CN109390097A - 电导线 - Google Patents

Abstract

电导线具有由多个单独的传导元件组成的线芯，并且由多层的护套包裹，该护套由挤塑得到，其中，内层由可膨胀的材料制成，并且外层包裹所述内层，从而在湿气进入时内层的可膨胀的材料填满传导元件之间的间隙。

Description

电导线

技术领域

本发明涉及一种电导线，其具有线芯，所述线芯由多根单独的股线状的传导元件组成，其中，所述线芯由护套包裹。

背景技术

对于电导线和电缆线一般会有这样的问题，即，由于在插头处、比如在连接区域中的不密封性亦或在护套损坏时的不密封性，湿气可以进入导线或者缆线内部并且在那里沿着各个传导元件沿纵向扩散。特别是存在这样的问题，即，湿气也部分地进入到在各个传导元件之间的狭窄的间隙及楔形区域中并且由于毛细效应也会扩散至距离进入位置更远的地方。

这种所谓的纵向水密性的问题是普遍已知的，并且存在各种尽可能纵向水密地设计导线、缆线亦或整个电缆束的方案。

所有这些措施都或多或少地与增加的耗费相关连，并且有时不总是有效地实现可靠的纵向密封。

发明内容

基于此,本发明的任务在于，给出一种电导线，所述电导线具有线芯及包裹该线芯的护套，在该电导线中尽量阻止湿气在导线内部的扩散。

按照本发明，该任务通过一种电导线解决，所述电导线具有线芯，所述线芯由多根单独的绞线状的传导元件制成，其中，所述线芯由护套包裹，所述护套包括多个层并且具有内层以及包裹内层的外层。这两层构造为挤塑的层、亦即通过挤塑过程获得。在此，内层直接包裹线芯，亦即没有间置其他层。此外，内层由可膨胀的材料制成，从而在湿气进入时内层的可膨胀的材料膨胀并且填满在传导元件之间的间隙。

在此，护套的两层例如通过共挤塑制造。总体上，由此提供一种导线，该导线以传统的制造方法简单且低成本地制造。同时，导线由于具有由可膨胀的材料制成的内层的特殊结构而纵向水密地构造，因为在湿气进入的情况下可膨胀的材料膨胀并且填满在初始状态下存在于各个传导元件之间的间隙。由此实现密封并且有效地阻止进入的湿气在导线内的扩散。通过作为挤塑的护套层的设计能够以传统的方法有效地、过程可靠地获得内层。

传导元件特别是电传导元件，即所述电传导元件构造用于传输电压/电流。在这里，不仅涉及用于数据传输的传导元件而且涉及用于供电的传导元件。补充地，除了电传导元件以外还可以集成其他传导元件、比如光学的传导元件、例如光纤。

在此，电导线特别是所谓的护套导线，这意味着，由两层构成的护套形成一个外皮。这样的外皮的特征通常在于，该外皮不再被另外的同轴设置的护套层包裹。通常这样的外皮直接暴露于环境影响。此外，也存在这种可能性，即，多个这样的(护套)导线必要时也与其他缆线元件形成一定的缆线结构，所述缆线结构通常还附加地被另外的缆线护套包裹。

在合理的改进方案中，外层由比内层硬的材料制成。通过这种措施类似地构造外部刚性的护套层，该护套层确保在内部的护套层膨胀的情况下，由于膨胀而带来的体积增加至少主要朝向线芯定向。因此，外层类似地构成刚性环，该刚性环不能够或几乎不能够径向扩展。

合理地，这样选择包括传导元件和处于传导元件之间的间隙以及内层和外层的导线的结构，使得在湿气进入并且假设可膨胀的材料完全膨胀的情况下，内层的体积多于50％、优选多于75％的改变径向向内朝向线芯定向并且因此不导致或者几乎不导致导线的径向扩展。因此，导线的由外层的外直径定义的外直径本身在内层膨胀时不改变或者仅不明显地改变。这样的外直径比如仅改变最多5％或者最多2％。然而，外层优选这样选择，使得不发生所述外层的径向膨胀。通过所述措施实现高的形状稳定性。

在此，在优选的构造方案中，外层比内层硬至少1.5倍、优选2倍亦或3倍。

在此，内层特别是具有在35肖氏A至50肖氏D的范围内的并且特别是在65肖氏A至40肖氏D的范围内的肖氏硬度。

此外，外层合理地具有在92肖氏A至85肖氏D之间的并且特别是在95肖氏A至65肖氏D之间的肖氏硬度。

为了防止径向扩展，内层和外层优选具有不同的壁厚，其中，外层的壁厚大于内层的壁厚。在此，外层的壁厚例如比内层的壁厚大至少1.2倍并且优选至少1.5倍亦或至少2倍。外层的壁厚优选比内层的壁厚最多大3或4倍。

