DE3631699A1

DE3631699A1 - Flammbestaendige elektrische leitung

Info

Publication number: DE3631699A1
Application number: DE19863631699
Authority: DE
Inventors: Siegfried Richter; Helmar Hetz
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1988-03-24
Anticipated expiration: 2006-09-19
Also published as: DE3631699C2; EP0260373A2; US4810835A; ATE70383T1; GB2195817B; EP0260373A3; GB2195817A; EP0260373B1; GB8721922D0; SG61591G

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flammbeständige elektrische Leitung, bestehend aus mindestens einem elektrischen Leiter, einer denselben umgebenden Isolierung und einem mit überlappenden Kanten um den isolierten Leiter herumgewickelten Band aus Glasgewebe, das einseitig mit einer Metallschicht versehen ist (DE-PS 30 44 871).

"Leitungen" im Sinne der Erfindung sollen solche Leitungen sein, mit denen nachrichtentechnische Signale verlustarm und störungsfrei übertragen werden können. Es handelt sich also prinzipiell um Hochfrequenz (HF)-Leitungen und um Niederfrequenz (NF)-Leitungen. HF-Leitungen werden beispielsweise bei Richtfunk- und Antennenanlagen sowie in UKW-, Rundfunk- und Fernsehempfangsanlagen eingesetzt. NF-Leitungen werden beispielsweise für die Elektroakustik und die tonfrequente Meßtechnik benötigt. Mit nur einem Leiter werden sie beispielsweise als Anschlußlitze für Kristallmikrofone, Magnettonköpfe und Diktiergeräte verwendet.

Für den Aufbau der Leitungen und für die dabei verwendeten Materialien werden grundsätzlich nur deren elektrische Eigenschaften zur Erzielung bester Übertragungseigenschaften berücksichtigt. Für viele Anwendungen, wie beispielsweise bei der Installation in Gebäuden oder Schaltanlagen, muß aber außerdem sichergestellt sein, daß die Leitungen im Brandfall selbst nicht brennen und ihre Funktion auch bei sehr hohen Temperaturen zumindest für eine bestimmte Zeitdauer aufrecht erhalten können. In diesem Sinne sollen unter dem Wort "flammbeständig" die besonderen Eigenschaften einer elektrischen Leitung im Brandfall verstanden werden, zu denen auch Raucharmut, Unbrennbarkeit und Halogenfreiheit gehören.

In der DE-OS 28 00 688 ist ein elektrisches Kabel mit Leitern beschrieben, deren Isolierung aus einem Glimmerband und einer darüber liegenden Schicht aus Gummi besteht. Die isolierten Leiter (Adern) dieses Kabels sind mit einem Aluminium-Kunststoff-Laminat umwickelt. Um die aus den Adern bestehende Kabelseele ist ein Polyesterband herumgewickelt, über welchem eine Schicht aus einem mit Aluminiumhydroxid gefüllten thermoplastischen Elastomer angebracht ist. Darüber ist eine Glasfibermatte aufgewickelt, über welcher sich eine geflochtene Metallpanzerung befindet. Als äußerer Schutzmantel ist eine Schicht aus chlorsulfoniertem Polyäthylen angebracht. Der Aufwand zur Herstellung eines solchen Kabels ist erheblich. Das gilt sowohl für die Leiter, deren Isolierung ein Glimmerband umfaßt, als auch für das ganze Kabel, dessen die Kabelseele umgebender Mantel aus fünf unterschiedlichen Schichten besteht, die nicht in einem Arbeitsgang aufgebracht werden können. Ein solches Kabel ist daher wirtschaftlich kaum verwertbar.

