DE20007644U1 - Thermal and / or abrasion protection device for elongated bodies, in particular for cable harnesses - Google Patents
Thermal and / or abrasion protection device for elongated bodies, in particular for cable harnessesInfo
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27. April 2000 M 5144 G/Xl/bg27 April 2000 M 5144 G/Xl/bg
insbesondere für Kabelbäumeespecially for cable harnesses
Die Erfindung betrifft eine Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung für längliche Körper, insbesondere zur Ummantelung von in der Nähe von Wärmequellen verlegten Kabelbäumen, z.B. in Kraftfahrzeugen. The invention relates to a heat and/or abrasion protection device for elongated bodies, in particular for sheathing cable harnesses laid near heat sources, e.g. in motor vehicles.
Üblicherweise sind beispielsweise im Kraftwagenbau längliche Körper, z.B. Hydraulik- oder Pneumatikleitungen bzw. Pneumatikschläuche oder Kabelbäume zum Schutz vor mechanischen Einflüssen, insbesondere zum Schutz vor Abrieb und gegen Scheuern mit KunststoffWellrohren ummantelt.Usually, for example in motor vehicle construction, elongated bodies, e.g. hydraulic or pneumatic lines or pneumatic hoses or cable harnesses, are covered with plastic corrugated pipes to protect them from mechanical influences, in particular to protect them from abrasion and chafing.
Insbesondere bei Kabelbäumen bestehend aus einzelnen Leiterdrähten wird durch den Einsatz von Wellrohren eine Bündelung der Leiterdrähte zu einem Kabelbaum erreicht. Übliche Wellrohre bestehen aus Polypropylen oder Polyamid und weisen eine nur begrenzte thermische Belastbarkeit auf, so daß elektrische Leitungen, Schläuche oder dergleichen, welche beispielsweise in Fahrzeugen in der Nähe von Wärmequellen, z.B. in der Nähe von Turboladern, Abgasanlagen oder dergleichen verlegt sind durch solche Wellrohre nicht ausreichend vor Wärme geschützt sind.In particular, in the case of cable harnesses consisting of individual conductor wires, the conductor wires are bundled into a cable harness by using corrugated pipes. Conventional corrugated pipes are made of polypropylene or polyamide and have only a limited thermal load capacity, so that electrical cables, hoses or the like which are laid in vehicles near heat sources, e.g. near turbochargers, exhaust systems or the like, are not adequately protected from heat by such corrugated pipes.
Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, hochtemperaturfeste Wellrohre z.B. aus Teflon zu verwenden oder die Isolierungen der Leiterdrähte hochtemperaturfest, z.B. aus einem Silikon- oder Teflonmaterial auszubilden. Derartige hochtemperaturfeste Kabelisolierungen sind sehr teuer.To solve this problem, it is known to use high-temperature-resistant corrugated pipes, e.g. made of Teflon, or to make the insulation of the conductor wires high-temperature-resistant, e.g. from a silicone or Teflon material. Such high-temperature-resistant cable insulation is very expensive.
Weiterhin ist es bekannt, kostengünstige Wellrohre aus Polypro-Furthermore, it is known to produce inexpensive corrugated pipes made of polypropylene
pylen oder Polyamid zumindest teilbereichsweise im Bereich der Wärme- bzw. Hitzeeinleitung mit einem Glasseidenschlauch zu umhüllen. Solche Glasseidenschläuche weisen zwar eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit auf, sind jedoch sehr empfindlich gegen mechanische Einflüsse, insbesondere gegen Scheuern. Ist z.B. ein hitzebeaufschlagter Kabelbaum, welcher mit einem Glasseidenschlauch gegen Hitze geschützt ist, beispielsweise in einem bauraumbeengten Bereich des Kraftfahrzeugs verlegt und mit Schwingungen beaufschlagt, so kann es an benachbarten Bauteilen leicht zu einer scheuernden Beanspruchung des Glasseidenschlauches kommen, welche den Glasseidenschlauch schnell zerstören kann. Außerdem ist zwar der Glasseidenschlauch selbst sehr hitzebeständig, d.h., daß sich dessen Materialeigenschaften auch bei hohen Temperaturen bis etwa 700° nicht wesentlich ändern. Ein Glasseidenschlauch kann aber aufgrund seiner Materialeigenschaften beispielsweise punktuell oder lokal eingeleitete Wärme nicht ableiten, so daß das mit dem Glasseidenschlauch umhüllte Wellrohr nach einiger Zeit trotzdem starker Wärmebelastung ausgesetzt ist, so daß es zu einem Schmelzen des Wellrohres bzw. einer Beschädigung der darin verlegten elektrischen Kabel kommen kann.pylene or polyamide, at least in part in the area of heat introduction, with a glass silk hose. Such glass silk hoses are very temperature resistant, but are very sensitive to mechanical influences, particularly abrasion. If, for example, a heat-exposed cable harness which is protected against heat with a glass silk hose is laid in an area of the vehicle with limited installation space and is subjected to vibrations, the glass silk hose can easily be subjected to abrasive stress on adjacent components, which can quickly destroy the glass silk hose. In addition, the glass silk hose itself is very heat resistant, i.e. its material properties do not change significantly even at high temperatures of up to around 700°. However, due to its material properties, a glass silk hose cannot dissipate heat that is introduced at specific points or locally, so that the corrugated pipe covered with the glass silk hose is nevertheless exposed to strong heat stress after some time, which can lead to the corrugated pipe melting or the electrical cables laid in it being damaged.
