WO2016193022A1

WO2016193022A1 - Datenkabel

Info

Publication number: WO2016193022A1
Application number: PCT/EP2016/061422
Authority: WO
Inventors: Melanie Dettmer; Jens LIEBEL; Uwe RUDORF; Rüdiger Schmidt
Original assignee: Leoni Kabel Holding Gmbh
Priority date: 2015-06-05
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2016-12-08
Also published as: CN107771349A; US20180096753A1; DE102015210389A1; KR20160143493A; JP2018520472A; KR20180088612A; EP3304566A1; IL244410A0

Abstract

Es wird ein Datenkabel (2) angegeben, mit einer Anzahl von Adern (4), die jeweils einen Leiter (12) aufweisen, der von einer Aderisolation (14) umgeben ist, wodurch die Ader (4) mit einer Anzahl an vorgegebenen nachrichtentechnischen Übertragungsparametern ausgebildet ist, wobei die Aderisolation (14) eine Anzahl von Flammschutzlagen (16) mit einem mineralischen, elektrisch isolierenden und flammbeständigen ersten Material aufweist, zur Funktionserhaltung im Brandfall.

Description

Beschreibung

Datenkabel

Die Erfindung betrifft ein Datenkabel.

Ein Datenkabel dient der Übertragung von Signalen oder Daten und umfasst üblicherweise eine Anzahl von Adern, die beispielsweise zu Pärchen oder Sternvierern zusammengefasst sind. Beispiele für Datenkabel sind sogenannte

Ethernetkabel der Kategorie 5, 6 oder 7. Deren Übertragungsverhalten ist üblicherweise normiert und beispielsweise in den Normen IEC 61 1 56-5 oder IEC 61 156-6 spezifiziert. Die Funktionalität eines Datenkabels ist dabei wesentlich durch eine Anzahl von nachrichtentechnischen Übertragungsparametern bestimmt, beispielsweise Impedanz, Dämpfung und Rückflussdämpfung einer jeweiligen Ader. Um die geforderten Übertragungseigenschaften insbesondere normgerecht zu gewährleisten, weisen die einzelnen Adern des Datenkabels typischerweise jeweils einen Leiter und eine Aderisolation auf, welche den Leiter umgibt. Die Aderisolation ist dabei oft aus einem geeigneten dielektrischen Kunststoff gefertigt, um die geforderten Übertragungseigenschaften zu gewährleisten und geeignete Übertragungsparameter zu realisieren, beispielsweise eine geeignete Impedanz einer jeweiligen Ader bereitzustellen. Ein häufig gewählter Kunststoff ist beispielsweise Polyethylen.

Herkömmliche Datenkabel sind jedoch in einem Brandfall nur unzureichend geschützt. Insbesondere besteht ein Problem darin, dass die zur Ausbildung der Adermäntel gewählten Kunststoffe im Brandfall schmelzen oder verbrennen und dann ein Kurzschluss zwischen mehreren Leitern des Datenkabels möglich ist. Zum anderen ist im Brandfall auch die durch die Aderisolation gegebene Impedanz nicht mehr sichergestellt, sodass das Datenkabel insgesamt nicht mehr zur Übertragung von Daten geeignet ist. Das Resultat ist ein Ausfall der Funktionalität des Datenkabels im Brandfall.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Funktionserhalt für ein Datenkabel im Brandfall zu realisieren, d.h. ein Datenkabel anzugeben, mittels dessen auch im Brandfall über einen möglichst langen Zeitraum noch eine insbesondere normgerechte Datenübertragung möglich ist, beispielsweise eine Datenübertragung gemäß IEC 61 1 56-5.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Datenkabel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 . Vorteilhafte Ausgestaltung, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das Datenkabel weist eine Anzahl von Adern auf, welche insbesondere zur Übertragung von Daten oder Signalen ausgebildet sind. Dabei sind insbesondere mehrere Adern jeweils als ein Aderverbund zu einer Datenleitung zusammengefasst, beispielsweise als Aderpaare oder als Viererverseilverbund, insbesondere sogenannte Sternvierer. Die Adern weisen jeweils einen Leiter auf, der von einer Aderisolation umgeben ist, durch welchen die entsprechende Ader mit einer Anzahl von vorgegebenen nachrichtentechnischen Übertragungsparametern, kurz lediglich Übertragungsparameter, ausgebildet ist. Dadurch ist insbesondere auch eine jeweilige Datenleitung mit entsprechenden nachrichtentechnischen Übertragungsparametern ausgebildet. Solche nachrichtentechnischen Übertragungsparameter sind beispielsweise eine Impedanz, eine Dämpfung oder eine Rückflussdämpfung. Zur Ausbildung des Übertragungsparameters ist die Aderisolation insbesondere aus einem Kunststoff gefertigt, der als Dielektrikum dient, welches den Leiter umgibt und dadurch die Übertragungseigenschaften der Adern und insbesondere der Datenleitungen definiert. Zur Funktionserhaltung im Brandfall weist die Aderisolation eine Anzahl von Flammschutzlagen mit einem mineralischen, elektrisch isolierenden und flammbeständigen ersten Material auf. Dabei wird unter Funktionserhaltung insbesondere verstanden, dass die Übertragungsparameter einer jeweiligen Ader und somit die nachrichtentechnischen Übertragungseigenschaften des Datenkabels im Wesentlichen erhalten bleiben und dabei insbesondere die für das Datenkabel einschlägige Norm erfüllen.