Die Leitung nach der eingangs erwähnten DE-PS 30 44 871 ist wesentlich einfacher aufgebaut. Über der durch mehrere isolierte Leiter gebildeten Seele sind hier nur ein mit Aluminium beschichtetes Polyesterband und ein äußerer Schutzmantel aus Kunststoff angebracht. Für die Isolierung der Leiter ist eine hochgefüllte Polyvinylchlo rid-Mischung verwendet. Es soll dadurch erreicht werden, daß die Isolierung auch bei sehr hohen Temperaturen von über 1000°C noch stabil bleibt, so daß Kurzschlüsse vermieden werden. Für Einsatzzwecke mit hohen Anforderungen an die Übertragungseigen schaften ist diese bekannte Leitung wegen des speziellen Isoliermaterials nicht verwendbar. Wenn außerdem aus irgend einem Grunde doch Feuer an das Polyvinylchlorid gelangt, dann beginnt dasselbe zu brennen, wodurch hochgiftiges und gefährliches Chlorgas frei würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flammbeständige Leitung anzugeben, die unter Beibehaltung eines einfachen Aufbaus hohen Anforderungen an ihre Übertragungseigenschaften genügt und auch bei Temperaturen von über 1000°C unbrennbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Leitung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

- daß die Isolierung des Leiters aus einem halogenfreien polymeren Kunststoff besteht,
- daß über der Isolierung eine metallische Abschirmung angebracht ist,
- daß das Band mit außen liegender Metallschicht um die Abschirmung herumgewickelt ist,
- daß die Breite der Überlappung zwischen 7% und 35% der Breite des Bandes liegt und
- daß über dem Band ein Mantel aus Isoliermaterial angebracht ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Für die Isolierung des Leiters ist ein halogenfreier polymerer Kunststoff, wie beispielsweise Polyäthylen, verwendet, durch welchen die günstigen Übertragungseigenschaften der Leitung garantiert sind. Dieses Material wird der guten Übertragungseigenschaften wegen in Kauf genommen, obwohl es an sich brennbar ist. Es wird aber durch das mit einer bestimmten und vorher festgelegten Überlappung aufgewickelte Band aus mit Metall beschichtetem Glasgewebe so wirksam geschützt, daß es nicht brennen kann. Das Band ist so auf die Isolierung bzw. die Abschirmung aufgewickelt, daß die Metallschicht außen liegt. Es wirkt daher für eine Flamme wie ein geschlossenes metallisches Rohr. Andererseits ist aber die Überlappung so gering bemessen, daß dieses "Rohr" genügend Spalte aufweist, damit die bei großer Hitze innerhalb desselben entstehenden Gase entweichen können. Ein Aufplatzen der durch das Band gegebenen Umhüllung ist dadurch vermieden. Die für den Einsatzzweck der Leitung erforderliche Abschirmung ist ebenfalls von dem Band umgeben und daher durch dasselbe mit geschützt. Der als äußere Schicht aufgebrachte Mantel dient als mechanischer Schutz der ganzen Leitung und insbesondere für das Band.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Leitung nach der Erfindung mit absatzweise entfernten Schichten.

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 entlang der Linie II-II in vergrößerter Darstellung.

Fig. 3 eine Seitenansicht einer gegenüber Fig. 1 abgeänderten Leitung.

Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 entlang der Linie IV-IV in vergrößerter Darstellung.

In Fig. 1 ist eine HF-Leitung mit einem Leiter 1, einer Isolierung 2 und einer Abschirmung 3 dargestellt. Der Leiter 1 kann als Litzenleiter mit einer Vielzahl von zusammengefaßten Einzeldrähten oder auch als Massivleiter ausgebildet sein. Er besteht vorzugsweise aus Kupfer. Die über der Isolierung 2 liegende Abschirmung 3 - bei HF-Leitungen auch als "Außenleiter" bezeichnet - kann aus geflochtenen oder aufgeseilten Einzeldrähten (Fig. 1) bestehen. Sie kann nach Fig. 3 aber auch aus einem um die Isolierung 2 herumgewickelten oder längsgefalteten Metallband bestehen. Auch die Abschirmung 3 besteht vorzugsweise aus Kupfer.