Zur Erhöhung der mechanischen Widerstandsfähigkeit der Glasseidenschläuche ist es bekannt, diese außenseitig beispielsweise mit einer Silikonschicht zu umspritzen. Ein derartiger zweischichtiger Aufbau aus einer Glasseidenlage und einer außenseitig aufgebrachten Silikonschicht ist zum Schutz gegen elektrischen Durchschlag, also zur Optimierung elektrischer Isolationseigenschaften bekannt. Eine derartige Schutzvorrichtung könnte auch bei einem Temperaturbereich bis ca. 300° C zum mechanischen Schutz von Kabelbäumen verwendet werden. In Temperaturbereichen über 300° C wird die Silikonschicht beschädigt, so daß die Schutzwirkung einer solchen Vorrichtung verloren geht. Außerdem ist bei einer derartigen Vorrichtung nachteilig, daß sie sehr teuer in der Herstellung ist und außerdem eine hohe Eigensteifigkeit aufweist, was sich nachteilig beim Verlegen von Kabelbäumen, beispielsweise um enge Radien, auswirkt.To increase the mechanical resistance of the glass silk hoses, it is known to overmold them on the outside with a silicone layer, for example. A two-layer structure of this kind, consisting of a glass silk layer and a silicone layer applied on the outside, is known for protection against electrical breakdown, i.e. for optimizing electrical insulation properties. Such a protective device could also be used for mechanical protection of cable harnesses in a temperature range of up to approx. 300° C. In temperature ranges above 300° C, the silicone layer is damaged, so that the protective effect of such a device is lost. Another disadvantage of such a device is that it is very expensive to manufacture and also has a high inherent rigidity, which is disadvantageous when laying cable harnesses, for example around tight radii.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung für längliche Körper, insbesondere Kabelbäume zu schaffen, welche einer hohen Wärmebelastung standhält und auf die Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung einwirkende Wärme zumindest in dem Maße vom zu schützenden Gegenstand abhält, daß dessen Beschädigung ausgeschlossen ist.The object of the invention is to provide a heat and/or abrasion protection device for elongated bodies, in particular cable harnesses, which withstands a high thermal load and keeps heat acting on the heat and/or abrasion protection device away from the object to be protected at least to such an extent that damage to the object is excluded.
Weiterhin soll die Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung unempfindlich gegen mechanische Beanspruchung, insbesondere Scheuern sein. Die Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung soll außerdem einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein.Furthermore, the heat and/or abrasion protection device should be insensitive to mechanical stress, in particular abrasion. The heat and/or abrasion protection device should also be simple in design and inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird mit einer Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved with a heat and/or abrasion protection device having the features of claim 1. Advantageous embodiments are characterized in the subclaims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. They show:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung in einer schematischen Darstellung des Schichtaufbaus;Fig. 1 shows a heat and/or abrasion protection device according to the invention in a schematic representation of the layer structure;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung;Fig. 2 shows a further embodiment of the heat and/or abrasion protection device according to the invention;
Fig. 3 eine Metallgestrickschutzschicht der Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung gemäß Fig. 2 in einer Ausführungsform als Einfadengestrick;Fig. 3 shows a metal knitted protective layer of the heat and/or abrasion protection device according to Fig. 2 in an embodiment as a single-thread knitted fabric;
Fig. 4 eine Metallgestrickschutzschicht der Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung gemäß Fig. 2 in einer Ausführungsform als Zweifadengestrick.Fig. 4 shows a metal knitted protective layer of the heat and/or abrasion protection device according to Fig. 2 in an embodiment as a two-thread knitted fabric.
Eine erfindungsgemäße Wärme- und/oder Abriebschutzvorrichtung, im folgenden Schutzvorrichtung 1 genannt, zur Ummantelung von beispielsweise in einem Wellrohr 2 verlegten elektrischen Lei-A heat and/or abrasion protection device according to the invention, hereinafter referred to as protection device 1, for sheathing electrical cables laid, for example, in a corrugated pipe 2.
terdrähten 3 weist eine zum zu ummantelnden länglichen Körper, beispielsweise dem Wellrohr 2, hinweisende erste innere wärmebeständige Schutzschicht 4, eine zweite, die innere Schutzschicht 4 umgebende Schutzschicht 5, welche als Wärmeleitschicht ausgebildet ist und eine äußere, die Wärmeleitschicht umgebende dritte Schutzschicht 6, welche als wärmebeständige und mechanisch widerstandsfähige Schutzschicht ausgebildet ist, auf.ter wires 3 has a first inner heat-resistant protective layer 4 pointing towards the elongated body to be sheathed, for example the corrugated pipe 2, a second protective layer 5 surrounding the inner protective layer 4, which is designed as a heat-conducting layer and an outer third protective layer 6 surrounding the heat-conducting layer, which is designed as a heat-resistant and mechanically resistant protective layer.