Ein Kerngedanke der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Aderisolation aufgrund der Flammschutzlagen besonders flammbeständig ausgebildet ist und dadurch das Datenkabel im Brandfall weiterhin als solches verwendbar ist. Ein Vorteil der Flammschutzlagen besteht insbesondere darin, dass auch der prinzipielle Aufbau der Aderisolation im Brandfall weitestgehend erhalten bleibt. Besonders durch die Wahl eines mineralischen ersten Materials wird auch ein Aufschmelzen der Aderisolationen im Brandfall verhindert, wodurch vorteilhaft die Impedanz der Adern erhalten bleibt und somit auch die Gesamtfunktionalität des Datenkabels. Dabei wird unter mineralischem Material insbesondere ein Material verstanden, das nicht organisch ist und insbesondere kein Kunststoff. Dadurch, dass das erste Material auch elektrisch isolierend ist, ist zudem eine hinreichende elektrische Trennung der Leiter der Adern untereinander realisiert. Somit ist das Datenkabel zumindest über einen bestimmten Zeitraum hinaus auch im Brandfall noch weiterhin zur Datenübertragung verwendbar. Mittels der speziell ausgebildeten Aderisolation ist folglich ein Funktionserhalt im Brandfall gewährleistet. Ein dermaßen ausgebildetes Datenkabel eignet sich beispielsweise besonders zur Verwendung im Schiffsbau, in der Offshoreindustrie, in Raffinerien, Tunneln oder öffentlichen Gebäuden.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht insbesondere darin, dass das mineralische Material nicht erst im Brandfall die Funktionalität von aufschmelzenden Bestandteilen des Datenkabels, insbesondere der Aderisolation, übernimmt, sondern bereits im normalen Betrieb die Übertragungseigenschaften maßgeblich definiert. Da das mineralische Material besonders flammbeständig ist, ist somit im Brandfall ein besonders guter Erhalt der Übertragungseigenschaften gewährleistet, da der überwiegenden oder sogar gesamte Teil der Aderisolation im Brandfall erhalten bleibt, und zwar prinzipbedingt in einer gleichen oder zumindest überwiegend ähnlichen Konfiguration wie im normalen Betrieb. Der Funktionserhalt ist besonders bei Datenkabeln von Bedeutung. Dabei ist grundsätzlich zwischen den Begriffen Funktionserhalt und Isolationserhalt zu unterscheiden. Für einen Isolationserhalt ist maßgeblich, dass die Isolierung, insbesondere die Aderisolierung, als solche erhalten bleibt und ein Kurzschluss vermieden wird. Ein Funktionserhalt geht jedoch weiter: für einen Funktionserhalt ist nicht lediglich die Vermeidung eines Kurzschlusses von Bedeutung, sondern zusätzlich noch der Erhalt der konkreten Übertragungseigenschaften. Vereinfacht gesagt: während es beim Isolationserhalt lediglich darauf ankommt, ob die Aderisolation erhalten ist, kommt es beim Funktionserhalt zusätzlich auf die Form an, in welcher die Aderisolation erhalten bleibt. Solange kein Kurzschluss entsteht ist eine Verformung und damit eine Veränderung der Übertragungseigenschaften und - parameter für den Isolationserhalt nicht entscheidend, wohl aber für den Funktionserhalt.

Datenkabel dienen allgemein der digitalen Datenübertragung bei Frequenzen im Megahertzbereich, z.B. weist ein Kabel der Kategorie 5E (Cat 5E) eine maximale Übertragungsfrequenz von 250 MHz auf, ein Kabel der Kategorie 7 (Cat 7) bis zu 600 MHz. Auch höhere Übertragungsfrequenzen sind denkbar. Demgegenüber weisen herkömmliche Kabel zur Nachrichtenübermittlung vergleichsweise niedrige maximale Übertragungsfrequenzen im Kilohertzbereich auf, z.B. bis zu 100 kHz, und eine Übertragung erfolgt üblicherweise analog und nicht wie bei Datenkabeln digital. Kabel zur Energieübertragung, z.B. im Bereich der Starkstromtechnik, werden bei weit niedrigeren Frequenzen oder sogar mit Gleichspannung betrieben. Bei Kabeln zur Nachrichtenübermittlung und bei Kabeln zur Energieübertragung sind die Übertragungseigenschaften weniger abhängig von der Aderisolation, eine Verformung im Brandfall ist für die Funktionalität weniger kritisch als bei Datenkabeln. Entsprechend fallen Isolationserhalt und Funktionserhalt bei Kabeln zur Nachrichtenübermittlung zusammen, nicht jedoch bei Datenkabeln. Für diese gelten insofern höhere Anforderungen.

