, usually after a stranding process Coextrusion coated, for which two starting materials intended for the formation of the inner and outer sheath layers and preferably belonging to the abovementioned connection classes for the inner and outer layers of a wire insulation are provided.
  • the inner jacket layer is advantageously produced in a thickness of 0.1 to 2 mm, preferably 0.2 to 1.5 mm, while the layer thickness of the outer layer can be relatively thin and is generally about 0.05 to 0.5 mm. If the outer layer contains no flame retardant, the flame-retardant property of the entire core insulation is carried by the inner layer. Accordingly, it is important the volume ratio, respectively. to match the layer thickness ratio of the two layers to one another.
  • Both layers of the cable sheath show robust mechanical properties due to their polymer composition.
  • the inner layer has high tensile strength and high elongation and the outer layer has high abrasion resistance.
  • the outer layer has at least one polyester elastomer and / or a mechanically robust polymer and, above all, is selected so that its plastic composition can be fused and cross-linked with the housing of the connecting means, for example sensors
  • the inner layer can be designed differently depending on the field of application, for example have good absorption capacity for flame retardants.
  • the raw cable is also cut into individual cable sections in this case, which are then connected at the end to a sensor, with it being used, in particular, for connection, possibly fusion, comes from the sensor housing and outer jacket layer.
  • a sensor with it being used, in particular, for connection, possibly fusion, comes from the sensor housing and outer jacket layer.
  • at least the polymers of the outer jacket layer and the polymers of the sensor housing are treated by the action of high-energy electron beams in such a way that they crosslink to form a single polymer network.
  • the entire property profile of the double-layer wire insulation or the existing double-layer cable sheath is fulfilled by a division of tasks between the two layers.
  • polystyrene resin Suitable as polyolefins for the formation of the single-layer core, the single-layer jacket or the core or jacket outer layer in the sense of the invention:
  • PETP polyethylene terephthalate
  • EVA ethylene-vinyl acetate
  • EMA ethylene-methyl acrylate
  • polyvinyl chloride , Styrene polymers; SECTION; BS; PS halogenated polymers; CSM; ETFE; PEP; FPM; PE-C; PVC; PVDF; PVF; Elastomers and thermoplastic elastomers
  • the inner and outer sheath layers are selected such that they adhere to one another or are connected to one another in the drawn-on, coextruded state, and thereby increase the mechanical abrasion resistance of the wire insulation.
  • a compatibility promoter e.g. a block copolymer
  • a reactive terpolymer which allows functional groups to be connected between the layers can additionally be admixed to the at least one polymer of the inner layer and / or the at least one polymer of the outer layer.
  • the main properties of the wire or sheath outer layers which are possibly present and which are intended for connection to the sensor housing are, according to the invention, the ability to be fused and cross-linked with the plastic of the sensor housing, that is to say the material composition the corresponding layers are specified by the sensor housing.
  • a heat-stable, cross-linkable and possibly fusible plastic should be selected for the sensor housing.
  • the cable sheathing is to be selected so that the outer layer can be melted with the specified plastic of the sensor housing and cross-linked by radiation.
  • the outer layer of the wire insulation or the cable sheath in the end product is crosslinked with the sensor housing. If one also wants to crosslink the respective inner layer in the present exemplary embodiment, then at least additional low molecular weight crosslinking aids have to be added to the outer layer starting material.
  • the sensor cables according to the invention have the following physical properties:
  • They have high mechanical strength, particularly in the area of the interface between the cable and the sensor means, which among other things is due to the joint fusion and networking of core insulation or sheath and sensor housing. They are leak-proof and non-aging in a wide temperature range without additional auxiliary elements.
  • the sensor cables according to the invention with double-layer wire insulation are not only oil-resistant. They are also resistant to other fluids, chemicals and vapors, such as anti-freeze, battery fluids, windshield washer fluids, brake fluids, cleaning fluids, engine, transmission and hydraulic fluids and petrol.