Die erste innere wärmebeständige Schutzschicht 4 ist z.B. als geflochtener Schlauchkörper ausgebildet, wobei die Flechtstränge aus aus Glasfilamenten bestehenden Fäden aufgebaut sind. Vorzugsweise ist die erste innere Schutzschicht 4 als geflochtener oder geklöppelter Glasseidenschlauch ausgebildet, wobei die Filamente aus einem &Egr;-Glas, einem D-Glas, einem R-Glas oder einem AR-Glas, bevorzugt aus einem &Egr;-Glas mit einer Dichte &rgr; « 2,6 g/cm3 hergestellt sind. Die Glasfilamente haben ihren Erweichungspunkt im Bereich zwischen etwa 770° C und 990° C, insbesondere bei ca. 84 5° C (E-Glas). Derartige Glasfilamente haben eine Wärmebeständigkeit bei unveränderten Eigenschaften bis zu etwa 350° C (D-Glas, R-Glas, AR-Glas) sowie bis etwa 300° C (E-Glas) und weisen bis zu Temperaturen von ca. 73 0° C (D-Glas, R-Glas, AR-Glas) , oder bis zu Temperaturen ca. 600° C (E-Glas) keinen Verlust der Reißfestigkeitseigenschaften auf.The first inner heat-resistant protective layer 4 is designed, for example, as a braided hose body, the braided strands being made up of threads consisting of glass filaments. The first inner protective layer 4 is preferably designed as a braided or bobbin-woven glass silk hose, the filaments being made of an ε-glass, a D-glass, an R-glass or an AR-glass, preferably of an ε-glass with a density ρ « 2.6 g/cm 3 . The glass filaments have their softening point in the range between about 770° C and 990° C, in particular at about 84 5° C (E-glass). Such glass filaments have a heat resistance with unchanged properties up to about 350° C (D-glass, R-glass, AR-glass) and up to about 300° C (E-glass) and show no loss of tear resistance properties up to temperatures of about 73 0° C (D-glass, R-glass, AR-glass) or up to temperatures of about 600° C (E-glass).
Solche Glasfilamente weisen eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit &lgr; auf, welche etwa 0,8 bis 1,2 W/mK, insbesondere 1,0 W/mK beträgt. Die Glasfilamente weisen eine Zugfestigkeit von ca. 2500 MPa, insbesondere 3400 MPa (E-Glas) auf. Glasseidenschläuche aus den genannten Glasfilamenten sind außerdem feuerbeständig und nicht brennbar. Die erste innere, wärmebeständige Schutzschicht 4 ist außerdem vorteilhafterweise imprägniert oder gelackt, damit zwischen den Filamenten bzw. den Fäden ein mechanischer Verbund ausgebildet ist und somit der Glasseidenschlauch eine dauerhafte, im Querschnitt rundrohrförmige Raumform erhält und diese bei der weiteren Be- oder Verarbeitung beibehält.Such glass filaments have a relatively low thermal conductivity λ, which is approximately 0.8 to 1.2 W/mK, in particular 1.0 W/mK. The glass filaments have a tensile strength of approximately 2500 MPa, in particular 3400 MPa (E-glass). Glass silk tubes made from the above-mentioned glass filaments are also fire-resistant and non-flammable. The first inner, heat-resistant protective layer 4 is also advantageously impregnated or varnished so that a mechanical bond is formed between the filaments or threads and the glass silk tube thus has a permanent, round-tubular cross-section spatial shape and retains this during further processing.
Als Imprägnierung für den Glasseidenschlauch eignen sich Imprä-Impregnating agents are suitable for the glass silk hose.