Für ein Kabel zur Nachrichtenübermittlung, z.B. ein Telefonkabel, ist üblicherweise lediglich ein Isolationserhalt der Aderisolation gefordert und ggf. zusätzlich eine Änderung der Kapazität zwischen mehreren Aderpaaren um maximal 30%. Dem- gegenüber sind für ein Datenkabel regelmäßig konkrete Grenzwerte für die Übertragungsparameter gefordert. Übliche Anforderungen für Datenkabel sind beispielsweise kein Kurzschluss für Spannungen bis zu 100 VDC oder bis zu 70 VAC, im Bereich zwischen 1 und 10 MHz eine maximale Differenz der Dämpfung von 8,5 dB, eine Rückflussdämpfung größer 8 dB sowie für Frequenzen f zwischen 1 und 10 MHz eine Nebensprechdämpfung größer 26-15 log-i ₀(f/10) dB. Die Einhaltung der konkret gegebenen Werte ist für die Funktionalität des Datenkabels entscheidend. Diese genannten Anforderungen werden insbesondere durch das erfindungsgemäße Datenkabel auch im Brandfall erfüllt.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Aderisolation als Mischdielektrikum ausgebildet und weist zusätzlich zu den Flammschutzlagen zumindest eine Isolierschicht aus einem elektrisch isolierenden zweiten Material auf. Ein Vorteil eines solchen Mischdielektrikums besteht insbesondere darin, dass durch geeignete Kombination des ersten und zweiten Materials die Impedanz einer jeweiligen Ader einstellbar ist.

Zudem ermöglicht die zusätzliche Isolierschicht auch einen erweiterten Schutz des Leiters, besonders im regulären Betrieb, das heißt nicht im Brandfall. Dazu ist in einer bevorzugten Weiterbildung die Isolierschicht durchgängig ausgebildet. Auf diese Weise ist der Leiter einer jeweiligen Ader in vorteilhafter Weise vollständig von der Isolierschicht umgeben und damit lückenlos zum einen gegen Umwelteinflüsse geschützt, beispielsweise ein Eindringen von Feuchtigkeit, und zum anderen gegen einen versehentlichen Kurzschluss, beispielsweise durch Kontakt mit anderen Leitern des Datenkabels. Um die Isolierschicht durchgängig auszubilden wird diese beispielsweise massiv oder geschäumt auf den Leiter aufextrudiert. Alternativ ist die Isolierschicht als Folie oder Bandierung um den Leiter herumgewickelt, -gelegt oder gefaltet und verschweißt oder verklebt.

Zweckmäßigerweise ist die Isolierschicht aus einem Kunststoff gefertigt, wodurch deren Aufbringen, insbesondere Extrusion, auf den Leiter besonders einfach ist. In einer geeigneten Variante ist die Isolierschicht daher extrudiert, d.h. mittels eines Extrusionsverfahrens ausgebildet. Insbesondere ist die Isolierschicht aus Po- lyethylen, kurz PE, Polypropylen, kurz PP oder einem Copolymer gefertigt. Zusätzlich zu vorteilhaften Verarbeitungseigenschaften weisen diese Kunststoffe auch eine geeignete Isolierwirkung auf.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Isolierschicht ein flammhemmendes oder flammbeständiges Material beigemischt, beispielsweise ein mineralischer Zusatzstoff. Dadurch wird die Flammbeständigkeit einer jeweiligen Ader und somit auch der Funktionserhalt des gesamten Datenkabels im Brandfall weiter verbessert.

