EP3239987A1 - Electrical conductor and use of the electrical conductor - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Die elektrische Leitung weist eine Leitungsseele und einen Leitungsmantel auf, wobei der Leitungsmantel aus einem halogenfreien und hochtemperaturbeständig Kunststoff mit einer Dauergebrauchstemperatur von größer 180°C und insbesondere von größer 200°C besteht.The electrical line has a line core and a cable jacket, wherein the cable jacket consists of a halogen-free and high-temperature resistant plastic with a continuous service temperature of greater than 180 ° C and in particular greater than 200 ° C.

Description

Translated fromGerman

Die Anmeldung betrifft eine elektrische Leitung und deren Verwendung speziell in hoch beanspruchten Bereichen, beispielsweise in einem Motorraum.The application relates to an electrical line and their use especially in high-stress areas, such as in an engine compartment.

Kabel und Leitungen, die in einem Motorraum eines Verbrennungsmotors, insbesondere einer großtechnischen Verbrennungsmotoranlage angeordnet sind, sind hohen Belastungen ausgesetzt. Unter großtechnischer Verbrennungsmotorlage wird hierbei insbesondere eine Diesel-Motoranlage verstanden, welche eine Leistung von üblicherweise mehreren Hundert kW oder auch mehrere tausend kW aufweist. Derartige Motoranlagen werden beispielsweise als Schiffsmotoren oder auch im Bahnverkehr eingesetzt.Cables and lines, which are arranged in an engine compartment of an internal combustion engine, in particular a large-scale engine system, are exposed to high loads. In this context, a large-scale combustion engine position is understood in particular to mean a diesel engine system which has a power of usually several hundred kW or even several thousand kW. Such engine systems are used for example as marine engines or in rail traffic.

Kabel, die in derartigen Motoranlagen verlegt sind, sind sowohl hohen Temperaturen als auch starken Vibrationen ausgesetzt. Häufig sind dabei die Leitungen, beispielsweise zu Bündeln zusammengefasst, innerhalb von temperaturbeständigen Wellschläuchen oder Wellrohre verlegt. Durch die Vibrationen führt dies auch zu einer hohen mechanischen Belastung durch Reibung an den gewellten und damit teilweise kantigen Innenmantelflächen des Wellrohrs. Je nach Motorentyp wird dabei eine unterschiedliche Anzahl von Leitungen innerhalb des Wellschlauchs geführt, was zu unterschiedlichen Packungsdichten und damit zu unterschiedlichen mechanischen Belastungen im Wellschlauch führt. Bei den Leitungen handelt es sich dabei typischerweise um Adern, also um lediglich mit einer Aderisolation versehene elektrische Leiter. Die Leiter sind dabei insbesondere als Litzenleiter ausgebildet.Cables laid in such engine systems are exposed to both high temperatures and strong vibrations. Frequently, the lines, for example, bundled into bundles, laid within temperature-resistant corrugated tubes or corrugated pipes. Due to the vibrations, this also leads to a high mechanical stress due to friction on the corrugated and thus partially edged inner lateral surfaces of the corrugated pipe. Depending on the type of engine, a different number of lines is guided inside the corrugated hose, which leads to different packing densities and thus to different mechanical loads in the corrugated hose. The cables are typically wires, that is to say electrical conductors which are only provided with a wire insulation. The conductors are designed in particular as a stranded conductor.

Neben den mechanischen und thermischen Anforderungen müssen die Leitungen auch eine hohe Resistenz gegen Betriebsstoffe oder sonstige Stoffe, wie beispielsweise Öle und Imprägnierharze, aufweisen. Darüber hinaus müssen sie eine ausreichende Flexibilität aufweisen. Zudem ist grundsätzlich eine möglichst kompakte Bauweise mit geringem Durchmesser sowie mit geringem Gewicht angestrebt.In addition to the mechanical and thermal requirements, the lines must also have a high resistance to operating materials or other substances, such as oils and impregnating resins. In addition, they must have sufficient flexibility. In addition, a compact design with a small diameter and low weight is always desirable.

Durch neuere Entwicklungen im Motorenbau verschärfen sich die thermischen sowie die mechanischen Anforderungen.Recent developments in engine construction are exacerbating the thermal and mechanical requirements.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Leitung anzugeben, welche insbesondere für den Einsatz in derartigen hochbelasteten Umgebungen, speziell innerhalb eines Motorraums eines großtechnischen Verbrennungsmotors geeignet ist.Based on this, the present invention seeks to provide an electrical line, which is particularly suitable for use in such highly loaded environments, especially within an engine compartment of a large-scale internal combustion engine.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Leitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Leitung umfasst dabei eine Leitungsseele sowie einen diesen umgebenden, isolierenden Leitungsmantel aus einem halogenfreien und hochtemperaturbeständigen Kunststoff, wobei die Dauergebrauchstemperatur der elektrischen Leitung bei oberhalb von 180 °C und insbesondere oberhalb von 200°C liegt. Durch die gezielte Verwendung eines derartigen Kunststoff-Isolationsmantels wird zum einen den höheren Temperaturen in modernen Motoranlagen Rechnung getragen. Bisherige typische Leitungen zeigten lediglich eine geringere Dauergebrauchstemperaturbeständigkeit. Gleichzeitig wird durch die halogenfreie Ausgestaltung Umweltanforderungen wie z.B. dem Brandschutz Rechnung getragen.The object is achieved by an electrical line with the features of claim 1. The line includes a line core and a surrounding, insulating cable jacket of a halogen-free and high temperature resistant plastic, wherein the continuous service temperature of the electrical line at above 180 ° C and in particular above 200 ° C. The targeted use of such a plastic insulation jacket on the one hand the higher temperatures in modern engine systems are taken into account. Previous typical conduits have shown only a lower continuous service temperature resistance. At the same time, due to the halogen-free design, environmental requirements such as e.g. taken into account the fire protection.