  • the method according to the invention can also serve to strengthen or freeze the shape and / or structure of a component, for example the shape of a spiral cable, which in turn consists at least in part of radiation-crosslinkable components, by crosslinking. This shape is then no longer lost even at higher operating temperatures,

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrokabel mit Anschlussmitteln, beispielsweise Sensormitteln, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kabels. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Kabel als Sensorkabel ausgebildet und es besitzt die Aderisolierung des Kabels eine Polymerschicht, ihrerseits enthaltend ein Polyamid, ein Polyolefin oder Polyolefin-Blend. Das Sensorkabel lässt sich in diesem Fall wie folgt herstellen: Nach der Extrusion des Rohkabels wird dieses in unvernetztem Zustand in einzelne Kabelabschnitte geschnitten, welche dann endseitig jeweils mit einem Sensor elektrisch leitend verbunden werden. Das Gehäuse des Sensors besteht erfindungsgemäss aus einem mit der Aderisolation verträglichen sowie strahlenvernetzbaren Kunststoff, enthaltend beispielsweise mindestens ein Polyamid, ein Polyolefin oder ein Polyethylen. Die Polymere der Aderisolation und die Polymere des Sensorgehäuses sind erfindungsgemäss so gewählt, dass sie im zusammengesetzten Zustand des Sensorkabels in sich und miteinander vernetzbar sind, wozu allenfalls noch zusätzlich ein Verträglichkeitsvermittler (z. B. ein Blockcopolymer) oder ein reaktives Terpolymer, das eine Verbindung funktioneller Gruppen zwischen den Schichten erlaubt, der Aderisolation und/oder dem Kunststoffgehäuse beigemischt sein kann. Anschliessend werden die Kunststoffe der Aderisolation und des Sensorgehäuses in einem separaten Vernetzungsprozess durch Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen vernetzt.

Description

Strangförmiges Produkt mit Anschluss- und/oder Befestigungsmitteln
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft strangför ig oder bandförmig ex- trudierte lineare Produkte, die an ihren Enden thermoplastische Endstücke oder Befestigungsmittel aufweisen, welche ihrerseits bei der Herstellung zusammen mit dem linearen Pro- dukt strahlenvernetzt werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, das insbesondere zur Herstellung eines solchen Produktes geeignet ist.
Elektrokabel mit angeschweissten oder angespritzten Anschlussmitteln sind ein Beispiel für solche strangförmige Produkte.
Elektrokabel der erfindungsgemässen Art sind an einem Ende zum Beispiel mit einem Sensor zur Messung der Drehzahl eines Motors, Getriebes oder Rades versehen und besitzen eine Isolation, welche je nach Verwendungszweck gegenüber flüssigen, dampf- oder gasförmigen Medien beständig ist und allenfalls noch zusätzlich eine hohe Widerstandsfähigkeit ge- genüber mechanischen Beanspruchungen aufweist.
Stand der Technik
Sensorkabel dieser Art sind beispielsweise für die Fahr- zeugindustrie, die Bahn sowie für die Luft- und Raumfahrt be- stimmt. Sie müssen insbesondere für diese Anwendungen speziellen Anforderungen genügen und Aderisolierungen mit speziellen Eigenschaften besitzen. So müssen letztere unter anderem
- ölbeständig und resistent gegenüber diversen Chemikalien, - flammwidrig und umweltfreundlich,
- temperatur- und abriebbeständig sowie mechanisch robust alterungsstabil und zuverlässig flexibel und umweltresistent sein.
Ferner muss auch die Schnittstelle, über welche der Sensor mit dem Kabel verbunden ist, mindestens zum Teil diesen Anforderungen genügen.
Für die Herstellung von isolierten, elektrischen Leitungen, die im Brandfall möglichst geringe Mengen Qualm sowie keine korrosiven und/oder nur geringe Mengen von toxischen Gasen freisetzen, werden heute halogenfreie Isolationsmate- rialien, wie zum Beispiel Polyethylen, Ethylen-Copolymere und andere bestrahlbare Polymere verwendet.
