EP2983175A1 - Kabel sowie verfahren zur herstellung eines kabels - Google Patents

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EP2983175A1
EP2983175A1 EP15179685.1A EP15179685A EP2983175A1 EP 2983175 A1 EP2983175 A1 EP 2983175A1 EP 15179685 A EP15179685 A EP 15179685A EP 2983175 A1 EP2983175 A1 EP 2983175A1
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EP
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cable
core
braid
banding
ptfe
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Jens MOSEBACH
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Leoni Kabel Holding GmbH
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    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/292—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to heat

Definitions

  • the cable has at least one cable core, which comprises a conductor core and a core insulation and which is covered by a cable sheath.
  • the cable sheath is now at least two layers of a braid and a surrounding the braid outer banding of a band formed from a high temperature resistant material.
  • the braid is therefore additionally surrounded by a Schutzband réelle, which forms an outermost layer.
  • This protective band is wound directly around the mesh.
  • the braid is generally made of high temperature resistant and usually non-conductive, in particular non-metallic fibers, such as glass fibers, ceramic fibers, basalt fiber or aramid fibers. Under high temperature resistant here is a temperature resistance of several hundred ° C and in particular of greater than 500 ° C or greater than 1000 ° C understood.
  • the braid is preferably a fiberglass braid.
  • a high-temperature-resistant material is generally understood as meaning a material which can withstand a temperature stress of at least 140 ° C.
  • porosity so that during the sintering process air can escape from the interior of the cable construction through the outer banding.
  • air which is located under the belt, for example, in gussets of the glass fiber mesh, expands and thereby usually very thin band destroyed or inflated to the outside, thereby blowing bubbles.
  • Another advantage of porosity is seen in a high air entrapment within the outer banding, which has a positive effect on the electrical properties.
  • the cable is either a single-core cable with only one cable core, in which the cable sheath is attached directly around the wire insulation around the core as a wire sheath with the Glasseidengeflecht and the outer banding.
  • the cable is a multi-core cable in which a plurality of cable cores are surrounded by a common cable sheath with the glass fiber braid and the outer banding.
  • the individual cable cores form a bundle of wires, wherein the cable cores are preferably stranded together and form a Verseilverbund. Conveniently, for example, two to a maximum of seven cable cores are stranded together.
  • the individual cable cores are each provided with a particular multi-layer insulation of an inorganic material, in particular mica.
  • the cable sheath is formed from the inner layer consisting in particular of several layers of mica, the braid and the outer PTFE banding.
  • the individual core insulations consist of a fluoropolymer, in particular of a dense PTFE, which are each surrounded by the further braid and the further banding.
  • the cable sheath consists in this embodiment of the braid and the outer banding.
  • An additional inner layer is expediently not provided here.
  • the structure of the individual cable cores 4 is in particular from the FIGS. 3 and 4 out. These each have a conductor core 6 and a surrounding core insulation 8.
  • the conductor core 6 consists of a strand formed by a plurality of individual wires 10. These are preferably stranded together in several, in particular more than two layers. They can also be stranded around a central element, which is formed by a central, non-conductive strand. This consists preferably of plastic, in particular a fluoropolymer, expediently PTFE.
  • the core insulation 8 When the core insulation 8 is in the embodiment according to the FIG. 3 preferably a multilayer band of mica.
  • the core insulation 8 is made of a fluoropolymer plastic, in particular a dense PTFE.
  • the core insulation 8 in this case has a thickness D1, which is approximately between 0.2 mm and 0.5 mm.
  • the composite of conductor core 6 and core insulation 8 therefore has a diameter d2 which is typically in the range of 1.5 mm and 2 mm.
  • the respective band 22 of both the core sheath 12 and the cable sheath 16 and thus the bandings 20A, B has a band thickness D2, which is typically less than 150 ⁇ m and in particular less than 60 ⁇ m.
  • glass fiber braid 18 typically has a greater braid thickness D3, which is typically in the range of a few tenths of a millimeter, for example in a range between 0.15 and 0.40 mm, more preferably about 0.25 mm.
  • a stretched PTFE tape 22 is used, which is sintered after the wrapping of the glass silk braid 18. Even before sintering and also in the sintered final state, the PTFE tape 22 and thus the bandings 20A, B have a microporosity.