gnierungen auf Basis von Polytetraflourethylen, Silikon oder Polyurethan, wobei die Polytetraflourethylen-Imprägnierung temperaturbeständig bis etwa 2 60° C, die Silikon-Imprägnierung temperaturbeständig bis etwa 22 0° C und die Polyurethan-Imprägnierung temperaturbeständig bis etwa 155° C ist. Vorteilhafterweise werden die kostengünstigeren Imprägnierungen aus Polyurethan und Silikon gewählt. Die Imprägnierung bzw. Tränkung mit Lack des Glasseidenschlauchmaterials dient lediglich zur Raumformstabilisierung des Glasseidenschlauchs bis zur Montage. Nach der Montage der ersten inneren wärmebeständigen Schutzschicht 4, d.h., des Galsseidenschlauches, z.B. auf dem Wellrohr 2 ist es für die Funktion als hitzebeständige Schutzschicht 4 unerheblich, ob die Imprägnierung bzw. Lacktränkung des Glasseidenschlauches erhalten bleibt oder nicht, da die Raumform durch die stützende Wirkung des ummantelten Wellrohres 2 oder Kabelbaumes erhalten bleibt. Somit dient die Imprägnierung bzw. Lacktränkung lediglich der vereinfachten Montage, weil bei der Montage die erste innere wärmebeständige Schutzschicht 4 vorteilhafterweise selbsttragend ihre rohrförmige Raumform beibehalten soll.Impregnations based on polytetrafluoroethylene, silicone or polyurethane, whereby the polytetrafluoroethylene impregnation is temperature-resistant up to about 260° C, the silicone impregnation is temperature-resistant up to about 220° C and the polyurethane impregnation is temperature-resistant up to about 155° C. The less expensive impregnations made of polyurethane and silicone are advantageously selected. The impregnation or soaking of the glass silk hose material with varnish only serves to stabilize the three-dimensional shape of the glass silk hose until assembly. After the first inner heat-resistant protective layer 4, i.e. the glass silk hose, e.g. on the corrugated pipe 2, has been installed, it is irrelevant for the function as a heat-resistant protective layer 4 whether the impregnation or varnish impregnation of the glass silk hose is retained or not, since the spatial shape is retained by the supporting effect of the coated corrugated pipe 2 or cable harness. The impregnation or varnish impregnation therefore only serves to simplify assembly, because during assembly the first inner heat-resistant protective layer 4 should advantageously retain its tubular spatial shape in a self-supporting manner.
Die Imprägnierung bzw. Lacktränkung des Glasseidenschlauches erleichtert zudem die Handhabbarkeit der Glasseidenschläuche, da an einer endseitigen Schnittkante der Glasseidenschläuche die Fäden bzw. Filamente durch die Imprägnierung zusammengehalten werden und somit ein Ausfransen an den Enden des Glasseidenschlauches zuverlässig verhindert ist.The impregnation or varnish impregnation of the glass silk hose also makes the glass silk hose easier to handle, since the threads or filaments are held together by the impregnation at a cut edge of the glass silk hose, thus reliably preventing fraying at the ends of the glass silk hose.
Die erste, wärmebeständige Schutzschicht 4 außenseitig, vorzugsweise anliegend umgebend ist die zweite Schutzschicht 5, welche als Wärmeleitschicht ausgebildet ist, angeordnet (Fig. 1 bis 4) . Die zweite Schutzschicht 5 besteht aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, insbesondere aus Aluminium und ist als Metalldrahtgebilde, beispielsweise als Maschengebilde, z.B. als Aluminiumdrahtgestrick oder Aluminiumdrahtgewirke ausgebildet.The first, heat-resistant protective layer 4 is surrounded on the outside, preferably adjacently, by the second protective layer 5, which is designed as a heat-conducting layer (Fig. 1 to 4). The second protective layer 5 consists of a material with good heat conduction, in particular aluminum, and is designed as a metal wire structure, for example as a mesh structure, e.g. as an aluminum wire mesh or aluminum wire knit.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die zweite Schutzschicht 5 (Fig. 3) als eingängiges Metalldrahtgestrick aus einem Metall-According to a first embodiment, the second protective layer 5 (Fig. 3) is designed as a single-threaded metal wire mesh made of a metal
draht 8 ausgebildet. Der Metalldraht 8 besteht aus Aluminium und weist einen Durchmesser von ca. 0,11 mm auf. Der Aluminiumdraht 8 ist mittels eines Rundstrickverfahrens eingängig spiralförmig umlaufend verstrickt, so daß Maschen 9 ausgebildet sind. Die Maschen 9 haben eine Maschenhöhe H im Bereich von 1,3 bis 3 mm, insbesondere 1,7 bis 2/3 mm und weisen zueinander einen Maschenabstand W von 1 bis 3 mm, insbesondere 1,4 bis 1,7 mm auf.wire 8. The metal wire 8 is made of aluminum and has a diameter of approximately 0.11 mm. The aluminum wire 8 is knitted in a spiral shape using a circular knitting process so that stitches 9 are formed. The stitches 9 have a stitch height H in the range of 1.3 to 3 mm, in particular 1.7 to 2/3 mm, and have a stitch spacing W of 1 to 3 mm, in particular 1.4 to 1.7 mm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform (Fig. 4) ist die zweite Schutzschicht 5 mittels zweier Drähte 10, 11 zweigängig spiralförmig rundgestrickt, wobei jeweils die durch den Draht 10 ausgebildeten Maschen 10a unter Bildung von freien Maschen 11a mittels des Drahtes 11 verbunden sind, wobei die freien Maschen 11a im darauffolgenden Umlauf in gleicher Weise vom Draht 10 unter Bildung freier Maschen 10a verbunden sind. Ein derartiges zweigängiges Verstricken zweier Drähte 10, 11 hat den Vorteil, daß nach dem Abschneiden eines so gestrickten Schlauchkörpers im Gegensatz zum eingängig verstrickten Schlauchkörper ein unbeabsichtigtes Auftrennen von einer End-, z.B. Schnittkante des Schlauchkörpers her verhindert ist, weil sich z.B. durch Anziehen an einem freien Drahtende 11b bzw. 10b lediglich eine über maximal einen Umfang verlaufende Maschenreihe auflösen läßt und sich danach eine Verknotung bildet, welche ein weiteres Auftrennen des Gestricks verhindert.According to a further embodiment (Fig. 4), the second protective layer 5 is circularly knitted in a two-thread spiral shape by means of two wires 10, 11, wherein the stitches 10a formed by the wire 10 are connected by means of the wire 11 to form free stitches 11a, wherein the free stitches 11a are connected in the same way by the wire 10 in the subsequent circuit to form free stitches 10a. Such a two-thread knitting of two wires 10, 11 has the advantage that, in contrast to the single-thread knitted tubular body, after cutting off a tubular body knitted in this way, an unintentional unraveling from an end, e.g. cut edge of the tubular body is prevented, because, for example, by pulling on a free wire end 11b or 10b, only a row of stitches running over a maximum of one circumference can be unraveled and a knot is then formed which prevents further unraveling of the knitted fabric.