Unter Dauergebrauchstemperatur wird dabei verstanden, dass die Leitung dauerhaft oberhalb dieser Temperatur eingesetzt werden kann, ohne dass eine unmittelbare Beschädigung des Isolationsmantels und/oder der Leitung erfolgt, d.h. insbesondere. ohne dass sich bei dieser Temperatur die physikalischen Eigenschaften, wie z.B. Zugfestigkeit und Dehnung und / oder die elektrischen Eigenschaften, wie z.B. Spannungsfestigkeit sich über eine vorgegebene Zeit verschlechtern, z.B. um mehr als 5% oder mehr als 10% verschlechtern. Unter dauerhaft wird hierbei eine ununterbrochene Belastung von typischerweise mehreren 10 Stunden oder auch von mehreren Tagen verstanden, speziell wird hierunter die Eignung für den Dauerbetrieb oder bis zu einer Gebrauchsdauer von 3 Jahren verstanden. Insbesondere wird hierunter eine Dauer-Temperaturbeständigkeit gemäß DIN VDE 0881 (1986) verstanden.Under continuous service temperature is understood that the line can be used permanently above this temperature without direct damage to the insulation jacket and / or the line is done, ie in particular. without the physical properties, such as, for example, tensile strength and elongation and / or the electrical properties, such as, for example, dielectric strength, deteriorating at a temperature over a given time, eg by more than 5% or more than 10%. Under permanent here is an uninterrupted load of typically several 10 hours or even understood by several days, specifically this is the suitability for continuous operation or up to a service life of 3 years understood. In particular, this is understood as a long-term temperature resistance according to DIN VDE 0881 (1986).

Unter halogenfrei wird allgemein verstanden, dass das für den Leitungsmantel verwendete Material frei von Halogenen speziell gemäß IEC 60092-350 (2008) oder gemäß VG 95218-2 (2013) ist. Insbesondere weist der Leitungsmantel daher keine Kunststoffe auf, die ein Halogen wie Fluor oder Chlor enthalten.Halogen-free is generally understood to mean that the material used for the cable sheath is halogen-free in particular according to IEC 60092-350 (2008) or VG 95218-2 (2013). In particular, therefore, the cable jacket on no plastics containing a halogen such as fluorine or chlorine.

Als bevorzugte Ausgestaltung wird dabei als Material für den Leitungsmantel ein Polyimid (PI) und/oder ein Polyetheretherketon (PEEK) verwendet. Der Vorteil dieser beiden Werkstoffklassen ist darin zu sehen, dass sie jeweils eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit und Dauergebrauchstemperatur zeigen und gleichzeitig halogenfrei sind, also insbesondere keine Fluoride aufweisen. Der gesamte Leitungsmantel besteht daher aus einem dieser beiden Materialien oder auch aus einer Kombination dieser Materialen. Weitere Kunststoff-Materialien sind für den Leitungsmantel vorzugsweise nicht vorgesehen. Bei den verwendeten Materialien handelt es sich insbesondere um nicht gefüllte, nicht verstärkte Kunststoffe, d.h. es sind vorzugsweise keine insbesondere anorganischen Füllstoffe, wie Partikel oder Fasern (beispielsweise Glasfasern etc.) integriert. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit derartige Füllstoffe oder sonstige anorganische Bestandteile beizumischen.As a preferred embodiment, a polyimide (PI) and / or a polyetheretherketone (PEEK) is used as the material for the cable jacket. The advantage of these two classes of materials is the fact that they each show a very high temperature resistance and continuous use temperature and are also halogen-free, so in particular have no fluorides. The entire cable jacket therefore consists of one of these two materials or of a combination of these materials. Other plastic materials are preferably not provided for the cable jacket. In particular, the materials used are unfilled, unreinforced plastics, i. it is preferably not in particular inorganic fillers, such as particles or fibers (for example, glass fibers, etc.) integrated. In principle, however, it is also possible to mix such fillers or other inorganic constituents.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Leitung insgesamt als eine Ader ausgebildet, bei der also die Leitungsseele ein elektrischer Leiter ist, welcher von dem Leitungsmantel umgeben ist. Weitere konzentrisch um den elektrischen Leiter angeordnete Mäntel sind daher nicht vorgesehen. Weiterhin ist der Leitungsmantel selbst mehrlagig ausgebildet, wobei dieser eine innere Lage aus einem gewickelten Polyimidband und eine äußere Lage aus PEEK aufweist, wobei die äußere Lage auf die innere Lage aufextrudiert ist.In a particularly preferred embodiment, the line as a whole is formed as a wire, in which therefore the line core is an electrical conductor which is surrounded by the cable jacket. Further concentrically arranged around the electrical conductor coats are therefore not provided. Furthermore, the cable jacket itself is formed in multiple layers, wherein this has an inner layer of a wound polyimide tape and an outer layer of PEEK, wherein the outer layer is extruded onto the inner layer.