Die Flammwidrigkeit halogenfreier Isolationsmaterialien wird — wie ebenfalls bekannt ist — durch Zugabe von Alumini- umtrihydrat (ATH) und/oder Magnesiumhydroxid erreicht. Elek- trokabel mit halogenfreien Isolationen, welche solche Hydrate enthalten, weisen bekannterweise den Nachteil einer verminderten Resistenz gegenüber flüssigen Medien, wie zum Beispiel Benzin, Mineralölen und organischen Lösungsmitteln, auf. Zur Überwindung dieses Nachteils werden die Elektrokabel mit einer zweischichtigen Aderisolierung versehen, ihrerseits bestehend aus einer halogenfreien inneren Isolationsschicht aus flammwidrig eingestelltem Polymer, beispielsweise Polyolefin-Copolymer, und einer äusseren Schutzschicht aus einem Polyamid, einem thermoplastischen, halogenfreien Polyesterelastomer oder einem halogenfreien, aromatischen Polyether. Es werden also bei der Herstellung solcher Elektrokabel für die chemikalienbeständige Aussenschicht polare Polymere mit ölabweisenden Eigenschaften gewählt. Für die Innenschicht stehen hingegen Kunststoffe mit einem guten Aufnahmevermögen für Flammschutzmittel zur Verfügung.
Für die Herstellung von Sensorkabeln werden heute die elektrischen Kabel und die Sensoren, welche ihrerseits aus einem elektronischen Bauteil einem diesen Teil enthaltenden Gehäuse aus Metall oder Kunststoff bestehen, in getrennten Industriewerken hergestellt, und anschliessend in einem der beiden Werke oder in einem separaten dritten Werk zu Sensorkabeln zusammengesetzt. Dabei werden die zur Herstellung der Sensorkabel bestimmten Kabelabschnitte von Kabelrollen abge- wickelt, geschnitten und in einem separaten Arbeitsschritt mit dem Sensor verbunden, wobei als erstes das Kabel mit dem elektronischen Bauteil des Sensors elektrisch leitend verbunden und anschliessend das aus Metall oder Kunststoff bestehende Sensorgehäuse auf das elektronische Bauteil aufgesteckt und mit dem Kabelmantel verschweisst oder vergossen wird.
Ein wesentlicher Nachteil des bekannten Verfahrens zur Herstellung von Sensorkabeln besteht darin, dass die beiden wesentlichen Bauteile der bekannten Sensorkabel einige physi- kaiische Eigenschaften aufweisen, welche eine optimale Verbindung von Aderisolation und Sensorgehäuse verhindern. So ist die KunststoffZusammensetzung der Aderisolation mit dem Material des Sensorgehäuses, selbst wenn dieses ebenfalls aus Kunststoff besteht, nicht optimal verträglich. Dies hat zur Folge, dass die vorzugsweise strahlenvernetzte Isolationsschicht des Elektrokabels am Sensorgehäuse nur schlecht haftet, so dass dadurch der Öl- und Temperaturbeständigkeit sowie auch der mechanischen Festigkeit, insbesondere der Auszugskraft , unerwünschte Grenzen gesetzt sind. Die bekannten Produkte weisen oft auch Schwächen auf, bei grossen Temperaturschwankungen und über längere Zeit ihre Eigenschaften beizubehalten.
Abriss der Erfindung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neuartiges
Elektrokabel mit Anschlussmitteln, insbesondere ein Sensorkabel der eingangs genannten Art, vorzuschlagen, das die erwähnten Nachteile nicht aufweist und insbesondere durch ein logistisch adaptiertes Verfahren verhältnismässig einfach hergestellt werden kann. Das Verfahren soll dabei insbesondere auch zur Herstellung von beliebigen anderen strangförmi- gen Produkten, wie zum Beispiel Kunststoffröhren, Kunststoffschläuchen, Folien und Folienlaminate verwendbar sein.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch ein strang- förmiges Produkt, beispielsweise ein Elektrokabel, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 8 und 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen
Elektrokabels und des erfindungsgemässen Verfahrens gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Beschreibung der Erfindung
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Kabel als Sensorkabel bzw. Sensorleitung ausgebildet und es besteht die Aderisolierung aus einer allenfalls flammwidrigen und halogenfreien, strahlenvernetzbaren Polymerschicht, ihrerseits enthaltend ein Polyamid, ein Polyolefin oder
Polyolefin-Blend. Abhängig von der Art und Verwendung des stranförmigen Produktes eignen sich alle strahlenvernetzbaren Kunststoffe zur Umsetzung der Erfindung, wobei insbesondere für höhere Temperaturbereiche auch halogenhaltige Kunststoffe eingesetzt werden können, wenn dies von Vorteil ist, beispielsweise Fluor-haltige Polymere.