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Abstract

Das Kabel (2) umfasst zumindest eine Kabelader (4), welche einen Leiterkern (6) sowie eine Aderisolierung (8) aufweist. Die zumindest eine Kabelader (4) ist von einem zweilagigen Kabelmantel (16) umgeben, welcher innenliegend ein Glasseidengeflecht (18) aufweist, um das eine äußere Bandierung (20B) insbesondere aus einem PTFE-Band (22) angebracht ist. Durch die äußere Bandierung (20B) wird verhindert, dass einzelne Fäden des Glasseidengeflechts an die Umgebung gelangen und somit zu Hautreizungen bei der Handhabung führen können. Zudem werden durch die PTFE-Bandierung (20) die Gleiteigenschaften verbessert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kabel mit zumindest einer Kabelader, die einen Leiterkern sowie eine Aderisolierung aufweist, wobei die zumindest eine Kabelader von einem Kabelmantel ummantelt ist, der ein Glasseidengeflecht aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kabels.
  • Ein derartiges Kabel wird von der Anmelderin als Signal- oder Datenkabel zur Anwendung in hoch belasteten Bereichen eingesetzt. Das Kabel ist beispielsweise als einadriges Kabel mit nur einer Kabelader ausgebildet und zeichnet sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit als auch durch eine gute Biegeflexibilität aus. Der Kabelmantel wird dabei von einem Glasseidengeflecht gebildet, welches eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit aufweist. Entsprechend ist auch das Material für die Aderisolierung hochtemperaturbeständig und besteht beispielsweise aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff oder auch aus einem anorganischen Werkstoff, wie beispielsweise Glimmer.
  • Ein derartiges hochtemperaturbeständiges Kabel ist zudem auch aus der DE 27 00 672 A1 zu entnehmen. Das Kabel weist dabei gemäß einer ersten Alternative eine mehrlagige Isolierung auf, die gebildet ist aus einer eng anliegenden Bandierung einer Glimmerfolie, die aus einem Glasfasergeflecht und Glimmer mit Bindemitteln besteht, sowie aus einem äußeren und mit einem Lack getränkten Glasfasergeflecht. Alternativ zum äußeren Glasfasergeflecht wird die Glimmerfolie von einer gesinterten PTFE-Folie umwickelt.
  • Das Glasseidengeflecht ist bei den herkömmlichen Kabel allgemein mit einer Kunststoffimprägnierung versehen, insbesondere eine PTFE-Imprägnierung, um die Handhabung des Kabels, insbesondere dessen Gleiteigenschaften zu verbessern. Hierzu wird das Glasseidengeflecht typischerweise in einer PTFE-Emulsion getränkt.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein im Hinblick auf die Handhabung verbessertes derartiges Kabel anzugeben.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Kabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Das Kabel weist zumindest eine Kabelader auf, die einen Leiterkern sowie eine Aderisolierung umfasst und die von einem Kabelmantel ummantelt ist. Der Kabelmantel ist nunmehr zumindest zweilagig aus einem Geflecht sowie eine das Geflecht umgebende äußere Bandierung aus einem Band aus einem hochtemperaturbeständigen Material ausgebildet. Das Geflecht ist daher zusätzlich von einer Schutzbandierung umgeben, welche eine äußerste Lage bildet. Diese Schutzbandierung ist unmittelbar um das Geflecht gewickelt. Durch diese äußere Bandierung ist die Handhabung weiter verbessert. Das Geflecht besteht dabei allgemein aus hochtemperaturbeständigen und in der Regel nicht leitenden, insbesondere nicht metallischen Fasern, beispielsweise Glasfasern, Keramikfasern, Basaltfaser oder Aramidfasern. Unter hochtemperaturbeständig wird hierbei eine Temperaturbeständigkeit von mehreren hundert °C und insbesondere von größer 500°C oder auch von größer 1000°C verstanden. Bei dem Geflecht handelt es sich vorzugsweise um ein Glasseidengeflecht. Nachfolgend wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf ein Glasseidengeflecht Bezug genommen.
  • Diese Ausgestaltung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass bei einem herkömmlichen Kabel mit einem mit PTFE imprägnierten Glasseidengeflecht als Kabelmantel mitunter das Problem besteht, dass einzelne Fäden des Glasseidengeflechts sich aufstellen und somit bei der Handhabung zu Problemen führen können. So besteht die Gefahr, dass die aufgestellten Glasfasern abbrechen und dadurch zu Juckreiz an Händen und auch Augen und zu einer Schädigung der Atemwege führen können. Durch die zusätzliche Anordnung der äußeren Bandierung ist dies nunmehr in vorteilhafter Weise vermieden.
  • Zweckdienlicherweise ist dabei der Kabelmantel zweilagig ausgebildet und bevorzugt ausschließlich durch das Glasseidengeflecht und die äußere Bandierung gebildet, der Kabelmantel weist daher lediglich diese beiden Lagen auf. Allgemein bildet die äußere Bandierung die Mantelaußenseite des Kabelmantels. Alternativ hierzu ist eine dreilagige Ausgestaltung mit einer zusätzlichen inneren Schicht vorgesehen.