Mit einem derartigen bevorzugten Aufbau werden die unterschiedlichen Anforderungen für das vorgesehene Anwendungsgebiet in besonders bevorzugter Weise erfüllt. Durch die Bandierung der inneren Lage ist quasi eine "schwimmende" Lagerung des innenliegenden Leiters erreicht, so dass also der Leiter relativ zu der inneren Lage zumindest eine gewisse Beweglichkeit aufweist. Auch ist hierdurch vorzugsweise eine mechanische Entkopplung der beiden Lagen erreicht bzw. gewährleistet. Dies ist vor dem Hintergrund der hohen Vibrationsbeanspruchung von besonderer Bedeutung, um die gesamte Leitung möglichst beständig gegen Vibrationen auszugestalten. Bei einer unmittelbaren festen Verbindung zwischen der Oberfläche des Leiters, speziell wenn er als Litzenleiter ausgebildet ist, und dem Leitungsmantel können Vibrationen zur dauerhaften Stressbeanspruchung insbesondere der Einzeldrähte des Litzendrahtes führen, was zu einem Bruch derselben führen kann, so dass die Gefahr eines vorzeitigen Leitungsausfalls besteht oder zumindest die elektrischen Eigenschaften in unerwünschter Weise beeinflusst werden. Weiterhin wird durch die bandierte innere Lage eine hohe Flexibilität der Leitung, speziell im Hinblick auf Biegewechselbeanspruchungen gewährleistet.With such a preferred construction, the different requirements for the intended field of application are met in a particularly preferred manner. As a result of the banding of the inner layer, a "floating" mounting of the inner conductor is achieved, so that the conductor has at least a certain mobility relative to the inner layer. This also preferably achieves or ensures mechanical decoupling of the two layers. This is of particular importance against the background of the high vibration stress in order to design the entire line as resistant as possible to vibrations. In a direct firm connection between the surface of the conductor, especially if it is designed as a stranded conductor, and the cable jacket vibrations can lead to permanent stress stress, in particular the individual wires of the stranded wire, which can lead to breakage of the same, so that there is a risk of premature cable failure or at least the electrical properties are undesirably affected. Furthermore, a high flexibility of the line is guaranteed by the banded inner layer, especially with regard to Biegewechselbeanspruchungen.

Durch die aufextrudierter äußere Lage aus PEEK wird eine elektrisch sichere, dichte Isolierung geschaffen und zugleich auch eine Resistenz gegenüber äußeren Umgebungseinflüssen.The extruded outer layer of PEEK creates an electrically safe, dense insulation and at the same time a resistance to external environmental influences.

Darüber hinaus weist PEEK als äußere Lage auch eine hohe Abriebfestigkeit auf und eine gute Resistenz gegen Medien. Eine derartige Ader mit einem zweilagigen Mantelaufbau weist dabei insbesondere folgende Eigenschaften auf

• Temperaturbeständigkeit bis über 200°C,
• Halogenfrei,
• Resistenz gegen Öle, Imprägnierharze und sonstige Medien,
• Hohe Abriebfestigkeit,
• Hohe mechanische Festigkeit gegen Vibrationen,
• Gute (Biege-) Flexibilität.

In addition, PEEK's outer layer also has high abrasion resistance and good resistance to media. Such a core with a two-layer shell construction has in particular the following properties

• Temperature resistance up to over 200 ° C,
• Halogen free,
• Resistance to oils, impregnating resins and other media,
• High abrasion resistance,
• High mechanical resistance to vibration,
• Good (bending) flexibility.

Darüber hinaus ist eine derartige Ader auch insbesondere flammhemmend und selbstverlöschend.In addition, such a vein is also particularly flame-retardant and self-extinguishing.

Dieser doppelwandige Mantelaufbau mit der Innenlage aus speziell Polyimid und der äußeren Lage speziell aus PEEK ist grundsätzlich nicht auf die Anwendung als Adermantel beschränkt. Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, den Kabelmantel einer sogenannten Mantelleitung mit einem derartigen Aufbau von zumindest zwei Lagen auszugestalten. Bei einer derartigen Mantelleitung sind mehrere Einzelleitungen, beispielsweise Einzeladern, von einem gemeinsamen Kabelmantel umgeben.This double-walled jacket construction with the inner layer made of especially polyimide and the outer layer, especially made of PEEK, is in principle not limited to use as a core jacket. Rather, it is also possible to design the cable sheath of a so-called sheathed cable with such a structure of at least two layers. In such a sheathed cable several individual lines, such as individual wires, surrounded by a common cable sheath.

In bevorzugter Ausgestaltung ist jedoch die Leitungsseele als ein elektrischer Leiter ausgebildet, so dass die Leitung als eine Ader mit innenliegendem Leiter und einer Aderisolation als Leitungsmantel ausgebildet ist.In a preferred embodiment, however, the line core is formed as an electrical conductor, so that the line is designed as a core with an internal conductor and a wire insulation as a cable jacket.

Im Hinblick auf die angestrebte gute Flexibilität handelt es sich bei dem Leiter dabei zweckdienlicherweise um einen Litzenleiter bestehend aus mehreren einzelnen Litzendrähten.With regard to the desired good flexibility, the conductor is expediently a stranded conductor consisting of several individual stranded wires.

Bei diesen handelt es sich dabei vorzugsweise um Kupfer-Drähte, die insbesondere mit einer Oberflächenschicht versehen sind, beispielsweise verzinnt, versilbert oder auch vernickelt sind. Vorzugsweise werden versilberte Einzeldrähte verwendet, da sich diese in der Praxis besonders bewährt haben. Der Litzenleiter entspricht dabei zum Beispiel der Norm IEC 60228 Klasse 5.These are preferably copper wires, which are provided in particular with a surface layer, for example tinned, silvered or nickel-plated. Preferably, silver-plated individual wires are used, since these have proven particularly useful in practice. The stranded conductor corresponds to the standard IEC 60228 class 5, for example.