Im Brandfall besteht insbesondere die Gefahr, dass die Isolierschicht aufschmilzt oder abbrennt und sich dadurch die Übertragungsparameter der jeweiligen Ader und/oder Datenleitung nachteilig ändern, wodurch die Funktion des Datenkabels unter Umständen nicht mehr gewährleistet ist. Um den Einfluss einer aufschmelzenden Isolierschicht und einer damit einhergehenden Veränderung der Übertragungsparameter möglichst gering zu halten, weist die Isolierschicht vorzugsweise eine Isolierwanddicke auf, die höchsten 35 %, insbesondere höchstens 10 % einer Gesamtwanddicke der Aderisolation entspricht. Im Brandfall bleibt dann trotz eines Aufschmelzen oder Abbrennens der Isolierschicht die Aderisolation insgesamt größtenteils insbesondere strukturell intakt, sodass auch die entsprechend eingestellten Übertragungsparameter weitestgehend erhalten bleiben und vorzugsweise weiterhin innerhalb des von der einschlägigen Norm spezifizierten Wertebereichs liegen. Mit anderen Worten: Durch geeignet Wahl der Isolierwanddicke der Isolierschicht im Verhältnis zur Gesamtwanddicke der Aderisolation ist der Beitrag der Isolierschicht zu den Übertragungsparametern der Ader derart eingestellt, dass eine Verformung der Isolierschicht lediglich eine geringe Auswirkung auf die Übertragungsparameter der Ader und insbesondere der jeweiligen Datenleitung, welcher die Ader angehört, hat. Die Isolierschicht leistet demnach einen lediglich geringen Beitrag zur Impedanz, womit ein Funktionserhalt innerhalb der Toleranz der Impedanz realisiert ist. Beispielsweise beträgt die Gesamtwanddicke etwa 400 μηι und die Isolierwanddicke dann entsprechend höchstens etwa 100 μηι. Das Vorgenannte gilt sinngemäß für alle nachrichtentechnischen Übertragungsparameter des Datenkabels. Ein Kerngedanke ist hierbei, die Isolierschicht im Vergleich zum mineralischen Material möglichst dünn auszubilden, sodass schon im normalen Betrieb die Übertragungseigenschaften überwiegend durch das mineralische Material bestimmt sind. Ein Aufschmelzen der Isolierschicht im Brandfall hat dann vorteilhaft einen lediglich geringen oder gar keinen Einfluss auf die Übertragungseigenschaften, die Übertragungsparameter ändern sich höchstens unwesentlich, zumindest werden die weiter oben beschriebenen Werte für die Übertragungsparameter weiter eingehalten. Dies steht im Gegensatz zu einer lediglich nachgeordnete Verwendung von mineralischen Materialien in Kabeln, wonach die Übertragungseigenschaften überwiegend durch die Isolierschicht definiert sind und im Brandfall zwangsläufig durch die Zerstörung der Isolierschicht eine starke Änderung erfahren. Ein mineralisches Material wird hierbei lediglich als sozusagen „schlafendes" Material verwendet, welches erst im Brandfall eine Wirkung entfaltet und im normalen Betrieb dagegen keine Funktion erfüllt. Das mineralische Material dient dann lediglich der Vermeidung eines Kurzschlusses, d.h. der Realisierung eines einfachen Isolationserhalts, nicht jedoch eines Funktionserhalts. In der vorliegend beschriebenen Ausgestaltung des Datenkabels ist für ebenjenes jedoch aufgrund der speziellen, insbesondere dünnen Isolierschicht vorteilhaft ein echter Funktionserhalt realisiert. Zudem erfüllt das mineralische Material auch im normalen Betrieb eine wesentliche Funktion, nämlich die konkrete Ausbildung der Übertragungseigenschaften, d.h. insbesondere die Festlegung bestimmter Werten für diese Übertragungseigenschaften.

Die bevorzugte Isolierwanddicke ist insbesondere von der Anordnung der Isolierschicht relativ zu den Flammschutzlagen abhängig. Generell entspricht die Isolierwanddicke vorzugsweise höchstens 1 0 % der Gesamtwanddicke. Im Falle einer auf den Leiter aufgebrachten Isolierschicht ist aber auch eine Isolierwanddicke bis höchstens 25 % der Gesamtwanddicke geeignet. Im Falle einer außen auf die Flammschutzlagen aufgebrachten Isolierschicht ist dagegen auch eine Isolierwanddicke bis höchstens 35 % der Gesamtwanddicke geeignet. Dieser Unterschied ergibt sich insbesondere aufgrund des allgemein unterschiedlichen Beitrags zu den Übertragungsparametern in Abhängigkeit des Abstands der Isolier- Schicht zum Leiter. Entsprechend hat eine weiter innen angeordnete Isolierschicht insbesondere einen größeren Einfluss und ist daher vorzugsweise dünner ausgebildet, als eine weiter außen liegende Isolierschicht.

Je nach Ausgestaltung der Flammschutzlagen weisen diese unter Umständen entsprechende Unebenheiten auf. Die Isolierschicht wird daher vorzugsweise direkt auf den Leiter aufgebracht, insbesondere aufextrudiert und ist somit insbesondere innerhalb der Flammschutzlagen angeordnet. Dadurch ist die Isolierschicht besonders homogen ausgebildet und somit sind auch die Übertragungsparameter und entsprechend die Übertragungseigenschaften entlang der Ader besonders homogen. Mögliche Unebenheiten werden vorteilhaft vermieden. Prinzipiell ist jedoch auch eine Anordnung in der Isolierschicht um die Flammschutzlagen herum oder zwischen mehreren Flammschutzlagen denkbar.

In einer geeigneten Alternative ist die Aderisolation ausschließlich aus den

Flammschutzlagen aufgebaut und weist insbesondere keine zusätzliche Isolierschicht auf. In dieser Ausgestaltung wird demnach auf eine möglicherweise im Brandfall aufschmelzende Isolierschicht verzichtet, sodass die Übertragungsparameter der Aderisolation im Brandfall aufgrund der flammbeständigen Flammschutzlagen besonders gut erhalten bleibt.