鉴于期望通过挤塑来简单制造，内层由一种预混物构成，该预混物具有超级吸收性材料以及热塑性的材料。所述热塑性的材料特别是热塑性的弹性体。

超级吸收性材料是通常已知的并且可以无问题地商业获取。所述超级吸收性材料是特殊的塑料，所述特殊的塑料能够吸收数倍于其自身重量或体积的极性液体、比如水。在吸收液体时这样的超级吸收性材料膨胀并且形成凝胶。这样的超级吸收性材料例如在卫生清洁领域中亦或在建筑材料中使用。

基于交联的聚丙烯酸钠的超级吸收性材料被证实为特别合适的。

因此，通过将这样的超级吸收性材料集成到热塑性的材料、特别是热塑性的弹性体中而提供一种能良好加工的、特别是可挤塑的、可膨胀的材料。

在此，超级吸收性材料关于预混物的总体积特别是处于10Vol％至80Vol％的范围内并且特别是处于20Vol％至60Vol％的范围内并且例如是50Vol％。由此，在预混物的膨胀能力高的同时，实现良好的可加工性、特别是可挤塑性。

优选地，预混物作为塑性的弹性体具有乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)。这种热塑性的弹性体在实验中被证实为特别适合的。

这种超级吸收性材料作为颗粒材料可以通过商业途径获得。同样的情况通常适用于适合挤塑的热塑性的材料。为了得到预混物，特别是将原始材料以颗粒的形式相互混合，并且要么产生稍后用于挤塑的混合后的颗粒，要么将混合的颗粒直接输送给用于挤塑的挤塑机。

整体上，内层优选通过超级吸收性颗粒在聚合物基质中的均匀分布形成。

整体上，预混物优选由15Vol％至25Vol％的超级吸收性材料、特别是基于已经提到的横向交联的聚丙烯酸钠的超级吸收性材料、60Vol％至95Vol％的热塑性的材料、特别是热塑性的弹性体、比如像乙烯-乙酸乙烯酯、以及0至25Vol％的附加材料组成。所述附加材料例如是用于设定其他期望的特性的添加剂。在所述附加的添加剂的范围中也可以添加弹性材料，以便设定内层的希望的硬度。

在合理的改进方案中，外部的护套由热塑性的材料构成。特别地，针对外部的护套使用高密度聚乙烯(HD-PE)。高密度聚乙烯要理解为通常具有密度为0.94g/cm³至0.97g/cm³的聚乙烯。这样的HD-PE通常具有在50至70之间的范围内的肖氏D硬度。与此不同地，EVA的肖氏D硬度通常处于17至45之间的范围内，也就是明显低于HD-PE.

原则上，针对外层也可以考虑具有相应高的硬度的传统的塑料。原则上，也存在这样的可能性，即由其他塑料代替内层中的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)。

按照第一变型方案，线芯是合股线。因此，各个元件由各个合股单线形成。因此，在这种实施变型方案中，在湿气进入的情况下，可膨胀的材料膨胀入在各个合股单线之间的各个空隙中。优选使用具有最多三层或者最多两层合股单线的合股线、亦即优选具有最多7至16根单独的合股单线的合股线。

在制造后的初始状态中、亦即当还没有湿气进入时，内层以环形层的形式、亦即以软管的形式存在。内层的材料必要时部分进入线芯的处于外部的楔形区域中。然而在线芯内部存在暴露的空腔。这些空腔在湿气进入的情况下才通过内层的可膨胀的材料优选完全地、然而至少大部分地封闭。

在一种备选的变型方案中，线芯具有多个作为传导元件的导线，并且优选仅由这种导线组成。在此，每一个导线都由导电体和直接包裹导电体的、挤塑的绝缘体形成。在数据传输线的情况下，线芯例如由一定数量的导线形成，所述导线例如相互合股、特别是成对地相互合股。

此外，外部的护套合理地直接包裹内部的护套，因此，在外部的护套和内部的护套之间不设置其他元件。由此，有效地避免内层在膨胀时向外径向扩展。此外，如在优选的构造方案中已经提到的那样，所述外部的护套是外护套。