  • Im Hinblick auf die gewünschte Flexibilität dieser Leitung ist der Leiterkern üblicherweise als eine Litze aus einer Vielzahl von miteinander verseilten Einzeldrähten ausgebildet.
  • Im Hinblick auf die angestrebte Hochtemperaturbeständigkeit besteht die Aderisolierung vorzugsweise aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, insbesondere aus einem Fluorpolymer und vorzugsweise aus PTFE. Alternativ hierzu wird insbesondere für Höchsttemperaturanwendungen, bei denen das Kabel kurzfristig auch Temperaturen von über 1000°C ausgesetzt wird, für die Aderisolierung ein anorganischer Werkstoff, insbesondere eine Bandierung aus Glimmer verwendet.
  • Vorliegend wird unter einem hochtemperaturbeständigem Material allgemein ein Material verstanden, welches einer Temperaturbeanspruchung von zumindest 140°C standhalten kann.
  • Zweckdienlicherweise besteht die äußere Bandierung dabei ebenfalls aus einem Fluorpolymer, und insbesondere aus PTFE. Zweckdienlicherweise wird hierbei ein gerecktes PTFE-Band für die äußere Bandierung verwendet. Derartige gereckte oder expandierte PTFE-Bänder (ePTFE) sind an sich bekannt und zeichnen sich durch sehr gute elektrische Eigenschaften bei geringen Wandstärken aus. Der Reckgrad liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen 100% und 1200%. Zur Herstellung einer solchen Folie wird üblicherweise in einem ersten Schritt ein PTFE-Band insbesondere aus einem PTFE Pulver-Gleitmittelgemisch extrudiert. Das Band wird danach auf eine gewünschte Dicke gewalzt (Kalandrieren). Danach erfolgt die Streckung üblicherweise in einem Reckofen bei einer definierten, erhöhten Temperatur und mit definierter Reckrate. Dabei wird die Folie beispielsweise entsprechend der Reckrate um den Faktor 2 (100%) bis 13 (1200%) gestreckt. Es wird eine hochporöse, expandierte Folie mit geringer Dichte erhalten. Diese wird danach in einer Schneid- und Aufwickelanlage auf eine gewünschte Breite geschnitten und aufgewickelt.
  • Ein weiterer besonderer Vorteil der äußeren Bandierung insbesondere aus PTFE ist in der verbesserten Gleiteigenschaft des Kabels zu sehen. Dies verbessert zusätzlich die Handhabung beispielsweise beim Einziehen eines derartigen Kabels in ein Führungsrohr. Diese guten Gleiteigenschaften sind insbesondere durch eine geringe Rauheit und einen geringen Reibungskoeffizienten des PTFEs erzielt. Auch zeichnet sich PTFE durch eine zumindest ähnliche Haft- und Gleitreibung aus, so dass ein ruckfreier Übergang von der Haftung in die Gleitung erfolgen kann.
  • Neben den guten Gleiteigenschaften ist auch die gute (Biege-)Flexibilität hervorzuheben, was sich ebenfalls positiv auf die Handhabung auswirkt.
  • In zweckdienlicher Weiterbildung besteht die äußere Bandierung dabei aus einem gesinterten PTFE.
  • Zur Herstellung wird hierbei zunächst ein teilgesintertes PTFE-Band aufgewickelt. Anschließend wird das Kabel einer weiteren Temperaturbehandlung unterzogen, so dass die äußere Bandierung weitergesintert wird. Zum Teilsintern wird das Band dabei bei geringen Temperaturen beispielsweise im Bereich von 335°C bis 350°C und bei einer Verweilzeit von wenigen Minuten, beispielsweise von 1,5 bis 4 min behandelt. Zum weiteren Sintern wird das Kabel mit dem aufgebrachten Band einer weiteren Temperaturbehandlung bei höheren Temperaturen von beispielsweise 350°C bis 475°C und einer Verweilzeit von typischerweise 20 bis 60 sec. unterzogen.
  • Die äußere Bandierung weist dabei insbesondere eine Mikroporosität auf, d.h. die äußere Bandierung weist Poren mit einem Porendurchmesser im nm-Bereich und vorzugsweise bis 2nm auf. Durch den Sintervorgang werden grundsätzlich die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des PTFE verbessert. Von besonderer Bedeutung ist hierbei insbesondere die Ausbildung im Zusammenhang mit der Verwendung des gereckten PTFE-Bandes, welches letztendlich zu der angestrebten Mikroporosität führt. Beim Herstellen wird üblicherweise derart vorgegangen, dass zunächst das Glasseidengeflecht mit dem PTFE-Band umwickelt wird. Anschließend wird die äußere Bandierung bestehend aus dem umwickelten PTFE-Band (end-) gesintert, also einer Temperaturbehandlung unterzogen. Von besonderem Vorteil ist nunmehr die Porosität, so dass beim Sintervorgang Luft aus dem Inneren des Kabelaufbaus durch die äußere Bandierung hindurch entweichen kann. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, dass Luft, welche sich unter dem Band beispielsweise in Zwickeln des Glasseidengeflechts befindet, sich ausdehnt und dadurch dass in der Regel sehr dünne Band zerstört oder nach außen aufbläst und dadurch Blasen wirft. Ein weiterer Vorteil der Porosität ist in einem hohen Lufteinschluss innerhalb der äußeren Bandierung zu sehen, was sich positiv auf die elektrischen Eigenschaften auswirkt.