Die Querschnittsfläche des Leiters liegt dabei typischerweise im Bereich zwischen 0,5 mm² bis 2,5 mm². Im Falle eines Litzenleiters besteht dieser üblicherweise aus 7 oder 19 Einzeldrähten.The cross-sectional area of the conductor is typically in the range between 0.5 mm² to 2.5 mm² . In the case of a stranded conductor, this usually consists of 7 or 19 individual wires.

In bevorzugter Ausbildung ist der Leitungsmantel allgemein relativ zum Leiter beweglich, so dass eine Art "schwimmende Lagerung" erreicht ist. Wie bereits erwähnt, ist dies für die angestrebte Vibrationsfestigkeit von besonderer Bedeutung.In a preferred embodiment, the cable jacket is generally movable relative to the conductor, so that a kind of "floating storage" is reached. As already mentioned, this is of particular importance for the desired vibration resistance.

Unter schwimmende Lagerung wird dabei allgemein verstanden, dass aufgrund von Vibrationen verursachte Schwingungen nicht oder nur allenfalls gedämpft vom Leitungsmantel auf den innenliegenden Leiter übertragen werden. Es ist daher eine Relativverschieblichkeit zwischen Leitungsmantel und Leiter, vorzugsweise im Bereich (lediglich) von Mikrobewegungen gegeben.Under floating storage is generally understood that vibrations caused due to vibrations are not or at most attenuated transmitted from the cable jacket on the inner conductor. It is therefore a Relativverschieblichkeit between line jacket and conductor, preferably given in the range (only) of micro-movements.

In besonders zweckdienlicher Ausgestaltung ist der Leitungsmantel allgemein mehrlagig, speziell zweilagig. Er weist hierbei eine auf den Leiter aufgebrachte innere Lage auf. Mit der mehrlagigen Ausgestaltung wird der besondere Vorteil erzielt, dass für die unterschiedlichen teilweise gegenläufigen Anforderungen die jeweiligen Lagen speziell optimiert werden können.In a particularly expedient embodiment of the cable jacket is generally multi-layered, especially two-ply. He has this applied to the conductor inner layer. With the multi-layered design, the particular advantage is achieved that the respective layers can be specially optimized for the different partially contradictory requirements.

So ist vorzugsweise die innere Lage als eine Bandierung ausgeführt. Hierdurch wird insbesondere die angestrebte schwimmende Lagerung erreicht. Auch wird durch die Bandierung die hohe Flexibilität erreicht.Thus, preferably, the inner layer is designed as a banding. As a result, in particular the desired floating storage is achieved. Also, the high flexibility is achieved by the banding.

Bei der Bandierung wird quasi eine Art Folie oder dünnes Band um den Leiter gewickelt. Der Überlapp liegt dabei beispielsweise zwischen 20 % und 70 % der Breite des Bands und speziell bei etwa 50 % der Breite des Bands. Durch einen derartigen Überlapp wird zum einen eine gute Biegefähigkeit und ein geringerer Biegeradius gewährleistet. Der Biegeradius liegt beispielsweise im Bereich des 5 bis 10- fachen des Durchmessers der Leitung. Gleichzeitig ist auch bei Biegungen noch ein ausreichender Überlapp sichergestellt, so dass beim Biegen keine unbedeckten Leiterbereiche frei liegen, so dass also die elektrischen Eigenschaften wie Spannungsfestigkeit nicht oder nur gering beeinflusst werden.When banding a kind of foil or thin tape is wound around the conductor. The overlap is, for example, between 20% and 70% of the width of the tape and especially about 50% of the width of the tape. By such an overlap on the one hand a good bending ability and a lower bending radius is guaranteed. The bending radius is, for example, in the range of 5 to 10 times the diameter of the line. At the same time a sufficient overlap is still ensured even with bends, so that when bending no uncovered conductor areas are exposed, so that the electrical properties such as dielectric strength are not or only slightly affected.

In bevorzugter Ausgestaltung besteht dabei die innere Lage aus Polyimid. Polyimid zeichnet sich durch eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit aus. Bei Polyimid handelt es sich um einen nicht thermoplastischen Werkstoff, welcher sich also nicht aufschmelzen lässt. Polyimid zersetzt sich bei Temperaturen größer 600°C. Dadurch eignet sich Polyimid insbesondere als erste, innere Lage, auf die eine zweite, äußere Lage aufextrudiert wird. Die höhere Temperaturbelastung bei der Extrusion der äußeren Lage führt daher nicht zu einer Schädigung der inneren Lage. Zudem verfügt Polyimid über eine hohe Spannungsfestigkeit, womit auch mit einer dünnen Wandstärke eine hohe Spannungsfestigkeit der Leitung gewährleistet werden kann.In a preferred embodiment, the inner layer consists of polyimide. Polyimide is characterized by a particularly high temperature resistance. Polyimide is a non-thermoplastic material, which therefore can not be melted. Polyimide decomposes at temperatures higher than 600 ° C. As a result, polyimide is particularly suitable as a first, inner layer, to which a second, outer layer is extruded. The higher temperature load during the extrusion of the outer layer therefore does not lead to damage to the inner Location. In addition, polyimide has a high dielectric strength, which can be ensured with a thin wall thickness, a high dielectric strength of the line.

Polyimid-Bänder sind grundsätzlich bekannt und werden beispielsweise unter dem Markennamen KAPTON in unterschiedlichen Varianten von Dupont vertrieben. Ein derartiges Band für die Polyimid-Bandierung wird vorzugsweise eingesetzt.Polyimide tapes are known in principle and are sold, for example, under the brand name KAPTON in different variants by Dupont. Such a band for polyimide banding is preferably used.