Die Übertragungsparameter einer jeweiligen Ader oder Datenleitung sind üblicherweise durch eine entsprechende Norm für das Datenkabel vorgegeben. Beispielsweise soll die Impedanz einer Datenleitung, die als Aderpaar ausgebildet ist, 100 Ω betragen. Dabei ist die tatsächliche Impedanz einer jeweiligen Datenleitung besonders vom Material und der Gesamtwanddicke der Aderisolationen abhängig. Zum Einstellen der vorgegebenen Impedanz einer jeweiligen Datenleitung weisen daher deren Aderisolationen vorzugsweise mehrere Flammschutzlagen auf. Durch die geeignete Auswahl der genauen Anzahl an Flammschutzlagen, gegebenenfalls in Kombination mit einer zusätzlichen Isolierschicht, ist dann die Gesamtwanddicke der Aderisolation derart eingestellt, dass die vorgegebene Impedanz erzielt wird. Mit der Maßgabe der Flammbeständigkeit und elektrischen Isolierung sind als erstes Material einer jeweiligen Flammschutzlage besonders mineralische Spaltprodukte wie Glimmer oder Glasseide geeignet. Diese mineralischen Materialien zeichnen sich durch eine besonders gute Flammbeständigkeit aus und schmelzen zudem im Brandfall üblicherweise nicht auf. Durch Verwendung dieser Materialien bleibt demnach auch insbesondere die Form der Aderisolation im Brandfall weitestgehend erhalten, das heißt auch die Gesamtstärke der Aderisolation und daher auch deren Übertragungsparameter bleiben besonders gut erhalten.

Die Flammschutzlagen sind vorzugsweise jeweils als Umwicklung ausgebildet. Darunter wird insbesondere verstanden, dass die Flammschutzlagen jeweils als Bandierung oder Geflecht ausgebildet sind. Dadurch lassen sich insbesondere die vorgenannten Materialien, das heißt Glimmer und Glasseide, allgemein aber jegliche mineralischen Materialien in besonders einfacher Weise zur Ausbildung einer Aderisolation verwenden. So wird Glasseide beispielsweise als Geflecht um den Leiter herum geflochten, - gestrickt oder gesponnen. Glimmer wird beispielsweise als dünne Schicht auf einer Trägerfolie aufgebracht, welche dann um den Leiter herum bandiert oder gesponnen wird oder mit Längsnaht um den Leiter herumgeschlagen wird.

Da bei der Umwicklung des Leiters möglicherweise Lücken und/oder Freiräume und generell Zugangsmöglichkeiten ins Innere der Ader entstehen, wird diese Ausführungsform bevorzugterweise mit einer zusätzlichen Isolierschicht wie oben beschrieben kombiniert. In dieser Kombination ist dann durch die Isolierschicht eine durchgängige Verdeckung und sozusagen physische Abschirmung des Leiters gegenüber der Umgebung und anderen Leitern gewährleistet, wobei die Flammbeständigkeit sowie der Funktionserhalt durch die Flammschutzlagen realisiert sind.

Um insbesondere entlang des gesamten Datenkabels möglichst gleichmäßige Übertragungsparameter und somit Übertragungseigenschaften zu erzielen, sind auch die jeweiligen Aderisolationen möglichst homogen ausgeführt, d.h. mit möglichst gleichmäßiger Gesamtwanddicke. Besonders im Falle einer Bandierung ist die Flammschutzlage als Band um den Leiter insbesondere helixartig herumgelegt und weist üblicherweise eine Vielzahl von Wendeln auf, die im Randbereich des Bands überlappen und somit einen Überlapp ausbilden, innerhalb dessen entsprechend mehr Material angeordnet ist. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist eine jeweilige Flammschutzlage daher mit einem Überlapp von höchstens 20 %, insbesondere höchstens 10 % und vorzugsweise auf Stoß, d.h. überlappfrei, ausgebildet. Dadurch ergeben sich dann besonders definierte und hinreichend gleichmäßige Übertragungsparameter der jeweiligen Ader entlang des Datenkabels.

In einer zweckmäßigen Alternative beträgt der Überlapp etwa 49 %. Dadurch wird insbesondere im Falle mehrerer Flammschutzlagen eine in der Gesamtheit optimale Abdeckung des Leiters erzielt. Eine jeweilige Flammschutzlage ist durch die 49 %-ige Überlappung insbesondere quasi doppelwandig ausgeführt, da hierbei ein jeweiliger Wendel der Umwicklung jeweils etwa zur Hälfte vom vorherigen und vom nachfolgenden Wendel überdeckt ist. Durch diese doppellagige Ausführung wird dann die Ausbildung eines freiliegenden Spaltes vermieden. Der vorherige und der nachfolgende Wendel sind dabei aufgrund des Überlapps von etwa 49% annähernd auf Stoß gewickelt, der verbleibende Spalt wird von dem dazwischenliegenden Wendel überdeckt. Unter„in etwa 49%" wird dabei also eine Überlappung verstanden, die eine derartige doppellagige Wicklung auf Stoß ausbildet, insbesondere wird eine Überlappung von wenigstens 47% und höchstens 50 % verstanden.

