DE20122775U1 - Flame-retardant telecommunications cable - Google Patents

Abstract

Flammhemmendes Fernmeldekabel bestehend aus einem Aderverseilverband und einem Außenmantel sowie einer Schaumstoffisolierung der Ader, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation der Ader zweischichtig aus einer relativ dicken Schaumstoffisolierung (2) und einer darüber angeordneten kompakten relativ dünnen flammhemmenden Isolierschicht (3) aufgebaut ist und Schaumstoffisolierung und Isolierschicht homogen miteinander verbunden sind.flame retardant Telecommunication cable consisting of a core stranding and a outer sheath and a foam insulation of the wire, characterized that the insulation of the wire in two layers from a relatively thick Foam insulation (2) and a compact arranged above relatively thin flame retardant Insulating layer (3) is constructed and foam insulation and insulating layer are homogeneously interconnected.

Description

Die Neuerung betrifft ein flammhemmendes Fernmeldekabel bestehend aus einer Schaumstoffisolierung der Ader mit den im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The Innovation relates to a flame-retardant telecommunications cable consisting of a foam insulation of the wire with the in the preamble of the protection claim 1 specified characteristics.

Bei Fernmeldekabeln werden in der heutigen Zeit Kunststoffe der verschiedensten Zusammensetzung als Mantelmaterial, Zwischenlagen und Isolierungen eingesetzt. Die bekannten Kunststoffe genügen zwar den elektrischen und mechanischen Anforderungen, jedoch in Havariesituationen wie z.B. Brände erfüllen die bisher eingesetzten Kunststoffe wie Polyethylen und PVC nicht alle Anforderungen, um vorrangig den Brand nicht weiterzuleiten und kurzzeitig den Betrieb des Kabels aufrecht zu erhalten bzw. es entstehen größere Folgeschäden. So ist zwar das Polyvenylchlorid (PVC) schwer brennbar, jedoch im Brandfall findet eine Zersetzung und Abspaltung von gasförmigem Chlorwasserstoff unter starker Rauchentwicklung statt. Dieser Chlorwasserstoff verbindet sich mit Wasser zu Salzsäure, die eine Gefahr für in der Nähe befindliche Menschen und Gegenstände darstellt.at Telecommunication cables are used in the modern world plastics of various kinds Composition as shell material, liners and insulation used. Although the known plastics meet the electrical and mechanical requirements, but in emergency situations such as Fires meet the Previously used plastics such as polyethylene and PVC not all Requirements not to forward the fire primarily and for a short time maintain the operation of the cable or there are major consequential damage. So Although the polyvinyl chloride (PVC) is difficult to burn, but in case of fire finds a decomposition and elimination of gaseous hydrogen chloride under strong Smoke development instead. This hydrogen chloride combines with Water to hydrochloric acid, which is a danger to near people and objects represents.

Aus diesem Grund besteht die Notwendigkeit Kunststoffe einzusetzen, die im Brandfall nicht toxisch wirken und darüber hinaus raucharm sind.Out For this reason, there is a need to use plastics, which are not toxic in case of fire and are also low in smoke.

Die DE-OS 3606683 A1 beschreibt eine Nachrichtenleitung für den mobilen Einsatz, wobei auf den Leiter eine dicke Schicht aus Polyphenylenoxid und darüber eine dünnere Verschleißschicht aus Polyamid angeordnet ist. Der Einsatz dieser Materialien ist zwar halogenfrei und raucharm, jedoch teuer.The DE-OS 3606683 A1 describes a message line for the mobile Use, with a thick layer of polyphenylene oxide on the conductor and above a thinner one wearing course is arranged from polyamide. The use of these materials is Although halogen-free and low smoke, but expensive.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist aus der DE 19 545 582 A1 bekannt, ein Voll-Polyethylen (PE) aus einer Kombination von zwei Polyethylenarten unterschiedlicher Dichte einzusetzen, die mit mineralischen Füllstoffen versehen sind. Im einzelnen besteht das Isoliermaterial aus

• – 30–70 Teile PE mit einer Dichte von maximal 0,94 g/cm³
• – 30–100 Teile PE mit einer Dichte von maximal 0,92 g/cm³
• – 60–180 Teile mineralische Füllstoffe, insbesondere Kreide
• – bis 20 Teile Verträglichkeitsvermittler.