  • Generell handelt es sich bei der äußeren Bandierung um eine sehr dünne äußere Bandierung, die nach Art einer dünnen Haut über das Glasseidengeflecht aufgebracht ist. Das Band weist entsprechend vorzugsweise eine Dicke von kleiner 150µm und insbesondere kleiner 60µm auf. In Überlappbereichen der äußeren Bandierung liegt entsprechend eine doppelte Dicke vor.
  • Um eine sichere Überdeckung des Glasseidengeflechts zu erzielen, ist das Band mit einer Überlappung um das Glasseidengeflecht bandiert. Die Überlappung liegt dabei vorzugsweise bei größer 25% und insbesondere bei größer 40%, dass 25% bzw. 40% der Breite des Bandes sind also von einem anschließenden Wicklungsabschnitt überdeckt.
  • In zweckdienlicher Weiterbildung ist das Glasseidengeflecht als Ganzes nicht imprägniert, d.h. das Glasseidengeflecht wird insbesondere nicht in einer Emulsion, beispielsweise PTFE-Emulsion getaucht. Untersuchungen haben gezeigt, dass die herkömmliche Imprägnierung mit dem Kunststoffmaterial, insbesondere PTFE-Material, erst zu der Aufstellung der einzelnen Fäden des Glasseidengeflechts führt. Durch den Verzicht auf eine Imprägnierung wird daher bereits ein derartiges Aufstellen vermieden, was zusätzlichen Schutz bietet. Anstelle dieser Imprägnierung wird vorliegend die äußere Bandierung aufgebracht.
  • Bevorzugt sind die einzelnen Fäden des Glasseidengeflechts demgegenüber beschichtet, insbesondere mit PTFE. Die einzelnen Fäden sind daher mit einer dünnen Lage von PTFE überzogen. Diese Beschichtung erfolgt bereits vor dem Ausbilden des Glasseidengeflechts. Die imprägnierten Fäden werden daher nach der Imprägnierung erst zu dem Glasseidengeflecht ausgebildet.
  • Allgemein handelt es sich bei dem Glasseidengeflecht um miteinander verbundene einzelne Glasseidenfäden. Insbesondere handelt es sich um ein Geflecht im klassischen Sinn. Sie können jedoch auch in anderer Weise miteinander zur Ausbildung einer geflechtartigen Struktur verbunden sein.
  • In zweckdienlicher Weiterbildung ist die äußere Bandierung weiterhin eingefärbt. Dies ist bei derartigen Kabeltypen mit einem herkömmlichen Kabelmantel aus einem Glasseidengeflecht nur bedingt möglich, da das Glasseidengeflecht zumindest nicht homogen färbbar ist. Durch die Verwendung der zusätzlichen äußeren Bandierung kann daher nunmehr in vorteilhafter Weise der Kabelmantel, also die äußere Bandierung eingefärbt werden, um beispielsweise durch einen farbigen Kabelmantel eine Markierung zu erzielen.
  • Die Aderisolierung besteht zweckdienlicherweise aus einem hochtemperaturbeständigen Fluorpolymer, insbesondere aus PTFE. Hierbei handelt es sich insbesondere um ein dichtes, nicht gerecktes PTFE, welches insbesondere auch gesintert ist. Durch die Verwendung einer solchen hochtemperaturbeständigen Aderisolierung ist das gesamte Kabel hochtemperaturbeständig.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante zur Ausbildung eines höchsttemperaturbeständigen Kabels besteht die Aderisolierung aus einem anorganischen Werkstoff und insbesondere aus Glimmer. Die aus Glimmer bestehende Aderisolierung ist dabei nach Art einer Bandierung um den Leiterkern umwickelt. Vorzugsweise besteht dabei die Aderisolierung aus mehreren Lagen von Glimmer, sodass insgesamt eine gute Isolierung erzielt ist.