Die zweite Schutzschicht 5 anliegend umgebend ist die dritte Schutzschicht 6, welche als mechanisch widerstandsfähige Schutzschicht ausgebildet ist, angeordnet. Die äußerste Schutzschicht 6 ist analog zur zweiten Schutzschicht 5 als Metalldrahtgebilde, insbesondere als Metalldrahtgestrick ausgebildet, wobei der das Gestrick bildende Draht 8, 10, 11 (vgl. Fig. 3) vorzugsweise aus einem Edelstahl, insbesondere enthaltend 12 % bis 18 % Chrom ausgebildet ist. Wesentlich ist, daß für das Material der äußersten Schutzschicht 6 ein Metall ausgewählt ist, welches in der elektro-chemischen Spannungsreihe nahe bei dem für die zweite Schutzschicht 5 gewählten Metall liegt, so daß unter Feuchtigkeitseinwirkung eine elektro-chemische Zersetzung der Metall-The third protective layer 6, which is designed as a mechanically resistant protective layer, is arranged adjacently surrounding the second protective layer 5. The outermost protective layer 6 is designed as a metal wire structure, in particular as a metal wire mesh, analogously to the second protective layer 5, whereby the wire 8, 10, 11 forming the mesh (see Fig. 3) is preferably made of stainless steel, in particular containing 12% to 18% chromium. It is important that a metal is selected for the material of the outermost protective layer 6 which is close in the electrochemical series to the metal selected for the second protective layer 5, so that an electrochemical decomposition of the metal
gestricke vermieden ist. Die Maschenweite W und die Maschenhöhe H der Schutzschicht 6 kann gleich denen der Schutzschicht 5 sein, sind jedoch zweckmäßigerweies etwas größer oder kleiner, damit die Schutzschicht 6 sicher außerhalb der Schutzschicht 5 liegt und sich die Maschen der Schichten 5, 6 möglichst nicht ineinanderlegen können. Dies gewährleistet, daß Maschen der Schutzschicht 5 sicher nicht mit einem Scheuerpartnerteil in Berührung kommen und somit nicht zerstört werden.knitted fabrics are avoided. The mesh width W and the mesh height H of the protective layer 6 can be the same as those of the protective layer 5, but are expediently somewhat larger or smaller so that the protective layer 6 lies safely outside the protective layer 5 and the meshes of the layers 5, 6 cannot overlap. This ensures that the meshes of the protective layer 5 do not come into contact with a scouring partner part and are therefore not destroyed.
Die äußerste Schutzschicht 6, welche als Edelstahlgestrick das Aluminiumgestrick der zweiten Schutzschicht 5 umgibt, ist gegenüber mechanischen Einflüssen, z.B. Scheuern wesentlich widerstandsfähiger als ein aus einem Leichtmetall, z.B. Aluminium ausgebildetes Gestrick. Weiterhin ist durch die Ummantelung der innersten Schutzschicht 4, insbesondere des Glasseidenschlauches mittels zweier Metallgestricke ein den Glasseidenschlauch umgebendes, mindestens 2-lagiges Maschenpolster gebildet, welches im Falle einer scheuernden Belastung sowohl in Radial- als auch in Axial- und Umfangsrichtung federnd nachgeben kann und somit durch elastische Verformung der Maschen eine scheuernde Bewegung der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 1 an einem benachbarten Bauteil innerhalb des Maschenpolsters abgebaut wird.The outermost protective layer 6, which is made of stainless steel mesh and surrounds the aluminum mesh of the second protective layer 5, is significantly more resistant to mechanical influences, e.g. abrasion, than a mesh made of a light metal, e.g. aluminum. Furthermore, by covering the innermost protective layer 4, in particular the glass silk tube, with two metal meshes, a mesh pad with at least two layers is formed that surrounds the glass silk tube, which can give way in a resilient manner in both the radial and axial and circumferential directions in the event of an abrasive load, and thus an abrasive movement of the protective device 1 according to the invention on an adjacent component within the mesh pad is reduced by elastic deformation of the mesh.
Eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 1 eignet sich grundsätzlich zur direkten Ummantelung einzelner Leiterdrähte 3, wobei sich insbesondere ein Schichtaufbau aus einem Glasseidenschlauch 4, einer zweiten Schutzschicht 5 aus einem Aluminiumgestrick und einer äußersten Schutzschicht 6 aus einem Edelstahlgestrick bewährt hat.A protective device 1 according to the invention is basically suitable for the direct sheathing of individual conductor wires 3, wherein a layer structure consisting of a glass silk tube 4, a second protective layer 5 made of an aluminum knit and an outermost protective layer 6 made of a stainless steel knit has proven particularly suitable.
Ist der zu schützende Gegenstand, z.B. der/die Leiterdrähte 3, in einem Bereich verlegt, in dem eine sehr hohe, peakartige und zeitlich begrenzte Hitzebeaufschlagung vorliegt, wie z.B. in Stauhitzebereichen nach dem Abstellen eines Kraftfahrzeuges, so ist zwischen der Schutzvorrichtung 1 und dem zu schützenden Gegenstand zweckmäßigerweise ein Wellrohr 2 angeordnet, in dem die zu schützenden Leiterdrähte 3 verlegt sind. Bedingt durchIf the object to be protected, e.g. the conductor wire(s) 3, is laid in an area in which there is a very high, peak-like and time-limited heat impact, such as in areas of accumulated heat after a motor vehicle has been parked, a corrugated pipe 2 is expediently arranged between the protective device 1 and the object to be protected, in which the conductor wires 3 to be protected are laid. Due to
die Geometrie des Wellrohrs 2 berühren lediglich die Wellenberge die innerste Schutzschicht 4 und die Wellentäler die Leiterdrähte 3 , so daß der Wärmeeintrag aus der Schutzschicht 4 in das Wellrohr 2 vermindert ist. Besonders stark reduziert ist somit der Wärmeeintrag in die zu schützenden Leiterdrähte 3, weil das Wellrohr 2 als Abstandshalter zwischen den Leiterdrähten 3 und der ersten Schutzschicht 4 wirkt, wobei die in den rillenförmigen Zwischenräumen zwischen zwei Wellenbergen des Wellrohrs 2 vorhandene Luft zusätzlich wärmedämmend wirkt. Insbesondere kann durch ein Wellrohr 2 die Durchtrittszeit von auf die Schutzeinrichtung 1 einwirkender Wärme ins Innere des Wellrohres 2 erheblich verlängert werden. Bei langfristiger Wärmebeaufschlagung trägt ein Wellrohr 2 nicht wesentlich zur Temperaturabsenkung der sich langfristig einstellenden Innenraumtemperatur, welche maßgeblich ist für die thermische Belastung der Leiterdrähte 3 bei. Insofern kann in Bereichen zeitlich konstanter Wärmebeaufschlagung zumeist ohne weiteres auf den Einsatz eines Wellrohres 2 verzichtet werden.the geometry of the corrugated pipe 2 means that only the wave crests touch the innermost protective layer 4 and the wave troughs touch the conductor wires 3, so that the heat input from the protective layer 4 into the corrugated pipe 2 is reduced. The heat input into the conductor wires 3 to be protected is thus particularly greatly reduced because the corrugated pipe 2 acts as a spacer between the conductor wires 3 and the first protective layer 4, with the air present in the groove-shaped spaces between two wave crests of the corrugated pipe 2 having an additional heat-insulating effect. In particular, a corrugated pipe 2 can significantly extend the time it takes for heat acting on the protective device 1 to pass through to the interior of the corrugated pipe 2. In the case of long-term heat exposure, a corrugated pipe 2 does not contribute significantly to lowering the long-term interior temperature, which is crucial for the thermal load on the conductor wires 3. In this respect, in areas of constant heat exposure over time, the use of a corrugated pipe 2 can usually be dispensed with without further ado.
Zur Fixierung des Aluminium- und des Edelstahlgestricks auf dem Glasseidenschlauch 4 in Axialrichtung der Schutzvorrichtung 1, welche im wesentlichen nur bis zur Montage der Schutzvorrichtung 1 gewährleistet sein muß, kann durch Aufbringen einer Kunststoffschicht, welche die Maschen 8, 10a, 11a der Schichten 5, 6 untereinander und gegenüber dem Glasseidenschlauch etwas fixiert, angebracht sein. Eine derartige Bindeschicht kann beispielsweise eine dünne Silikon- oder Imprägnierungs- oder Lackschicht sein. Ebenfalls hierzu geeignet ist ein Sprühkleber. Eine solche Fixierung der Schutzschichten 5, 6 gegenüber dem Glasseidenschlauch 4 hat außerdem den Vorteil, daß beim Ablängen einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 1 sich die Strickschichten nicht axial zusammenziehen, so daß die Schnittkanten des Glasseidenschlauches 4, der Schutzschicht 5 und der Schutzschicht 6 nach dem Abschneiden miteinander fluchten.In order to fix the aluminum and stainless steel knit on the glass silk tube 4 in the axial direction of the protective device 1, which essentially only has to be ensured until the protective device 1 is installed, a plastic layer can be applied which slightly fixes the meshes 8, 10a, 11a of the layers 5, 6 to one another and to the glass silk tube. Such a binding layer can be, for example, a thin silicone or impregnation or lacquer layer. A spray adhesive is also suitable for this purpose. Such a fixation of the protective layers 5, 6 to the glass silk tube 4 also has the advantage that when a protective device 1 according to the invention is cut to length, the knit layers do not contract axially, so that the cut edges of the glass silk tube 4, the protective layer 5 and the protective layer 6 are aligned with one another after cutting.