Polyimid Bänder sind in bevorzugter Ausgestaltung ein- oder zweiseitig laminiert. Als Laminierungsmaterial wird dabei üblicherweise ein Kunststoff verwendet, wobei übliche Laminierungsmaterialien beispielsweise FEP, PFA, PTFE oder Silikon sind.Polyimide tapes are laminated on one or two sides in a preferred embodiment. The lamination material used is usually a plastic, conventional lamination materials being, for example, FEP, PFA, PTFE or silicone.

Zweckdienlicherweise ist dabei jedoch die innere Lage, also speziell das Polyimid-Band frei von einer Haft- oder Klebschicht. Hierdurch wird zum einen vermieden, dass die innere Lage mit dem Leiter fest verklebt, um die gewünschte schwimmende Lagerung zu gewährleisten. Auch wird hierdurch vermieden, dass halogenhaltige Komponenten eines Klebers in den Leitungsaufbau eingebracht werden.Conveniently, however, the inner layer, so especially the polyimide tape is free of an adhesive or adhesive layer. This will on the one hand avoided that the inner layer firmly adhered to the conductor to ensure the desired floating storage. This also avoids that halogen-containing components of an adhesive are introduced into the line structure.

Wie bereits erwähnt, ist zweckdienlicherweise auf diese innere Lage, eine zweite Lage ausgebildet und insbesondere aufextrudiert. Diese bildet insbesondere eine äußere Lage, um bzw. auf die also keine weitere konzentrisch angeordnete Lage mehr angeordnet ist. Durch die Extrusion wird ein dichter Mantelüberzug gewährleistet, so dass sowohl die elektrischen Eigenschaften als auch die Medienbeständigkeit gewährleistet ist. Zudem ist eine sehr hohe Abriebfestigkeit gewährleistet. Bei dieser äußeren Mantellage handelt es sich dabei insbesondere um einen PEEK-Mantel.As already mentioned, a second layer is expediently formed and in particular extruded onto this inner layer. In particular, this forms an outer layer around which no further concentrically arranged layer is arranged. The extrusion ensures a tight coating of the jacket, ensuring both electrical properties and media resistance. In addition, a very high abrasion resistance is guaranteed. This outer jacket layer is in particular a PEEK jacket.

Alternativ zu der bandierten Innenlage besteht auch die Möglichkeit, bereits die Innenlage als eine extrudierte Lage beispielsweise aus Polyimid auszubilden.As an alternative to the banded inner layer, it is also possible to already form the inner layer as an extruded layer, for example, of polyimide.

Bei einer extrudierten Polyimid-Mantellage wird vorzugsweise auf eine weitere Lage verzichtet, so dass also der Leitungsmantel ausschließlich durch die aufextrudierter Polyimidmantellage gebildet ist.In the case of an extruded polyimide sheath, it is preferable to dispense with a further layer, so that therefore the sheath is formed exclusively by the extruded polyimide sheath.

In bevorzugter Ausgestaltung sind weiterhin die beiden Lagen miteinander fest verbunden. Hierdurch wird ein möglichst monolithischer Leitungsmantel erzielt, was speziell für die Zwecke der Abisolation von besonderem Vorteil ist. Diese Verbindung zwischen beiden Lagen erfolgt dabei aufgrund der hohen Temperaturen bei der Extrusion der äußeren Lage. Es wird daher eine zumindest teilweise stoffflüssige Verbindung zwischen den beiden Lagen ausgebildet.In a preferred embodiment, furthermore, the two layers are firmly connected to each other. As a result, a possible monolithic cable jacket is achieved, which is especially for the purpose of stripping of particular advantage. This connection between the two layers is due to the high temperatures during the extrusion of the outer layer. Therefore, an at least partially fluid connection between the two layers is formed.

Im Hinblick auf eine möglichst kompakte und gewichtssparende Ausgestaltung weisen die beiden Lagen dabei jeweils eine Wandstärke im Bereich von etwa 0,1 mm bis 0,3 mm und insbesondere im Bereich von 0,15 mm bis 0,25 mm auf. Weiterhin liegt die Gesamtwandstärke des Leitungsmantels im Bereich von 0,25 mm bis 0,4 mm und insbesondere im Bereich von 0,3 mm bis 0,35 mm. Mit diesen Gesamtwandstärken ist im Vergleich zu herkömmlichen Leitungen die Gesamtwandstärke um etwa 10 % bis 20 % reduziert. Gleichzeitig werden die geforderten elektrischen sowie mechanischen Eigenschaften und eine hohe Medienbeständigkeit erzielt.With regard to a most compact and weight-saving design, the two layers each have a wall thickness in the range of about 0.1 mm to 0.3 mm and in particular in the range of 0.15 mm to 0.25 mm. Furthermore, the total wall thickness of the conductive sheath is in the range of 0.25 mm to 0.4 mm and in particular in the range of 0.3 mm to 0.35 mm. With this total wall thickness, the total wall thickness is reduced by about 10% to 20% compared to conventional lines. At the same time the required electrical and mechanical properties and a high media resistance are achieved.