  • Eine jeweilige Kabelader ist insgesamt gebildet durch eine Litze aus einer Vielzahl von einzelnen Drähten, welche beispielsweise um ein Zentralelement aus einem Kunststoff, insbesondere einem Fluorpolymer herum verseilt sind. Die Aderisolierung, welche diese Litze unmittelbar umgibt, weist - im Falle der Verwendung einer Kunststoffisolierung vorzugsweise aus PTFE - typischerweise eine Dicke im Bereich von 0,15mm bis 0,4mm auf. Im Falle der Verwendung von anorganischen Isoliermaterialien, insbesondere Glimmer, liegt diese Dicke typischerweise etwa 30% darüber. Der Gesamtdurchmesser der jeweiligen Kabelader liegt dabei vorzugsweise zwischen 1,5mm bis maximal 15mm und vorzugsweise bei etwa 1,7mm. Bei der Kabelader handelt es sich daher um eine vergleichsweise dünne, hochflexible und hochtemperaturbeständige Kabelader. Die Litze ist beispielsweise aus einer Vielzahl von einzelnen Kupfereinzeldrähten, beispielsweise 7 bis 400 Einzeldrähten, gebildet. Insbesondere wird vernickeltes Kupfer herangezogen. Der Leiterkern weist dabei typischerweise einen Querschnitt im Bereich von 0,5 bis 50mm2 und damit einen Durchmesser im Bereich von etwa 1,2 bis 15mm auf.
  • Bei dem Kabel handelt es sich entweder um ein einadriges Kabel mit nur einer Kabelader, bei der also unmittelbar um die Aderisolierung herum der Kabelmantel als Adermantel mit dem Glasseidengeflecht und der äußeren Bandierung angebracht ist. Alternativ handelt es sich bei dem Kabel um ein mehradriges Kabel, bei dem mehrere Kabeladern von einem gemeinsamen Kabelmantel mit dem Glasseidengeflecht und der äußeren Bandierung umgeben sind. Die einzelnen Kabeladern bilden dabei ein Adernbündel, wobei die Kabeladern vorzugsweise miteinander verseilt sind und einen Verseilverbund bilden. Zweckdienlicherweise sind dabei beispielsweise zwei bis maximal sieben Kabeladern miteinander verseilt.
  • Bei einem solchen mehradrigen Kabelaufbau ist eine jeweilige Kabelader jeweils von einem Adermantel umgeben, welcher zweckdienlicherweise ebenfalls ein weiteres Geflecht aus hochtemperaturbeständigen Fasern aufweist, um das eine weitere Bandierung mit einem Band aus einem hochtemperaturbeständigen Material aufgebracht ist. Zweckdienlicherweise ist dabei der Adermantel identisch zu dem Kabelmantel aufgebaut, das heißt beim weiteren Geflecht handelt es sich insbesondere um ein Glasseidengeflecht und bei der weiteren Bandierung handelt es sich um eine Bandierung mit einem gereckten PTFE-Band. Die im Hinblick auf den Kabelmantel angegebenen bevorzugten Weiterbildungen und Merkmale sowie Größenangaben sind in gleicher Weise auch für den Adermantel gültig. Bei einem lediglich einadrigen Kabel ist der Adermantel zugleich der Kabelmantel.
  • Durch diese Maßnahme werden sämtliche durch den Mantelaufbau definierten Vorteile auch bei der einzelnen Kabelader erreicht, sodass diese sehr gut bei der Herstellung, beispielsweise bei der Konfektionierung des Kabels handhabbar ist, ohne dass die eingangs zum Kabelmantel angeführten Probleme bestehen, wie die Gefahr, dass die aufgestellten Glasfasern abbrechen oder zu Juckreiz an Händen und Augen und zu einer Schädigung der Atemwege führen, bestehen. Bei dem mehradrigen Kabelaufbau ist daher ein doppelter Schutz einerseits durch den speziell ausgebildeten Adermantel der jeweiligen Kabelader sowie durch den Kabelmantel des Gesamtverbundes der Kabeladern erzielt.
  • Insbesondere für eine Variante für eine Höchsttemperaturanwendung weist der Kabelmantel zusätzlich eine innere Schicht aus einem anorganischen Werkstoff, insbesondere aus Glimmer auf. Die Schicht ist hierbei vorzugsweise wiederum nach Art einer insbesondere mehrlagigen Bandierung um das Adernbündel gewickelt.
  • Um das gesamte Kabel bei dieser Variante höchsttemperaturfest zu machen sind dabei die einzelnen Kabeladern jeweils mit einer insbesondere mehrlagigen Isolierung aus einem anorganischen Werkstoff, insbesondere Glimmer versehen. Gleichzeitig ist der Kabelmantel gebildet aus der inneren Schicht bestehend aus insbesondere mehreren Lagen aus Glimmer, dem Geflecht sowie der äußeren PTFE-Bandierung.