Demgegenüber besteht der Sensor in bekannter Art und Weise aus einem elektrischen Bauteil und einem diesen enthaltenden
Gehäuse aus Kunststoff. Letzteres besteht erfindungsgemass aus einem mit der Aderisolation verträglichen sowie ebenfalls strahlenvernetzbaren Kunststoff oder Kunststoffgemisch, enthaltend beispielsweise mindestens ein Polyamid und/oder ein Polyolefin, wie etwa Polyethylen. Die Polymere der Aderisolation und die Polymere des Sensorgehäuses sind vorzugsweise so gewählt, dass sie im zusammengesetzten, aber noch unvernetzten Zustand miteinander verschmelzbar sind.
Die Sensorleitung lässt sich in diesem Fall wie folgt herstellen:
Nach der Extrusion der vorzugsweise unvernetzten oder nur teilweise vernetzten Rohader wird diese in einzelne Kabelabschnitte geschnitten, welche dann endseitig in bekannter Art und Weise mit einem Sensor elektrisch leitend verbunden werden. - Anschliessend werden die Kunststoffe der Aderisolation und des Sensorgehäuses, welche im vorgefertigten Zustand des Kabels mindestens teilweise miteinander verbunden, bei- spielsweise verschmolzen sind, in einem separaten Vernet- zungsprozess durch Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen vernetzt, was zur Folge hat, dass sich die Polymere von Aderisolation und Sensorgehäuse zu einem einzigen Polymernetzwerk verbinden, so dass dadurch eine vor allem mechanisch widerstandsfähige Kabelkonstruktion entsteht.
In einer weiteren Ausbildungsform des vorstehend beschriebenen Sensorkabels ist die Aderisolierung ein Coextrudat, beispielsweise bestehend aus einer flammwidrigen, halogenfreien Polymerinnenschicht und einer mit dieser verträglichen, ins- besondere an dieser haftenden bzw. mit dieser verbundenen, chemikalienbeständigen, ölabweisenden Polymeraussenschicht, die allenfalls noch zusätzlich Flammschutzmittel enthalten kann. In dieser Ausführungsform weist die Innenschicht mindestens ein Polyolefin oder Polyolefin-Blend und die Aussenschicht ein Polyesterelastomer und/oder ein Polyamid und/oder ein Polyethylen, wie zum Beispiel ein High Density Polyethylen (HDPE) , auf. Die Aussenschicht ist darüber hinaus so ausgebildet und an die KunststoffZusammensetzung des Sensorgehäuses adaptiert, dass sie mit dem Sensorgehäuse verschmelzbar und in der vorstehend beschriebenen Art und Weise strahlenvernetzbar ist. In der Regel besteht also die Aussenschicht aus einem spritzgusstauglichen Kunststoff, der strahlenvernetzbar ist.
Zur Herstellung von Elektrokabeln wird also auch in diesem Fall das Rohkabel in einzelne Kabelabschnitte geschnitten, welche dann endseitig mit einem Sensor verbunden, beispielsweise verschmolzen werden. Anschliessend werden zumindest die Polymere der Aussenschicht der Aderisolation und die Polymere des Sensorgehäuses durch Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen so behandelt, dass sie sich zu einem einzigen Polymernetzwerk vernetzen.
Eine wieder andere Ausbildungsform eines Elektrokabels ge- mäss der Erfindung besteht aus mehreren miteinander verseilten elektrischen Adern.
Ein solches Kabel besitzt einen ein- oder zweischichtigen Mantel und lässt sich wie folgt herstellen.