Die Leitung verbindet im eingebauten Zustand zwei elektrische Baueinheiten miteinander und ist als Datenleitung zur datentechnischen Verbindung oder als Versorgungsleitung zur Versorgung einer der Baueinheiten mit elektrischer Leistung ausgebildet. Die Leitung ist dabei langgestreckt orientiert, erstreckt sich also in einer Längsrichtung. Die Leitung ist insbesondere nicht als eine gewickelte Leitung ausgebildet. Bei den beiden Baueinheiten handelt es sich um elektrische Komponenten, die typischerweise jeweils ein eigenes Gehäuse aufweisen, oder zumindest in einem Gehäuse angeordnet sind. Die Leitung erstreckt sich daher üblicherweise zwischen diesen Gehäusen.The line connects in the installed state, two electrical units together and is designed as a data line for data communication or as a supply line for supplying one of the units with electrical power. The line is oriented elongated, thus extending in a longitudinal direction. The line is in particular not designed as a wound line. The two units are electrical components, each typically having its own housing, or at least arranged in a housing. The conduit therefore usually extends between these housings.

Bei den Baueinheiten handelt es sich beispielsweise um einen elektrischen Motor oder Generator, eine Zündeinrichtung, eine Steuereinrichtung etc. Bei den Baueinheiten handelt es sich insbesondere um Baueinheiten, die im Bereich eines Motorraums an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind.The units are, for example, an electric motor or generator, an ignition device, a control device, etc. In the building units In particular, these are structural units which are arranged at different positions in the region of an engine compartment.

Zum elektrischen Anschluss der Leitung mit einer solchen Baueinheit ist die Leitung vorzugsweise als eine vorkonfektionierte Leitung ausgebildet. Sie weist zumindest an einem Ende ein Verbindungselement zum elektrischen Anschluss auf. Bei dem Verbindungselement handelt es sich insbesondere um einen Kabelschuh oder auch um einen Steckverbinder. Das Verbindungselement ist insbesondere für eine reversibel lösbare Verbindung mit der Baueinheit ausgebildet.For electrical connection of the line with such a unit, the line is preferably formed as a pre-assembled line. It has at least at one end a connecting element for electrical connection. The connecting element is in particular a cable lug or a connector. The connecting element is designed in particular for a reversibly detachable connection with the structural unit.

Typischerweise ist die Leitung entweder außenseitig an einem Gehäuse der Baueinheit über den Steckverbinder angeschlossen oder ist insbesondere abgedichtet beispielsweise durch eine Tülle hindurch in das Innere des Gehäuses eingeführt und dort elektrisch über das Verbindungselement angeschlossen, z.B. über den Kabelschuh.Typically, the conduit is either externally connected to a housing of the assembly via the connector or is in particular sealed, for example, inserted through a grommet into the interior of the housing and connected there electrically via the connector, e.g. over the cable lug.

In zweckdienlicher Ausgestaltung ist eine derartige Leitung, insbesondere Ader oder ein Verbund mehrerer derartiger Adern, in einem Schlauch oder Rohr, speziell in einem Wellschlauch oder Wellrohr angeordnet. Die Leitungen sind bzw. der Leitungsverbund ist dabei üblicherweise lose, also relativverschieblich innerhalb des Schlauchs angeordnet, weisen / weist also einen Abstand zur Innenwandfläche des Schlauchs auf. Speziell wird eine derartige Leitung eingesetzt im Motorraum einer insbesondere großtechnischen Verbrennungsmotoranlage, speziell im Motorraum eines Schiffsmotors oder im Motorraum eines Schienenfahrzeugs, wie eingangs definiert. Die Leitung ist dabei innerhalb des Schlauchs oder Rohres, insbesondere Wellschlauch oder Wellrohr zwischen den beiden Bauteilen geführt.In an expedient embodiment, such a line, in particular wire or a composite of several such wires, arranged in a hose or pipe, especially in a corrugated hose or corrugated pipe. The lines are or the line network is usually loose, so arranged relatively displaceable within the tube, thus have / has a distance from the inner wall surface of the hose. Specifically, such a line is used in the engine compartment of a particular large-scale engine system, especially in the engine compartment of a marine engine or in the engine compartment of a rail vehicle, as defined above. The line is guided inside the hose or pipe, in particular corrugated hose or corrugated pipe between the two components.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in vereinfachten Darstellungen:

Fig. 1

Eine Querschnittsdarstellung einer als Ader ausgebildeten Leitung, sowie

Fig. 2

in einer schematisierten seitlichen Schnittansicht mehrere derartige in einem Wellschlauch angeordnete Adern.

An embodiment will be explained in more detail with reference to FIGS. These show in simplified representations:

Fig. 1

A cross-sectional view of a conductor formed as a wire, as well

Fig. 2

in a schematic sectional side view of several such arranged in a corrugated tube cores.

In den Figuren sind dabei gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, like-acting parts are provided with the same reference numerals.

Die als Ader ausgeführte Leitung 2 weist als Leitungsseele einen insbesondere als Litzenleiter ausgebildeten Leiter 4 auf, welcher unmittelbar von einem im Ausführungsbeispiel zweilagigen Leitungsmantel 6 als Adermantel umgeben ist. Der Leiter 4 besteht wiederum aus einer Vielzahl von einzelnen Litzendrähten 8, welche typischerweise miteinander verseilt sind. Im Ausführungsbeispiel sind um Zentraldraht zwei Lagen von Litzendrähten 8 angeordnet, so dass insgesamt neunzehn Litzendrähte 8 verwendet sind.Theline 2 embodied as a core has, as a line core, aconductor 4 designed in particular as a stranded conductor, which conductor is surrounded directly by a two-layeredcable jacket 6 in the exemplary embodiment as a core jacket. Theconductor 4 in turn consists of a plurality of individual strandedwires 8, which are typically stranded together. In the exemplary embodiment, two layers of strandedwires 8 are arranged around the central wire, so that a total of nineteen strandedwires 8 are used.