To avoid these disadvantages is out of the DE 19 545 582 A1 known to use a solid polyethylene (PE) from a combination of two types of polyethylene of different density, which are provided with mineral fillers. In detail, the insulating material is made

• - 30-70 parts of PE with a maximum density of 0.94 g / cm ³
• - 30-100 parts PE with a maximum density of 0.92 g / cm ³
• - 60-180 parts of mineral fillers, in particular chalk
• - up to 20 parts of compatibilizer.

Das hier beschriebene Isoliermaterial geht von der Grundeigenschaft des Polyethylen aus, daß es schwer entflammbar ist, brennend abtropft, jedoch halogenfrei und raucharm ist. Bei Anwendung als Isoliermaterial für Fernmeldekabel hat diese Kombination den Nachteil, daß als Vollisolierung die relative Dielektrizitätskonstante ε_R als Ausdruck der Betriebskapazität weit über 2,3 liegt. Der hohe Anteil der Füllstoffe vergrößert die Dielektrizitätskonstante ε_R und das Isoliermaterial wird inhomogen. Um die Betriebskapazität in ausreichender Größenordnung zu halten, muß notwendigerweise die Schichtdicke der Isolierung auf dem Fernmeldeleiter erhöht werden, was eine Durchmesservergrößerung der Ader und damit des gesamten Kabels zur Folge hat.The insulating material described here is based on the basic property of the polyethylene that it is flame retardant, dripping burns, but halogen-free and low smoke. When used as an insulating material for telecommunications cable, this combination has the disadvantage that as a solid insulation, the relative dielectric constant ε _R as an expression of the operating capacity is well above 2.3. The high proportion of fillers increases the dielectric constant ε _R and the insulating material becomes inhomogeneous. In order to keep the operating capacity of sufficient magnitude, it is necessary to increase the layer thickness of the insulation on the telecommunication ladder, which results in an increase in the diameter of the wire and thus of the entire cable.

In der DE 31 20 325 A1 ist ein sogenanntes flammwidriges längswasserdichtes Kabel beschrieben. Ein Pulvergemisch aus Quellpulver und Flammhemmer ist in die Zwickel der Adern und unterhalb des Mantels eingebracht. Das Quellpulver bewirkt eine Längswasserdichtigkeit, während Flammhemmer aus mineralischen Füllstoffen wie Talkum, Aluminiumoxid, Kaolin o.ä. im Brandfall zur Geltung kommen. Das Ausfüllen der Hohlräume mit diesem Pulver ist aufwendig und drosselt die Fertigungsgeschwindigkeit.In the DE 31 20 325 A1 a so-called flame-retardant longitudinally watertight cable is described. A powder mixture of swelling powder and flame retardant is incorporated in the interstices of the wires and underneath the jacket. The swelling powder causes a longitudinal water-tightness, while flame retardants of mineral fillers such as talc, alumina, kaolin or similar. in the event of a fire. Filling the cavities with this powder is expensive and slows the production speed.

Es ist aus der DE-OS 19620963 A1 bekannt, für die Flammhemmung im Außenbereich des Kabels Glimmerbänder anzuordnen. Diese Maßnahme ist nur mit einer Durchmesservergrößerung des gesamten Kabels und mit erheblichen Mehrkosten möglich.It is known from DE-OS 19620963 A1, for flame retardancy outdoors of the cable mica tapes to arrange. This measure is only with an increase in the diameter of the entire cable and possible with considerable additional costs.