Auf eine Kupferlitze, ihrerseits bestehend aus einer
Vielzahl von Einzeldrähten mit einem Gesamtquerschnitt von 0,13 mm2 bis 16 mm2, wird zuerst eine in der Regel strahlen- vernetzbare Isolationsschicht aufgebracht. Zwei oder mehrere solcher isolierten Adern werden anschliessend, meist nach ei- ne Verseilungsvorgang, mit einer äusseren Mantelschicht in Coextrusion überzogen, wozu zwei für die Bildung der Mantelinnen- und Mantelaussenschicht bestimmte und vorzugsweise zu den vorgenannten Verbindungsklassen für die Innen- bzw. Aussenschicht einer Aderisolation gehörenden Ausgangsma- terialien bereitgestellt werden.
Die Mantelinnenschicht wird mit Vorteil in einer Dicke von 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise 0,2 bis 1,5 mm hergestellt, während die Schichtdicke der Aussenschicht verhältnismässig dünn sein kann und im allgemeinen etwa 0,05 bis 0,5 mm beträgt. Falls die Aussenschicht kein Flammschutzmittel enthält, wird die flammwidrige Eigenschaft der gesamten Aderisolation von der Innenschicht getragen. Dementsprechend ist es wichtig das Volumenverhältnis, resp. das Schichtdickenverhältnis der beiden Schichten aufeinander abzustimmen.
Beide Schichten des Kabelmantels zeigen aufgrund ihrer Polymer-Zusammensetzung robuste mechanische Eigenschaften. So besitzt insbesondere die Innenschicht eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Dehnung und die Aussenschicht eine hohe Abriebfestigkeit .
Während die Aussenschicht mindestens ein Polyesterelastomer und/oder ein mechanisch robustes Polymer aufweist und vor allem so ausgewählt ist, dass deren KunststoffZusammensetzung mit dem Gehäuse des Anschlussmittels, beispielsweise Sensors, verschmelz- und vernetzbar ist, kann die Innenschicht je nach Anwendungsgebiet verschiedenartig ausgebildet sein, beispielsweise ein gutes Aufnahmevermögen für Flammschutzmittel be- sitzen.
Zur Herstellung von Elektrokabeln wird auch in diesem Fall das Rohkabel in einzelne Kabelabschnitte geschnitten, welche dann endseitig mit einem Sensor verbunden werden, wo- bei es insbesondere zur Verbindung, allenfalls Verschmelzung, von Sensorgehäuse und Mantelaussenschicht kommt. Anschliessend werden zumindest die Polymere der Mantelaussenschicht und die Polymere des Sensorgehäuses durch Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen so behandelt, dass sie sich zu einem einzigen Polymernetzwerk vernetzen.
Das gesamte Eigenschaftsprofil der doppelschichtigen Aderisolation oder des allenfalls vorhandenen doppelschichtigen Kabelmantels wird durch eine Aufgabenteilung von deren beiden Schichten erfüllt.
Als Polyolefine für die Bildung der einschichtigen Ader, des einschichtigen Mantels oder der Ader- bzw. Mantelaussenschicht im Sinne der Erfindung kommen folgende Polymergruppen in Frage:
- Polyamide (PA)
- Polybutylenterphthalate ( PBTP
- Polyethylenterephtalat ( PETP )
- Polyethylen Copolymere, wie zum Beispiel Ethylen-Vinyl- acetat (EVA), Ethylen-Methylacrylat (EMA) , Ethylen-
Butylacrylat ( EBA) ;
- EEA; EPDM; PE-C; PP;
- Polyethylen Homopolymere;
- Maleinsäureanhydrid (MAH) -Terpolymere; - Glycidylmethacrylat (GMA) -Terpolymere;
Polyvinylchlorid; . Styrolpolymere ; ABS; BS; PS Halogenierte Polymere; CSM; ETFE ; PEP; FPM; PE-C; PVC; PVDF; PVF; Elastomere und thermoplastische Elastomere
Die Polymere der Aderinnen- und Aderaussenschicht bzw. der
Mantelinnen- und Mantelaussenschicht sind erfindungsgemass so gewählt, dass sie im aufgezogenen, coextrudierten Zustand aufeinander haften, bzw. miteinander verbunden sind, und dadurch die mechanische Abriebfestigkeit der Aderisolierung erhöhen. Um die Haftung zwischen den beiden Schichten weiter zu erhöhen, können dem mindestens einen Polymer der Innenschicht und/oder dem mindestens einen Polymer der Aussenschicht noch zusätzlich ein Verträglichkeitsvermittler (z. B. ein Blockcopolymer) oder ein reaktives Terpolymer, das eine Verbindung funktioneller Gruppen zwischen den Schichten erlaubt, beigemischt werden.