Der Leitungsmantel 6 besteht aus einer inneren Lage 10 sowie einer äußeren Lage 12. Bei der inneren Lage handelt es sich insbesondere um eine Bandierung. Als Material für die innere Lage 10 wird dabei speziell ein Polyimid-Band verwendet. Dieses weist eine Wandstärke W1 auf, die im Bereich von 0,15 mm bis 0,25 mm und insbesondere bei 0,20 mm liegt. Diese innere Lage 10 bildet dabei eine Primärisolierung und weist bereits eine hohe Spannungsfestigkeit auf. Bei dieser Wandstärke ist eine Spannungsfestigkeit bis zu einer effektiven Spannung von zum Beispiel 900 V in Anlehnung an DIN VDE 0881 erzielt.Thecable jacket 6 consists of aninner layer 10 and anouter layer 12. The inner layer is in particular a banding. As a material for theinner layer 10, a polyimide tape is used in particular. This has a wall thickness W1 which is in the range of 0.15 mm to 0.25 mm and in particular 0.20 mm. Thisinner layer 10 forms a primary insulation and already has a high dielectric strength. With this wall thickness, a dielectric strength up to an effective voltage of, for example, 900 V in accordance with DIN VDE 0881 is achieved.

In der Querschnittsdarstellung derFig. 1 ist ein Bereich dargestellt, in dem sich Wickelabstände der aufgebrachten Bandierung überlagern. In diesem überlagerten Bereich weist daher die innere Lage 10 eine entsprechend doppelte Wandstärke W1 auf.In the cross-sectional representation of Fig. 1 an area is shown in which overlap winding spacings of the applied banding. In this superimposed region, therefore, theinner layer 10 has a correspondingly double wall thickness W1.

Die innere Lage ist konzentrisch von der äußeren Lage 12 umgeben, welche insbesondere als eine aufextrudierte Lage ausgebildet ist. Sie besteht vorzugsweise aus PEEK.The inner layer is concentrically surrounded by theouter layer 12, which is formed in particular as an extruded layer. It is preferably made of PEEK.

Sie weist eine Wandstärke W2, die beispielsweise im Bereich zwischen 0,1 mm bis 0,25 mm und insbesondere im Bereich von 0,15 mm liegt. Unter der Wandstärke W2 wird hierbei insbesondere eine mittlere Wandstärke verstanden. Aufgrund der Bandierung der inneren Lage variiert die Wandstärke W2.It has a wall thickness W2, which is for example in the range between 0.1 mm to 0.25 mm and in particular in the range of 0.15 mm. Under the wall thickness W2 is understood in this case, in particular an average wall thickness. Due to the banding of the inner layer, the wall thickness W2 varies.

Die Gesamtwandstärke des Leitungsmantels 6 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,3 mm und 0,35 mm. Der Außendurchmesser der Leitung 2 und damit auch die Gesamtwandstärke W ist insgesamt - in Längsrichtung betrachtet - konstant. Durch die Variation der Wandstärke W2 wird daher der Überlapp der bandierten inneren Lage 10 in den Überlappbereichen ausgeglichen bzw. kompensiert.The total wall thickness of thecable jacket 6 is preferably in the range between 0.3 mm and 0.35 mm. The outer diameter of theline 2 and thus also the total wall thickness W is a total - viewed in the longitudinal direction - constant. Due to the variation of the wall thickness W2, therefore, the overlap of the bandedinner layer 10 in the overlapping areas is compensated or compensated.

Insgesamt besteht die Leitung 2 abschließend aus den Komponenten Litzenleiter 4 - innere Lage 10 - äußere Lage 12. Derartige Leitungen 2 werden vorzugsweise in einem Schlauch 14 verlegt, der insbesondere als Wellschlauch ausgebildet ist wie er schematisiert in derFig. 2 dargestellt ist. Wie zu erkennen ist, weist dieser Schlauch 14 im Ausführungsbeispiel eine in etwa T-förmige Ausgestaltung mit einem Abzweig auf. Bei dem Schlauch 14 handelt es sich um einen hitzebeständigen Schlauch aus einem geeigneten Kunststoffmaterial oder ggf. auch aus anderen Materialien.Overall, theline 2 is finally made of the components stranded conductor 4 - inner layer 10 -outer layer 12.Such lines 2 are preferably laid in ahose 14 which is formed in particular as a corrugated hose as shown schematically in the Fig. 2 is shown. As can be seen, thishose 14 in the exemplary embodiment has an approximately T-shaped configuration with a branch. Thehose 14 is a heat-resistant hose made of a suitable plastic material or possibly also of other materials.

Der Wellschlauch 14 führt beispielsweise linksseitig zu Motorkomponenten. Die im Wellschlauch 14 geführte Leitung 2 ist dort mit einer hier nicht näher dargestellten elektrischen Baueinheit innerhalb des Motorraums verbunden. Rechtsseitig führt der Wellschlauch 14 und damit die Leitung 2 beispielsweise zu einer weiteren Baueinheit, beispielsweise eine Steuer- oder Versorgungselektronik, mit der die Leitung 2 elektrisch verbunden ist. Auch über den T-Abzweig kann der Wellschlauch zu weiteren Baueinheiten, beispielsweise Steuer- und Versorgungskomponenten führen. Die Leitung 2 ist vorzugsweise über hier nicht näher dargestellte Verbindungselemente, insbesondere Steckverbinder oder auch Kabelschuhe insbesondere reversibel lösbar an den jeweiligen Baueinheiten angeschlossen.Thecorrugated hose 14 leads, for example, left side to engine components. The guided in thecorrugated tube 14line 2 is connected there with an electrical assembly not shown here within the engine compartment. On the right side leads thecorrugated hose 14 and thus theline 2, for example, to another unit, such as a control or supply electronics, with which theline 2 is electrically connected. Also via the T-branch of the corrugated hose can lead to other units, such as control and supply components. Theline 2 is preferably connected in particular reversibly releasably connected to the respective units via here not shown connecting elements, in particular connectors or cable lugs.