Im folgenden wird die wärmeabschirmende Funktion der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung näher erläutert.The heat-shielding function of the protective device according to the invention is explained in more detail below.
Zonal in die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 1 eingeleitete Wärme, insbesondere Strahlungswärme trifft auf die äußerste Schutzschicht 6, beispielsweise den Edelstahlstrickschlauch auf, wobei ein Teil der eingeleiteten Wärmemenge auf den die Maschen 9 ausbildenden Edelstahldraht 8 auftrifft und diesen erwärmt und ein anderer Teil auf die Maschen 9 der wärmeleitenden Schutzschicht 5 bestehend aus einem Aluminiumgestrick gelangt. Die auf den Edelstahldrähten 8 auftreffende Wärme wird zum Teil hin zu kühleren Abschnitten des Edelstahstrickschlauches geleitet und zum anderen Teil durch Wärmeleitung an die wärmeleitende Schutzschicht 4, hier das Aluminiumgestrick, abgegeben. In der wärmeleitenden Schicht 5 erfolgt eine schnelle Ableitung der zonal aufgebrachten Wärme in Bereiche der Schutzschicht 5, die keine derartige Wärmebelastung aufweisen. Dort wird der wärmeleitenden Schutzschicht durch die geringere Umgebungstemperatur direkt über die als "Kühlrippen" wirkenden Maschen 9, 10a, 11a Wärme entzogen, so daß im Bereich der zonalen Wärmebelastung eine Kühlung stattfindet. Neben der Wärmeleitung in Längsrichtung der Ummantelung findet sich selbstverständlich auch eine Wärmeleitung durch die Wärmeleitschicht 5 hin zur innersten Schutzschicht 4 statt. Die innerste Schutzschicht 4, im Ausführungsbeispiel der Glasseidenschlauch, ist selbst sehr stark hitzebeständig und ein schlechter Wärmeleiter so daß die in die innerste Schutzschicht 4 eingebrachte Wärme nur zu einem sehr geringen Teil an die von der innersten Schutzschicht 4 ummantelten Teile abgegeben wird. Somit erfolgt die Hauptwärmeableitung in Längsrichtung der Schutzvorrichtung 1 hin zu kühleren Bereichen, wo eine Wärmeabfuhr an die Umgebung stattfindet. Zusätzlich wärmedämmend für zu ummantelnde Leiterdrähte wirkt, wie oben bereits erwähnt, ein zwischen den Leiterdrähten 3 und der inneren Schutzschicht 4 angeordnetes Wellrohr 2, welches bedingt durch dessen wellenförmige Mantelgeometrie als Abstandshalter zwischen den zu schützenden Leiterdrähten und der innersten Schutzschicht 4 wirkt, so daß zum einem durch die sehr geringen Berührungsflächen des Wellrohres 2 sowohl mit der innersten Schutzschicht 4 als auch mit den Leiterdrähten 3 als auch durch die zwischen Wellenbergen vorhandenen Luftpolster der Wärmeüber-Heat introduced zonally into the protective device 1 according to the invention, in particular radiant heat, strikes the outermost protective layer 6, for example the stainless steel knitted hose, with part of the introduced heat striking the stainless steel wire 8 forming the mesh 9 and heating it up, and another part reaching the mesh 9 of the heat-conducting protective layer 5 consisting of an aluminum knit. The heat striking the stainless steel wires 8 is partly conducted to cooler sections of the stainless steel knitted hose and partly released by heat conduction to the heat-conducting protective layer 4, here the aluminum knit. In the heat-conducting layer 5, the heat applied zonally is quickly dissipated into areas of the protective layer 5 that do not have such a heat load. There, heat is extracted from the heat-conducting protective layer due to the lower ambient temperature directly via the meshes 9, 10a, 11a, which act as "cooling fins", so that cooling takes place in the area of the zonal heat load. In addition to heat conduction in the longitudinal direction of the casing, heat conduction also takes place through the heat-conducting layer 5 to the innermost protective layer 4. The innermost protective layer 4, in the example the glass silk tube, is itself very heat-resistant and a poor heat conductor, so that only a very small part of the heat introduced into the innermost protective layer 4 is transferred to the parts covered by the innermost protective layer 4. The main heat dissipation thus takes place in the longitudinal direction of the protective device 1 to cooler areas, where heat is dissipated to the environment. As already mentioned above, a corrugated pipe 2 arranged between the conductor wires 3 and the inner protective layer 4 also acts as a heat-insulating element for the conductor wires to be sheathed. Due to its wave-shaped sheath geometry, the corrugated pipe 2 acts as a spacer between the conductor wires to be protected and the innermost protective layer 4, so that the heat transfer is reduced due to the very small contact surfaces of the corrugated pipe 2 with both the innermost protective layer 4 and the conductor wires 3, as well as due to the air cushions present between the wave crests.
gang von der erwärmten innersten Schutzschicht 4 hin zu den zu schützenden Leiterdrähten 3 nochmals verringert ist.transition from the heated innermost protective layer 4 to the conductor wires 3 to be protected is further reduced.