Da eine Umwicklung auf Stoß, das heißt ohne Überlapp, unter Umständen fertigungstechnisch schwierig ist, wird in einer zweckmäßigen Ausgestaltung mit mehreren Flammschutzlagen der Überlapp einer ersten der Flammschutzlagen in Längsrichtung versetzt zum jeweiligen Überlapp der übrigen Flammschutzlagen angeordnet. Auf diese Weise ist es dann möglich, trotz entsprechender Überlappungen einer jeweiligen Flammschutzlage durch geschickte Kombination mehrerer Flammschutzlagen die Überlappungen derart versetzt anzuordnen, dass sich dennoch eine homogene und konstante Gesamtwanddicke ergibt. Mit anderen Worten : vorzugsweise weist die Aderisolation mehrere Flammschutzlagen auf, die jeweils einen Rand aufweisen, wobei insbesondere die Ränder unterschiedlicher Flammschutzlagen versetzt zueinander angeordnet sind.

Um die Funktion des Datenkabels im Brandfall zu erhalten ist es zweckmäßig, die Übertragungsparameter der einzelnen Adern weitestgehend zu erhalten, das heißt eine zu große Abweichung vom jeweils vorgegebenen Wert zu vermeiden.

Bevorzugterweise verändert sich beispielsweise die Impedanz bei einem Datenkabel gemäß IEC 61 156-5 oder IEC 61 156-6 zur Funktionserhaltung im Brandfall um höchstens 20 %, insbesondere höchstens 10 %. Dadurch werden dann auch im Brandfall die üblichen Toleranz der einschlägigen Normen eingehalten. Beispielsweise ist die Aderisolation mit einer Isolierschicht derart ausgelegt, dass die Impedanz noch innerhalb der Toleranz liegt, z.B. mit 1 10 Ω dann 10 % über einem Idealwert von 100 Ω. Schmilzt oder verbrennt dann im Brandfall die Isolierschicht, verringert sich die Impedanz um höchstens 20 % auf entsprechend 90 Ω und liegt dann weiterhin innerhalb des tolerierten Wertebereichs, sodass eine normgerechte Datenübertragung weiterhin gewährleistet ist.

Im Brandfall wird der Funktionserhalt insbesondere über einen gewissen Mindestzeitraum erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform bleiben dazu die Übertragungsparameter und dadurch dann vorteilhaft die Übertragungseigenschaften im Brandfall über einen Zeitraum von wenigstens 30 Minuten, insbesondere wenigstens 90 Minuten und vorzugsweise wenigstens 180 Minuten erhalten.

Die oben beschriebenen Ausführungsvarianten für die Adern und Datenleitungen gewährleisten bereits einen besonders guten Flammschutz und Funktionserhalt im Brandfall. Zur weiteren Verbesserung weist das Datenkabel in einer vorteilhaften Weiterbildung einen Kabelmantel auf, welcher die Datenleitungen und deren Adern umgibt und welcher eine Schicht aufweist, die aus einem flammbeständigen Material gefertigt ist. Zusätzlich zu den flammbeständigen Flammschutzlagen der einzelnen Aderisolationen sind diese also von einer zusätzlichen Schicht aus flammbeständigem Material umgeben. Dadurch ist die Flammbeständigkeit des gesamten Datenkabels weiter verbessert. Als flammbeständiges Material eignet sich beispielsweise ein Kunststoff mit einer entsprechenden Beimischung, bei- spielswiese ein halogenfreies Polyethylenmaterial. Dieser Kunststoff ist dann beispielsweise aufextrudiert und bildet so eine insbesondere durchgängige flammbeständige Ummantelung für die Datenleitungen und allgemein die Adern. Alternativ oder zusätzlich ist eine flammbeständige Folie um die Datenleitungen und allgemein um die Adern herumgewickelt.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist das Datenkabel einen Kabelschirm auf, welcher die Adern, insbesondere sämtliche Adern umgibt und insbesondere zur elektrischen Abschirmung der Adern, insbesondere der Datenleitungen, gegen die Umwelt und umgekehrt ausgebildet ist. In einer bevorzugten Variante ist der Kabelschirm insbesondere in den Kabelmantel integriert, beispielsweise als Geflecht oder Umwicklung beispielsweise aus verzinnten Kupferdrähten gefertigt.

In einer weiteren geeigneten Ausgestaltung weist das Datenkabel eine Armierung auf, welche insbesondere die Datenleitungen und allgemein die Adern umgibt und insbesondere zur mechanischen Stabilisierung dient. Beispielsweise ist die Armierung als Stahlgeflecht ausgeführt und in den Kabelmantel integriert. Zweckmäßigerweise dient die Armierung zugleich als zusätzlicher Hitzeschutz.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Kabel mehrere Adern auf, die insbesondere paarweise verdrillt sind und zu einer Anzahl von Datenleitungen zu- sammengefasst sind. Diese Datenleitungen sind von einem gemeinsamen Kabelmantel umgeben. Zusätzlich oder alternativ sind die Datenleitungen zweckmäßigerweise miteinander verdrillt.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung weisen die Datenleitungen jeweils einen Leitungsschirm auf, das heißt die jeweils zu einer Datenleitung gehörenden Adern sind gemeinsam von einem Leitungsschirm umgeben. Dieser Leitungsschirm dient insbesondere der Abschirmung der verschiedenen Datenleitungen gegeneinander.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch: Fig. 1 bis 3 jeweils eine Variante eines Datenkabels im Querschnitt und

Fig. 4 einen Leiter mit Isolierschicht und Flammschutzlage in einer Seitenansicht.