Haupteigenschaften der allenfalls vorhandenen und zum Verbinden mit dem Sensorgehäuse bestimmten Ader- oder Mantel- Aussenschichten (respektive der Gesamtschicht, wenn Aderiso- lation oder Mantel einschichtig ausgebildet ist) sind erfindungsgemass die Verschmelz- und Vernetzbarkeit mit dem Kunststoff des Sensorgehäuses, das heisst, die Materialzusammensetzung der entsprechenden Schichten wird durch das Sensorgehäuse vorgegeben.
Die Materialwahl für die erfindungsgemässe Anwendung läuft daher nach folgender Reihenfolge ab:
1. Für das Sensorgehäuse ist ein wärmestabiler, vernetz- barer und allenfalls verschmelzbarer Kunststoff zu wählen.
2. Die Kabelumschichtung ist so zu wählen, dass die äussere Schicht mit dem vorgegebenen Kunststoff des Sensorgehäuses thermoplastisch verschmelzbar und strahlenvernetzbar ist.
Wie vorstehend bereits erläutert, ist erfindungsgemass mindestens die Aussenschicht der Aderisolation bzw. des Kabelmantels im Endprodukt mit dem Sensorgehäuse strahlenvernetzt. Will man im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel auch die jeweilige Innenschicht vernetzen, so müssen dem Aussenschicht- Ausgangsmaterial allenfalls noch zusätzlich niedermolekulare Vernetzungshilfsmittel beigemischt werden. Die erfindungsgemässen Sensorkabel zeigen folgende physikalische Eigenschaften:
Sie besitzen eine hohe mechanische Festigkeit und dies insbesondere auch im Bereich der Schnittstelle zwischen Kabel und Sensormittel, was u.a. auf die gemeinsame Verschmelzung und Vernetzung von Aderisolation bzw. Mantel und Sensorgehäuse zurückzuführen ist. Sie sind ohne zusätzliche Hilfselemente dicht und alterungsstabil in einem breiten Temperaturbereich.
Flammwidrigkeitsprüfungen werden von der doppelschichtigen Aderisolierung bzw. Mantelisolierung bestens erfüllt.
Die erfindungsgemässen Sensorkabel mit doppelschichtiger Aderisolierung sind nicht nur ölbeständig. Sie sind auch beständig gegenüber anderen Flüssigkeiten, Chemikalien und Dämpfen, wie zum Beispiel Frostschutzmittel, Batterieflüssigkeiten, Scheibenwaschmittel, Bremsflüssigkeiten, Reinigungsmittel, Motor-, Getriebe-, und Hydraulikflüssigkeiten und Benzin.
Sie lassen sich vor allem problemlos in der Autoindustrie einsetzen und dort vor allem mit Sensoren zur Messung von Drehzahl, Drehmoment, Druck, Sauerstoffgehalt, Temperatur, Ölstand, Luftgüte etc.