Mit der erfindungsgemäßen Schutzummantelung 1 zumindest bestehend aus der innersten Schutzschicht 4 der Wärmeleitschicht 5 und der äußersten Schutzschicht 6 ist es in besonders kostengünstiger und platzsparender Art und Weise möglich, beispielsweise Leiterdrähte, welche thermisch und mechanisch, insbesondere in scheuernd hochbelasteten Bereichen eines Kraftfahrzeuges zu verlegen sind, vor diesen Einflüssen zuverlässig und wirkungsvoll zu schützen. Außerdem weist eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung eine sehr geringe Wandstärke auf und ist aufgrund der Ausbildung der Schutzschichten 5, 6 als Metalldrahtgebilde sehr leicht und in einem weiten Bereich biegbar.With the protective sheath 1 according to the invention, which consists at least of the innermost protective layer 4, the heat-conducting layer 5 and the outermost protective layer 6, it is possible to reliably and effectively protect, for example, conductor wires which are to be laid thermally and mechanically, in particular in areas of a motor vehicle subject to high abrasive loads, from these influences in a particularly cost-effective and space-saving manner. In addition, a protective device according to the invention has a very low wall thickness and is very light and can be bent over a wide range due to the design of the protective layers 5, 6 as metal wire structures.
Selbstverständlich liegt es auch im Bereich der Erfindung den vorbeschriebenen Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 1 aus einer inneren wärmebeständigen Schutzschicht 4 einer wärmeleitenden zweiten Schutzschicht 5 und einer mechanisch widerstandsfähigen Schutzschicht 6 mehrfach aufeinanderfolgend auszubilden, so daß eine erhöhte Wärmeabschirmung erreichbar ist. Es hat sich gezeigt, daß ein mehrfaches Wiederholen des erfindungsgemäßen Schichtaufbaus, die sich im Innenraum der Schutzvorrichtung 1 einstellende Temperatur mit zunehmender Anzahl der Wiederholungen immer weniger abzusenken vermag, so daß wohl in den meisten Fällen ein höchstens dreifache Wiederholung des vorbeschriebenen Schichtaufbaus aus den Schichten 4, 5, 6 wirtschaftlich sinnvoll ist.It is of course also within the scope of the invention to form the above-described basic structure of a protective device 1 according to the invention from an inner heat-resistant protective layer 4, a heat-conducting second protective layer 5 and a mechanically resistant protective layer 6 several times in succession, so that increased heat shielding can be achieved. It has been shown that repeated multiple times of the layer structure according to the invention is able to reduce the temperature that develops in the interior of the protective device 1 less and less with increasing number of repetitions, so that in most cases a maximum of three repetitions of the above-described layer structure from layers 4, 5, 6 is economically viable.
Besonders vorteilhaft ist es, die Schutzschichten 5, 6 zumindest zweigängig aus zumindest zwei Drähten zu stricken, da wie vorbeschrieben ein Auftrennen eines solchen Gestrickes nicht möglich ist und zudem durch ein Weiterziehen an einem der Drähte 10, 11 nach der Ausbildung einer Verknotung ein Einschnüren des Gestrickschlauchendes bewirkt werden kann, so daß in einfacher Art und Weise eine axiale Fixierung der Schichten 5, 6 auf dem Glasseidenschlauch 4 erreichbar ist.It is particularly advantageous to knit the protective layers 5, 6 at least two-threaded from at least two wires, since, as described above, it is not possible to unravel such a knitted fabric and, in addition, by further pulling on one of the wires 10, 11 after the formation of a knot, the end of the knitted tube can be constricted, so that an axial fixation of the layers 5, 6 on the glass silk tube 4 can be achieved in a simple manner.
Erfindungsgemäß können die Schutzschichten 5, 6 selbstverständlich auch als Gewirke, Geflecht, Gewebe oder dergleichen Metalldrahtgebilde ausgebildet sein, wobei die äußerste Schutzschicht 6 zweckmäßigerweise freie Durchgänge, wie z.B. Maschen oder Flechtstrangzwischenräume aufweist, damit z.B. Strahlungswärme möglichst ungehindert auf die darunterliegende Wärmeableitschicht 5 auftreffen kann.According to the invention, the protective layers 5, 6 can of course also be designed as knitted fabrics, braids, woven fabrics or similar metal wire structures, wherein the outermost protective layer 6 expediently has free passages, such as meshes or interstices between braid strands, so that e.g. radiant heat can impinge on the underlying heat dissipation layer 5 as unhindered as possible.
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