Innerhalb dieses Wellschlauchs sind typischerweise mehrere derartiger Leitungen 2 geführt. Der Wellschlauch ist insbesondere innerhalb eines Motorraums eines speziell großtechnischen Verbrennungsmotors verlegt. Der Wellschlauch 14 sowie die darin verlegten Leitungen 2 müssen daher hohen Temperaturen von zumindest 180°C dauerhaft dauerhaft standhalten. Durch die Wellrohrausgestaltung und den hohen Motorvibrationen sind die Leitungen 2 zudem einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt.Within this corrugated hose, typically severalsuch conduits 2 are routed. The corrugated hose is laid in particular within an engine compartment of a specially large-scale internal combustion engine. Thecorrugated hose 14 and thelines 2 laid therein must therefore permanently withstand high temperatures of at least 180 ° C permanently. Due to the Wellrohrausgestaltung and the high engine vibrations, thelines 2 are also exposed to high mechanical stress.

Claims (15)

Translated fromGerman

Elektrische Leitung mit einer Leitungsseele und einem Leitungsmantel, wobei der Leitungsmantel aus einem halogenfreien und hochtemperaturbeständig Kunststoff mit einer Dauergebrauchstemperatur von größer 180°C und insbesondere von größer 200°C besteht.Electrical line with a line core and a cable jacket, wherein the cable jacket consists of a halogen-free and high temperature resistant plastic with a continuous service temperature of greater than 180 ° C and in particular greater than 200 ° C.Leitung nach Anspruch 1, wobei als Material für den Leitungsmantel Polyimid und/oder PEEK gewählt ist.Line according to claim 1, wherein polyimide and / or PEEK is chosen as the material for the cable jacket.Leitung nach Anspruch 1 oder 2, die als eine Ader ausgebildet ist, bei der die Leitungsseele ein elektrischer Leiter ist und der Leitungsmantel mehrlagig ausgebildet ist mit einer inneren Lage, bestehend aus einem gewickelten Polyimid-Band und mit einer äußeren Lage aus PEEK, die auf die innere Lage aufextrudiert ist.A lead according to claim 1 or 2, which is formed as a core, wherein the core is an electrical conductor and the cable jacket is formed multi-layered with an inner layer consisting of a wound polyimide tape and with an outer layer of PEEK on the inner layer is extruded.Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leitungsseele ein elektrischer Leiter, insbesondere ein Litzenleiter ist.Line according to one of the preceding claims, wherein the line core is an electrical conductor, in particular a stranded conductor.Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leitungsmantel relativ zum Leiter beweglich ist.A lead as claimed in any preceding claim, wherein the lead sheath is movable relative to the lead.Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leitungsmantel mehrlagig ist mit einer auf den Leiter aufgebrachten inneren Lage.Lead according to one of the preceding claims, wherein the cable jacket is multi-layered with an applied on the conductor inner layer.Leitung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die innere Lage als eine Bandierung ausgeführt ist.Lead according to the preceding claim, in which the inner layer is designed as a banding.Leitung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Lage aus Polyimid besteht.Lead according to one of the two preceding claims, wherein the inner layer consists of polyimide.Leitung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei auf die innere Lage eine zweite, insbesondere äußere Lage aufextrudiert ist.Lead according to one of claims 6 to 8, wherein on the inner layer, a second, in particular outer layer is extruded.Leitung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Lage aus PEEK besteht.Lead according to one of the two preceding claims, wherein the second layer consists of PEEK.Leitung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die beiden Lagen jeweils eine Wandstärke im Bereich von 0,1 mm bis 0,3mm und insbesondere im Bereich von 0,15 mm bis 0,25 mm aufweisen und/oder der Leitungsmantel eine Gesamtwandstärke im Bereich von 0,25 mm bis 0,4 mm, insbesondere im Bereich von 0,3 mm bis 0,35 mm aufweist..Lead according to one of claims 6 to 10, wherein the two layers each have a wall thickness in the range of 0.1 mm to 0.3 mm and in particular in the range of 0.15 mm to 0.25 mm and / or the cable jacket has a total wall thickness in Range of 0.25 mm to 0.4 mm, in particular in the range of 0.3 mm to 0.35 mm ..Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die sich in einer Längsrichtung erstreckt und als Datenleitung oder Versorgungsleitung zwei elektrischen Baueinheiten miteinander verbindet.Lead according to one of the preceding claims, which extends in a longitudinal direction and as a data line or supply line connects two electrical units together.Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zumindest an einem Ende ein Verbindungselement, wie einen Kabelschuh oder einen Steckverbinder, zum elektrischen Anschluss an eine elektrische Baueinheit aufweist.Cable according to one of the preceding claims, which has at least at one end a connecting element, such as a cable lug or a connector for electrical connection to an electrical unit.Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die lose in einem Schlauch oder Rohr angeordnet ist.A conduit as claimed in any one of the preceding claims which is loosely disposed in a hose or tube.Verwendung einer Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche im Motorraum einer insbesondere großtechnischen Verbrennungsmotoranlage, insbesondere zur losen Anordnung der Leitung innerhalb eines Schlauches.Use of a line according to one of the preceding claims in the engine compartment of an especially large-scale internal combustion engine system, in particular for the loose arrangement of the line within a hose.

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