  • Zur Ausbildung einer zweiten hochtemperaturbeständigen Kabelvariante ist demgegenüber vorgesehen, dass die einzelnen Aderisolierungen aus einem Fluorpolymer, insbesondere aus einem dichten PTFE bestehen, die jeweils von dem weiteren Geflecht und der weiteren Bandierung umgeben sind. Der Kabelmantel besteht bei dieser Ausführungsvariante aus dem Geflecht und der äußeren Bandierung. Eine zusätzliche innere Schicht ist hierbei zweckdienlicherweise nicht vorgesehen.
  • Zweckdienlicherweise ist das Kabel insgesamt als ein Signal- oder Datenkabel ausgebildet und wird entsprechend als solches eingesetzt. Das Kabel ist alternativ als ein Mittelspannungskabel ausgebildet und für elektrische Spannungen im Bereich von 300V bis 500V ausgelegt.
  • Das Kabel wird allgemein in hoch beanspruchten, insbesondere heißen Umgebungen eingesetzt. Insbesondere weist es eine hohe (Dauer-) Temperaturbeständigkeit gegenüber Temperaturen von größer 300°C bei der Hochtemperaturvariante, oder auch von größer 400°C bei der Höchsttemperaturvariante auf. Vorzugsweise weist das Kabel insbesondere bei der Höchsttemperaturvariante eine kurzfristige Temperaturbeständigkeit gegenüber Temperaturen von größer 1000°C und insbesondere bis zu 1500°C für einen Zeitraum von einigen Minuten auf. Alternativ oder ergänzend ist es auch gegenüber elektromagnetischer Strahlung, insbesondere IR und UV-Strahlung beständig.
  • Gemäß einem ersten Anwendungsfall wird das Kabel als Zuleitung zu einer Schmelzvorrichtung für Glas oder Metalle eingesetzt. Gemäß einem zweiten Anwendungsfall wird das Kabel bevorzugt in Trocknungsanlagen, insbesondere UV-oder IR-Trocknungsanlagen eingesetzt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in vereinfachten Darstellungen:
    • Fig. 1
    in einer Querschnittsdarstellung ein mehradriges Kabel gemäß einer ersten Variante,
    Fig. 2
    in einer Querschnittsdarstellung ein mehradriges Kabel gemäß einer zweiten Variante
    Fig. 3
    in einer Querschnittsdarstellung eine Kabelader gemäß einer ersten Variante,
    Fig. 4
    in einer Querschnittsdarstellung eine Kabelader gemäß einer zweiten Variante
    Fig. 5
    eine ausschnittsweise Seitenansicht der Kabelader gemäß der zweiten Variante.
  • In den Figuren sind gleich wirkende Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In den Figuren 1 und 2 sind beispielhaft zwei Typen von mehradrigen Kabeln 2 dargestellt, wobei in Figur 1 eine erste Variante eines höchsttemperaturfesten Kabels 2 und in Figur 2 eine zweite Variante eines hochtemperaturfesten Kabels 2 dargestellt ist. Die Kabel 2 weisen dabei jeweils eine Vielzahl, zumindest zwei und vorzugsweise drei bis sieben Kabeladern 4 auf, welche üblicherweise miteinander verseilt sind und damit ein Aderbündel 5 bilden.
  • Je nach Ausführungsvariante des Aderbündels kann ein Zentralelement 7 vorgesehen sein, wie dies in Figur 1 dargestellt ist, um das die einzelnen Kabeladern 4 herumverseilt sind. Bei diesem Zentralelement 7 handelt es sich insbesondere um einen zentralen Strang bestehend aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff, insbesondere Fluorpolymer und zweckdienlicherweise ein dichtes PTFE oder alternativ ist der Strang als eine Glasseidenkordel ausgebildet.
  • In den Figuren 3 und 4 sind korrespondierend zu den Figuren 1 und 2 zwei unterschiedliche Varianten einer jeweiligen Kabelader 4 dargestellt, wobei in Figur 3 eine höchsttemperaturfeste Kabelader 4 und in Figur 4 eine hochtemperaturbeständige Kabelader 4 dargestellt ist. Die in Figuren 3 und 4 dargestellten Kabeladern 4 definieren zugleich auch ein einadriges Kabel 2. Für die Ausbildung des höchsttemperaturfesten Kabels 2 gemäß Figur 1 werden dabei insbesondere die Kabelader-Typen gemäß Figur 3 und für die Ausbildung der hochtemperaturfesten Variante des Kabels 2 gemäß Figur 2 die Ader-Typen gemäß Figur 4 verwendet.
  • Der Aufbau der einzelnen Kabeladern 4 geht dabei insbesondere aus den Figuren 3 und 4 hervor. Diese weisen jeweils einen Leiterkern 6 sowie einen diese umgebende Aderisolierung 8 auf. Der Leiterkern 6 besteht aus einer Litze, gebildet durch eine Vielzahl von Einzeldrähten 10. Diese sind bevorzugt in mehreren, insbesondere mehr als zwei Lagen miteinander verseilt. Dabei können sie auch um ein Zentralelement herum verseilt sein, welches durch einen zentralen, nicht leitenden Strang gebildet ist. Dieser besteht dabei vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere ein Fluorpolymer, zweckdienlicherweise PTFE.