Es sei abschliessend darauf hingewiesen, dass die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele nur eine Auswahl von mehreren möglichen Ausführungsformen der Erfindung darstellen und in verschiedener Hinsicht variiert und geändert werden können. So können anstelle einzelner Sensorkabel ganze Kabelbäume als eine einzige Bausatzeinheit in einem Arbeitsschritt endvernetzt werden. Solche Kabelbäume werden häufig in der Automobilindustrie eingesetzt und bestehen beispiels- weise aus mehreren miteinander verbundenen Kabelabschnitten. Ferner können nach dem erfindungsgemässen Verfahren auch Kunststoffrohre und Schläuche mit angeschweissten und mit dem Rohr bzw. dem Schlauch vernetzten Kupplungsgliedern sowie auch Folien und Laminate mit angeschweissten und vernetzten Falz- und Randbereichen hergestellt werden. Auch in diesen Fällen zeigen die erfindungsgemass hergestellten strang- förmigen Produkte verbesserte Eigenschaften bezüglich Temperaturfestigkeit, Abriebfestigkeit, Dichtungsverhalten und Reissfestigkeit. Schliesslich kann das erfindungsgemässe Verfahren bei geeigneter KunststoffZusammensetzung auch dazu dienen, die Form und/oder Struktur eines Bauteils, beispielsweise die Form eines Spiralkabels, das seinerseits mindestens zum Teil aus strahlenvernetzbaren Komponenten besteht, in einem letzten Verfahrensschritt durch Vernetzung zu stärken bzw. einzufrieren. Diese Form wird dann auch bei höheren Betriebstemperaturen nicht mehr verloren,

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Strangförmiges Produkt bestehend mindestens zum Teil aus einem thermoplastischen Kunststoff, mit mindestens einem vorgesehenen Anschluss- und/oder Befestigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschluss- und/oder Befestigungsmittel und der thermoplastische Kunststoff miteinander verträgliche sowie miteinander vernetzbare Polymere besitzen.
2. Strangförmiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Elektrokabel ist.
3. Elektrokabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussmittel ein Sensor ist und dass das so gebildete Sensorkabel zum Beispiel für die Maschinenindustrie, den Anlagebau, die Fahrzeugindustrie, die Bahn oder für die Luft- und Raumfahrt bestimmt ist.
4. Sensorkabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem elektrischen Leiter und einer den Leiter umhüllenden Aderisolierung besteht, dass der Sensor aus einem elektronischen Bauteil und einem auf diesem aufgesteckten und/oder befestigten Kunststoff-Gehäuse besteht und dass die Aderisolierung und das Gehäuse des Sensors miteinander ver- schmelz- und strahlenvernetzbare Polymere besitzen.
5. Sensorkabel nach einem Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aderisolierung aus einer allenfalls flammwidrigen, halogenfreien, vernetzbaren Polymerschicht, ihrerseits enthaltend ein Polyamid, ein Polyolefin oder Poly- olefin-Blend, besteht.
6. Sensorkabel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Sensors aus einem mit der Aderisolation verträglichen sowie ebenfalls vernetzbaren Kunststoff, enthaltend beispielsweise mindestens ein Polyamid, ein Polyolefin oder ein Polyethylen, besteht. Auch Elastomere können dank der nachträglichen Bestrahlung die Festigkeit als Gehäusewerkstoff erreichen.
7. Elektrokabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mehreren elektrischen Leiter und einem die Leiter umhüllenden Mantel besteht, dass an einem Ende des Kabels ein Anschlussmittel vorgesehen ist, seinerseits bestehend aus einem elektronischen Bauteil und einem auf diesem aufgesteckten und/oder befestigten Kunststoff-Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel und das Gehäuse des Anschlussmittels miteinander verschmelz- und vernetzbare Polymere be- sitzen.
8. Verfahren zur Herstellung eines strangförmigen Produktes mit mindestens einer strahlenvernetzbaren Komponente, wobei das Produkte im thermoplastischen Zustand in eine vorge- gebene Strukturform gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem letzten Verfahrensschritt die Polymere des strangförmigen Produktes miteinander vernetzt werden, um dadurch die vorgegebene Struktur zu stärken bzw. einzuprägen.
9. Verfahren insbesondere zur Herstellung eines strangförmigen Produktes gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im thermoplastischen Zustand an das strangförmige Produkt das mindestens eine Anschluss- und/oder Befestigungsmittel angeschlossen wird und dass anschliessend die Polymere des strangförmigen Produktes und die Polymere des Gehäuses des Anschluss- und/oder Befestigungsmittels miteinander vernetzt werden.
10. Verfahren zur Herstellung eines Elektrokabels gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das unvernetzte Roh- kabel in einzelne Kabelabschnitte geschnitten wird, welche anschliessend endseitig jeweils mit einem Anschlussmittel, beispielsweise Sensor, elektrisch leitend verbunden und allenfalls thermoplastisch verschmolzen -werden, und dass dann die Polymere der Aderisolation bzw. des Mantels und die Polymere des Sensorgehäuses miteinander vernetzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere durch Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen vernetzt werden.
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