In den Figuren 1 bis 3 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Datenkabels 2 gezeigt. Dieses weist eine Anzahl von Adern 4 auf, die in den hier gezeigten Ausführungsvarianten jeweils paarweise zu Datenleitungen 6 zusammengefasst sind. In den hier gezeigten Ausführungsvarianten sind die Datenleitungen 6 jeweils von einem Leitungsschirm 7 umgeben, zur Abschirmung gegeneinander. In den Figuren 1 bis 3 sind jeweils insgesamt acht Adern 4 in vier Datenleitungen 6 organisiert. Die Datenleitungen 6 sind um ein Zentralelement 8 herum gruppiert, das insbesondere als Zugentlastung ausgebildet ist. Das Datenkabel 2 weist weiterhin einen Kabelmantel 10 auf, welcher die Adern 4 umgibt.

Die Adern 4 weisen jeweils einen Leiter 12 auf, welcher von einer Aderisolation 14 umgeben ist. Die Figuren 1 bis 3 zeigen nun jeweils Ausführungsbeispiele mit unterschiedlichen Varianten dieser Aderisolation 14. So weist die Aderisolation 14 in Figur 1 eine Anzahl von hier insbesondere sechs Flammschutzlagen 1 6 auf, welche beispielsweise als Glimmerfolie um den Leiter 12 herum bandiert sind oder alternativ als Glasseide um den Leiter 12 herumgewickelt sind.

Die Figur 2 zeigt dagegen ein Ausführungsbeispiel, bei dem lediglich drei Flammschutzlagen auf den Leiter aufgebracht sind und schließlich von einer zusätzlichen Isolierschicht 18 umgeben sind. Diese ist aus einem Kunststoff gefertigt, beispielsweise einem Polyethylen, und durchgängig ausgeführt, insbesondere aufextrudiert.

In Figur 3 ist die Aderisolation 14 derart ausgeführt, dass zunächst direkt auf den Leiter 12 eine Isolierschicht 18 aufgebracht ist. Dieser isolierte Leiter 12 ist von einer Anzahl von, hier drei Flammschutzlagen 14 umgeben, insbesondere umwi- ekelt. In einer nicht gezeigten Alternative ist die Isolierschicht 18 zwischen zwei Flammschutzlagen 14 angeordnet.

Der Kabelmantel 10 in den Figuren 1 bis 3 ist mehrschichtig ausgeführt. Innenseitig des Kabelmantels 10 sind zunächst ein Kabelschirm 19 sowie eine flammbeständige Folie 20 angeordnet, welche die Datenleitungen 6 umgeben. Weiterhin ist in den Kabelmantel 10 eine Armierung 22 integriert, welche hier insbesondere ein Stahlgeflecht ist. Zur weiteren Verbesserung der Flammbeständigkeit des Datenkabels 2 ist dem Kabelmantel 10 ein flammbeständiges Material beigemischt, wodurch eine flammbeständige Schicht 24 ausgebildet ist, die hier zudem eine äußerste Schicht des Kabelmantels 10 bildet.

Zur Verbesserung der Flammbeständigkeit des Datenkabels 2 werden vorzugsweise ergänzend oder alternativ weitere Lagen oder Bandierungen angeordnet, die innenliegend und/oder außenliegend bezüglich des Kabelschirms 19 angeordnet sind. Derartige Bandierungen sind beispielsweise durch Glimmerbänder und/oder Glasseidenbänder ausgebildet.

In Figur 3 ist zudem das Verhältnis der Wandstärken von Isolierschicht 1 8 und Flammschutzlagen 1 6 zu erkennen. So weist die Aderisolation 14 eine Gesamtwanddicke G auf, und die Isolierschicht 18 eine Isolierwanddicke I, wobei die Isolierwanddicke I lediglich etwa ein Viertel der Gesamtwanddicke G beträgt.