Als Material für die Isolierung 2 ist ein halogenfreier polymerer Kunststoff verwendet. Die Isolierung 2 besteht in bevorzugter Ausführungsform aus Polyäthylen. Dieses Material hat hervorragende elektrische Eigenschaften. Es ist daher bestens für HF-Leitungen geeignet. Die Isolierung 2 kann grundsätzlich auch aus einem anderen polymeren Kunststoff, wie beispielsweise Polypropylen. Diese Materialien sind alle gut brennbar. Für viele Einsatzfälle muß die HF-Leitung daher so aufgebaut werden, daß die Isolierung 2 nicht brennen kann.

Hierfür ist über der Abschirmung 3 ein Band 4 überlappend aufgewickelt, das aus einem einseitig mit einer Metallschicht versehenen Glasgewebe besteht. Die Metallschicht bedeckt das Band 4 über seine ganze Länge und Breite. Sie kann beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer bestehen. Die Metallschicht liegt in der Leitung außen. Über dem Band 4 ist ein Mantel 5 aus Isoliermaterial zum Schutz des Bandes 4 angebracht. Er kann beispielsweise aus einem flammwidrig eingestellten Copolymer des Polyäthylens bestehen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 kann über der Isolierung 2 noch eine halbleitende Schicht 6 angebracht sein, über der die Abschirmung 3 liegt. Die Schicht 6 dient der Vermeidung von Mikrofonie.

Die Leitung nach der Erfindung mit dem in den Ausführungsbeispielen dargestellten Aufbau ist flammbeständig. Sie brennt auch bei großer Hitze und offener Flamme nicht. Im Bereich einer offenen Flamme schmilzt nur der Mantel 5, so daß das Band 4 bzw. die Metallschicht desselben freigelegt wird. Das Band 4 stellt eine Barriere für offene Flammen dar. Es wirkt flammhemmend, so daß die umschlossene Leitung und insbesondere die an sich brennbare Isolierung 2 wirksam geschützt sind. Das gilt auch für Temperaturen von mehr als 1000°C.

Durch das überlappte Aufwickeln des Bandes 4 stellt dasselbe wirkungsmäßig ein gegen Flammen wirksames, geschlossenes metallisches Rohr dar. In diesem Rohr sind jedoch genügend große Spalte vorhanden, durch welche im Inneren desselben entstehende Gase entweichen können. Das ist bei sehr hohen Temperaturen erforderlich, bei denen sich das Material der Isolierung 2 zersetzt.

Die Überlappung der einzelnen Windungen des Bandes 4 darf daher nicht zu groß sein. Sie darf aber auch nicht zu klein sein, damit die durch das Band 4 gebildete geschlossene Lage beim Biegen der Leitung nicht aufgeht. Die Breite "B" der Überlappung soll daher zwischen 7% und 35% der Breite des Bandes 4 liegen. In bevorzugter Ausführungsform liegt die Breite der Überlappung bei 20%.

Claims

1. Flammbeständige elektrische Leitung, bestehend aus mindestens einem elektrischen Leiter, einer denselben umgebenden Isolierung und einem mit überlappenden Kanten um den isolierten Leiter herumgewickelten Band aus Glasgewebe, das einseitig mit einer Metallschicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Isolierung (2) des Leiters (1) aus einem halogenfreien polymeren Kunststoff besteht,
- daß über der Isolierung (2) eine metallische Abschirmung (3) angebracht ist,
- daß das Band (4) mit außen liegender Metallschicht um die Abschirmung (3) herumgewickelt ist,
- daß die Breite (B) der Überlappung zwischen 7% und 35% der Breite des Bandes (4) liegt und
- daß über dem Band (4) ein Mantel (5) aus Isoliermaterial angebracht ist.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der Überlappung bei 20% der Breite des Bandes (4) liegt.

3. Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Isolierung (2) und der Abschirmung (3) eine Schicht (6) aus halbleitendem Material angebracht ist.

4. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (3) als Geflecht oder Umseilung ausgebildet ist.

5. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (3) aus einem aufgewickelten oder längsgefalteten Metallband besteht.

6. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (2) aus Polyäthylen besteht.

7. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (5) aus einem flammwidrig eingestellten Copolymer des Polyäthylens besteht.

8. Verwendung einer Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Hochfrequenz-Leitung.