  • Bei den Einzeldrähten 10 handelt es sich insbesondere um Kupferdrähte, die typischerweise einen Einzeldurchmesser im Bereich von wenigen zehntel mm, beispielsweise von 0,2 mm aufweisen.
  • Bei der Aderisolierung 8 handelt es sich bei der Ausführungsvariante gemäß der Figur 3 vorzugsweise um eine mehrlagige Bandierung aus Glimmer. Bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß der Figur 4 besteht die Aderisolierung 8 aus einem Fluorpolymer-Kunststoff, insbesondere einem dichten PTFE. Die Aderisolierung 8 weist dabei eine Dicke D1 auf, welche etwa zwischen 0,2 mm und 0,5 mm liegt. Der Verbund aus Leiterkern 6 sowie Aderisolierung 8 weist daher einen Durchmesser d2 auf, welcher typischerweise im Bereich von 1,5 mm und 2 mm liegt.
  • Die Aderisolierung 8 ist schließlich umgeben von einem Adermantel 12, welcher in beiden Ausführungsvarianten gebildet ist durch ein Glasseidengeflecht , nachfolgend als weiteres Glasseidengeflecht 18A bezeichnet, um das eine Bandierung, nachfolgend als weitere Bandierung 20a bezeichnet, gewickelt ist. Bei dieser handelt es sich um ein gerecktes PTFE-Band 22.
  • Bei den mehradrigen Kabelvarianten gemäß den Figuren 1 und 2 ist das Aderbündel 5 jeweils von einem Kabelmantel 16 umgeben, welcher jeweils ebenfalls ein Glasseidengeflecht 18B und eine Bandierung, nachfolgend als äußere Bandierung 20b bezeichnet aufweist. Bei der höchsttemperaturfesten Variante gemäß Figur 1 ist zusätzlich noch eine innere Schicht 24 bestehend aus einer mehrlagigen Glimmer-Bandierung vorgesehen, sodass der Kabelmantel 16 in dieser Variante dreilagig ausgebildet ist, wohingegen er bei der Variante gemäß der Figur 2 nur zweilagig ausgebildet ist.
  • Der Adermantel 12 sowie der Kabelmantel 16 sind dabei vorzugsweise im Hinblick auf die zwei Lagen Glasseidengeflecht 18A, B und Bandierung 20A, B identisch aufgebaut. Bei der höchsttemperaturfesten Variante schließt sich an das Glasseidengeflecht 18B eine innere Lage oder Schicht 24 aus mehreren Lagen einer Glimmerbandierung an. Bei den einadrigen Kabelvarianten beziehungsweise den Kabeladern 4 bildet diese innere Schicht zugleich auch die Aderisolierung 8. Die Bandierungen 20A, B bestehen wie bereits erwähnt aus einem PTFE-Band.
  • Das jeweilige Band 22 sowohl des Adermantels 12 als auch des Kabelmantels 16 und damit die Bandierungen 20A, B weist eine Banddicke D2 auf, die typischerweise unter 150µm und insbesondere unter 60µm liegt. Demgegenüber weist das Glasseidengeflecht 18 typischerweise eine größere Geflechtdicke D3 auf, welche typischerweise im Bereich von einigen Zehntelmillimetern, beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,15 und 0,40mm, insbesondere bei etwa 0,25mm liegt. Für die Bandierungen 20A, B wird ein gerecktes PTFE-Band 22 verwendet, welches nach der Umwicklung des Glasseidengeflechts 18 gesintert wird. Bereits vor dem Sintern und auch im gesinterten Endzustand weist das PTFE-Band 22 und damit die Bandierungen 20A, B eine Mikroporosität auf. Bei der Temperaturbehandlung des Sinterns können daher Luftanteile im Inneren des Kabelmantels 16 beziehungsweise des Adermantels 14 durch die Mikroporosität nach außen entweichen. Beim einadrigen Aufbau des Kabels 2 gemäß der Fig. 1 führt dies insgesamt zu einem Kabelgesamtdurchmesser d3, welcher typischerweise im Bereich zwischen 1,5mm und 15mm liegt.