Figur 4 zeigt in einer Seitenansicht eine Ader 4 des Datenkabels 2, wobei auf den Leiter 12 der Ader 4 bereits eine Isolierschicht 18 aufgebracht ist. Diese ist wiederum mit einer Anzahl von hier zwei Flammschutzlagen 1 6 umwickelt, welche hier jeweils als Bandierung ausgeführt sind. Die Flammschutzlagen 1 6 sind hier zudem jeweils eine Glimmerschicht, welche auf eine Trägerfolie aufgebracht ist, welche um den Leiter 12 und die Isolierschicht 18 herumgewickelt wird. Dabei ergibt sich aufgrund der helixartigen Umwicklung ein Überlapp 26 von zwei aufeinander folgenden Wendeln einer jeweiligen Flammschutzlage 1 6. Dieser Überlapp 26 ist möglichst gering ausgebildet. Vorzugsweise sind die Ränder der Flammschutzlage 1 6 auf Stoß gewickelt, sodass sich entsprechend kein Überlapp 26 ergibt. Die innere der beiden Flammschutzlagen 1 6 ist in Figur 4 teilweise gestrichelt dargestellt, ebenso der verdeckte Überlapp 26 der äußeren Flammschutzlage 1 6, um zu verdeutlichen, dass diese jeweils von der äußeren Flammschutzlage 1 6 verdeckt werden. Deutlich erkennbar ist, dass der Überlapp 26 der äußeren Flammschutzlage 1 6 bezüglich des Überlapps 26 der ersten Flammschutzlage 1 6 in Längsrichtung L der Ader 4 versetzt angeordnet ist, sodass sich insgesamt eine besonders homogene Verteilung der Überlappungen 26 ergibt und somit eine besonders homogene Impedanz entlang des Datenkabels 2

Claims

Ansprüche

1 . Datenkabel (2), mit einer Anzahl von Adern (4), die jeweils einen Leiter (12) aufweisen, der von einer Aderisolation (14) umgeben ist, wodurch die Ader (4) mit einer Anzahl von vorgegebenen nachrichtentechnischen Übertragungsparametern ausgebildet ist, wobei die Aderisolation (14) eine Anzahl von Flammschutzlagen (1 6) mit einem mineralischen, elektrisch isolierenden und flammbeständigen ersten Material aufweist, zur Funktionserhaltung im Brandfall.

2. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Aderisolation (14) als Mischdielektrikum ausgebildet ist und zusätzlich zu den Flammschutzlagen (1 6) zumindest eine Isolierschicht (18) aus einem elektrisch isolierenden zweiten Material aufweist.

3. Datenkabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Isolierschicht (18) durchgängig ausgebildet ist.

4. Datenkabel (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Isolierschicht (18) aus einem Kunststoff gefertigt ist, insbesondere aus PE, PP oder einem Copolymer.

5. Datenkabel (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Isolierschicht (18) ein flammhemmendes Material beigemischt ist.

6. Datenkabel (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (18) eine Isolierwanddicke (I) aufweist, die höchstens 35% einer Gesamtwanddicke (G) der Aderisolation (14) entspricht, insbesondere höchstens 10%.

7. Datenkabel (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Isolierschicht (18) direkt auf den Leiter (12) aufgebracht, insbesondere aufextrudiert ist.

8. Datenkabel (2) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Aderisolation (14) ausschließlich aus den Flammschutzlagen (1 6) aufgebaut ist.

9. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass zum Einstellen der vorgegebenen Impedanz einer jeweiligen der Adern (4) deren Aderisolation (14) mehrere Flammschutzlagen (1 6) aufweist.

10. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Material einer jeweiligen Flammschutzlage (16) Glimmer oder Glasseide ist.

1 1 . Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Flammschutzlagen (1 6) jeweils als Umwicklung ausgebildet sind.

12. Datenkabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Flammschutzlage (1 6) mit einem Überlapp (26) von höchstens 20%, insbesondere höchstens 10% und vorzugsweise auf Stoß ausgebildet ist.

13. Datenkabel (2) nach Anspruch 1 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine jeweilige Flammschutzlage (1 6) mit einem Überlapp (26) von etwa 49 % ausgebildet ist.

14. Datenkabel (2) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Aderisolation (14) mehrere Flammschutzlagen (1 6) aufweist, die jeweils einen Rand aufweisen, wobei insbesondere die Ränder unterschiedlicher Flammschutzlagen (1 6) versetzt zueinander angeordnet sind.

15. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass zur Funktionserhaltung sich die Impedanz im Brandfall um höchstens 20% verändert.

1 6. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Impedanz im Brandfall über einen Zeitraum von wenigstens 30min, insbesondere wenigstens 90min und vorzugsweise wenigstens 180min erhalten bleibt.

17. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass dieses einen Kabelmantel (10) aufweist, welcher die Adern (4) umgibt und welcher eine Schicht (24) aufweist, die aus einem flammbeständigen Material gefertigt ist.

18. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass dieses einen Kabelschirm (19) aufweist, welcher die Adern (4) umgibt.

19. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass dieses eine Armierung (22) aufweist, welche die Adern (4) umgibt.

20. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass dieses mehrere Adern (4) aufweist, die verdrillt sind, zu einer Anzahl von Datenleitungen (6) zusammengefasst sind und von einem gemeinsamen Kabelmantel (10) umgeben sind.

21 . Datenkabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Datenleitungen (6) jeweils einen Leitungsschirm (7) aufweisen.