附图说明

以下借助于附图更详细地阐述本发明的实施例。图中以简化的视图示出：

图1示出在初始状态下导线的横截面，所述导线具有由可膨胀的材料构成的内层，以及

图2示出按照图1的导线在湿气进入导线的内部并且内层的材料膨胀的情况下的横截面。

具体实施方式

在实施例中，电导线2具有线芯4，所述线芯由护套6包裹。护套6构造为具有内层6A和外层6B的双层护套。内层6A直接地并且特别是按软管的形式包裹线芯4。外层6B又直接包裹内层6A。整个导线2具有通常处于0.5mm至5mm的范围内亦或更大的外直径D。

线芯4又具有多个传导元件8。特别是，线芯4具有至少两个、优选至少四个传导元件8。传导元件8合理地构造为多层。在所示实施例中示出线芯4的双层的结构，该结构具有类似形成内部的层的一个中心的传导元件8和由六个传导元件8组成的外部的层。在该实施例中，线芯4特别是由合股线形成并且各个传导元件8构造为单独的合股单线，这些合股单线共同形成合股连接。备选地，以在这里未详细示出的方式将导线用作传导元件8。

内层6A具有第一壁厚w1，外层具有第二壁厚w2。外部的第二壁厚w2优选大于内部的第一壁厚w1。

内层6A由可膨胀的材料制成，这种可膨胀的材料在湿气进入时膨胀。在此，所述可膨胀的材料具有一定硬度，该硬度优选明显小于外层6B的材料的硬度。

特别地，针对内层使用由超级吸收性材料及热塑性的弹性体组成的预混物。合理地，超级吸收性材料的体积分量为大约50Vol％并且热塑性的弹性体、特别是EVA的体积分量为40Vol％至50Vol％。

对于外层6B使用相对较硬的材料、如聚酰胺(PA)、硬的PVC(聚氯乙烯)、聚酯弹性体或者HD-PE。

通过这种结构、特别是通过选择硬度较高的外层6B、特别是也配合以较大的壁厚，在湿气进入的情况下确保了内层6A的材料至少主要地并且优选只向内扩展并且由此以内层的材料可靠地填充在各个传导元件之间的间隙10。

这个状态在图2中示出。在此能很好地看出的是，所有间隙10被内层6A的可膨胀的材料填满。由此，确保了纵向耐水性。

研究显示，利用在这里所描述的结构能够实现DIN EN 60794-1-22(方法F5B)要求的纵向水密性。

Claims (15)

1.电导线，其具有线芯，所述线芯由多根单独的传导元件组成，其中，所述线芯由护套包裹，所述护套包括多层并且具有内层以及包裹该内层的外层，其中，所述两层通过挤塑得到，并且内层直接包裹线芯并由这样的可膨胀材料制成，使得在湿气进入时可膨胀的材料膨胀并且填满传导元件之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的电导线，其中，所述外层由比内层硬的材料制成。

3.根据权利要求2所述的电导线，其中，所述外层比内层硬至少2倍或3倍。

4.根据权利要求1至3之一所述的电导线，其中，所述内层的肖氏硬度处于35肖氏A至50肖氏D的范围内。

5.根据权利要求1至4之一所述的电导线，其中，所述外层的肖氏硬度处于92肖氏A至85肖氏D的范围内。

6.根据权利要求1至5之一所述的电导线，其中，所述内层具有第一壁厚，所述外层具有第二壁厚，其中，所述第二壁厚大于所述第一壁厚。

7.根据权利要求1至6之一所述的电导线，其中，所述内层由具有超级吸收性材料以及热塑性的材料的预混物构成。

8.根据权利要求7所述的电导线，其中，所述超级吸收性材料在预混物中的比例为占体积的10Vol％至80Vol％的范围内。

9.根据权利要求7或8所述的电导线，其中，在所述预混物中作为热塑性的材料具有乙烯-乙酸乙烯酯。

10.根据权利要求7至9之一所述的电导线，其中，所述预混物包括

-35Vol％至55Vol％的超级吸收性材料，

-40Vol％至65Vol％的热塑性的材料，以及

-0至25Vol％的附加材料。

11.根据权利要求1至10之一所述的电导线，其中，外部的护套由热塑性的材料、特别是由具有高密度聚乙烯构成。

12.根据权利要求1至11之一所述的电导线，其中，所述线芯是合股线并且各个所述元件是单独的合股单线。

13.根据权利要求1至11之一所述的电导线，其中，所述线芯包括多个作为传导元件的导线，其中，每根导线都由导体及包裹所述导体的绝缘体构成。

14.根据权利要求1至13之一所述的电导线，其中，外部的护套直接包裹内部的护套。

15.根据权利要求1至14之一所述的电导线，其中，所述外部的护套为外皮。