  • Wie insbesondere aus der Fig. 3 zu entnehmen ist, die einen zweilagigen Aufbau des Kabelmantels 16 zeigt, ist das PTFE-Band 22 auf Überlapp gewickelt. Zwei einander benachbarte Wickelabschnitte sind daher in Längsrichtung des Kabels 2 überlappend angeordnet. Dabei ist eine Überlappung U im Bereich von zumindest 25% bezogen auf die Breite B des Bands 22 eingestellt. Die Überlappung U liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen 40% und 50%.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Kabel
    4
    Kabelader
    5
    Aderbündel6 Leiterkern
    7
    Zentralelement
    8
    Aderisolierung
    10
    Einzeldraht
    12
    Adermantel
    16
    Kabelmantel
    18
    Glasseidengeflecht
    20A
    weitere Bandierung
    20B
    äußere Bandierung
    22
    PTFE-Band
    24
    Innere Schicht
    B
    Breite
    d1
    Kerndurchmesser
    d2
    Durchmesser Aderisolierung
    d3
    Kabelgesamtdurchmesser
    D1
    Dicke Aderisolierung
    D2
    Banddicke
    D3
    Geflechtdicke
    U
    Überlappung

Claims (15)

  1. Kabel (2) mit zumindest einer Kabelader (4), die einen Leiterkern (6) sowie eine Aderisolierung (8) aufweist, wobei die zumindest eine Kabelader (4) von einem Kabelmantel (16) ummantelt ist, der ein Geflecht (18B) aus hochtemperaturbeständigen Fasern, insbesondere ein Glasseidengeflecht aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass um das Geflecht (18B) eine äußere Bandierung (20B) mit einem Band (22) aus einem hochtemperaturbeständigen Material angebracht ist.
  2. Kabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kabelmantel (16) ausschließlich das Geflecht (18B) und die Bandierung (20B) umfasst.
  3. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die äußere Bandierung (20B) aus einem Fluorpolymer, insbesondere aus PTFE besteht.
  4. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die äußere Bandierung (20B) aus einem gesinterten PTFE besteht.
  5. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die äußere Bandierung (20B) porös ist und insbesondere eine Mikroporosität mit Poren im nm-Bereich aufweist.
  6. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Geflecht (18B) nicht imprägniert ist.
  7. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Geflecht (18B) aus einzelnen, insbesondere mit PTFE beschichteten Fäden gebildet ist.
  8. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Aderisolierung (8) aus einem hochtemperaturbeständigen Fluorpolymer, insbesondere PTFE oder einem anorganischen Werkstoff, insbesondere aus Glimmer besteht oder dass Aderisolierung (8) aus mehreren Lagen von Glimmer besteht.
  9. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es mehrere Kabeladern (4) aufweist, die ein insbesondere verseiltes Adernbündel (15) bilden, wobei das Adernbündel (15) von dem Kabelmantel (24) mit dem Geflecht (18B) und der dieses umgebenden äußeren Bandierung (20B) umgeben ist und dass eine jeweilige Kabelader (4) jeweils einen Adermantel (12) aufweist, welcher ein weiteres Geflecht (18A) aus hochtemperaturbeständigen Fasern aufweist, um das eine weitere Bandierung (20A) mit einem Band (22) aus einem hochtemperaturbeständigen Material angebracht ist.
  10. Kabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Adermantel (12) identisch zu dem Kabelmantel (24) aufgebaut ist.
  11. Kabel (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche ,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kabelmantel (24) zusätzlich eine innere Schicht (24) aus einem anorganischen Werkstoff, insbesondere aus Glimmer aufweist.
  12. Kabel (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine jeweilige Kabelader (4) gebildet ist aus dem Leiterkern (6) und einer insbesondere mehrlagigen Isolierung (8) aus Glimmer, die von dem weiteren Geflecht (18A) und der weiteren Bandierung (20A) umgeben sind und dass der Kabelmantel (24) gebildet ist aus einer inneren insbesondere mehrlagigen Schicht aus Glimmer, dem Geflecht (18B) und der äußeren Bandierung (20B)
  13. Kabel (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine jeweilige Kabelader (4) gebildet ist aus dem Leiterkern (6) und einer Isolierung (8) aus einem hochtemperaturbeständigen Fluorpolymer, insbesondere PTFE, wobei die Isolierung von dem weiteren Geflecht (18A) und der weiteren Bandierung (20A) umgeben sind und dass der Kabelmantel (24) gebildet ist aus dem Geflecht (18B) und der äußeren Bandierung (20B).
  14. Verfahren zur Herstellung eines Kabels (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches einen Kabelmantel (16) mit einem Geflecht (18B) aus hochtemperaturbeständigen Fasern aufweist
    dadurch gekennzeichnet,
    dass um das Geflecht (18B) eine äußere Bandierung (20B) mit einem Band (22) aus einem hochtemperaturbeständigen Material angebracht wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein PTFE Band (22) verwendet wird, welches zunächst als teilgesintertes Band aufgebracht wird und anschließend nochmals gesintert wird.
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