Andererseits ist es in der Fernmeldetechnik bekannt, die Übertragungsqualität der Aderisolierungen zu erhöhen. Die relative Dielektrizitätskonstante ε_R ist bei den eingesetzten Aderisolierungen zu senken. Unter der Erkenntnis, daß Gase insbesondere Luft einen ε_R-Wert von ca. 1 besitzen, wurden Aderisolierungen entwickelt, die kleine Gashohlräume enthalten und als verzellte oder geschäumte Isolierungen in der Fernmeldetechnik verbreitet sind. Die relative Dielektrizitätskonstante ε_R beträgt bei diesen Isolierungen ca. 1,3–1,7. Eine Durchmesserverkleinerung der Aderisolierung ist augenscheinlich.On the other hand, it is known in the telecommunications industry to increase the transmission quality of the wire insulation. The relative dielectric constant ε _R must be lowered for the core insulation used. Under the realization that gases in particular a ε _R value of about 1 have air insulation when the small gas cavities have been developed that contain and are used as verzellte or foamed insulation in telecommunications. The relative dielectric constant ε _R is about 1.3-1.7 in these insulations. A reduction in diameter of the core insulation is evident.

In der DE 28 32 006 A1 ist eine derartige Schaumisolierung bekannt gemacht. Zwei Komponenten A und B von Homo- oder Copolymeren sind so zusammengesetzt, daß die Komponente B in einer Menge 3–35 Gew.-% bezogen auf die Komponente A vorhanden ist und einen Schmelzpunkt besitzt, der wenigstens 15 °C unter demjenigen der Komponente A liegt. Darüber hinaus kommen chemische Treibmittel und Verarbeitungshilfsmittel zum Einsatz. Als Homo- oder Copolymere sind Polyethylen, Polypropylen, Polyisobutylen und Polystyrol angegeben. Mit dem erreichten Verzellungs- oder Verschäumungsgrad von 50–65 % verschlechtert sich jedoch die Formstabilität der Isolierung erheblich.In the DE 28 32 006 A1 is such a foam insulation made known. Two components A and B of homo- or copolymers are composed such that component B is present in an amount of 3-35% by weight of component A and has a melting point at least 15 ° C below that of component A lies. In addition, chemical blowing agents and processing aids are used. Homopolymers or copolymers are polyethylene, polypropylene, polyisobutylene and polystyrene. However, with the achieved degree of distortion or foaming of 50-65%, the dimensional stability of the insulation deteriorates considerably.

Nach der DE 28 53 626 A1 wird die Formstabilität durch eine sogenannte Foam-Skin-Isolierung verbessert. Hierbei ist geschäumtes Kunststoffmaterial im wesentlichen Polyolefin um den Leiter aufgebracht und darüber ist eine massive Schicht aus Polyolefin angeordnet. Das Aufbringen der beiden Schichten erfolgt im Tandem-Verfahren. Damit erhält die Isolation eine genügende mechanische Festigkeit, jedoch der ε_R-Wert verschlechtert sich geringfügig auf ca. 1,7 gegenüber verzelltem Material ohne Außenschicht. Die für die Fernmeldetechnik prädestinierten Schaumstoffisolierungen sind nicht flammhemmend. Vorkehrungen zum Brandschutz müssen im Außenbereich des Kabels getroffen werden.After DE 28 53 626 A1 the dimensional stability is improved by a so-called foam skin insulation. Here, foamed plastic material is applied substantially polyolefin around the conductor and above a massive layer of polyolefin is arranged. The application of the two layers takes place in a tandem process. With it the insulation has a sufficient mechanical strength, but the ε _R value deteriorates slightly to about 1.7 compared to verzelltem material without outer layer. The foam insulation predestined for telecommunication technology is not flame-retardant. Fire protection precautions must be taken outside the cable.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein flammhemmendes Fernmeldekabel zu entwickeln, bei dem die Flammhemmung der Vollisolierung der Ader mit den Vorteilen der Schaumstoffisolierung der Ader so kombiniert ist, daß die Betriebskapazität durch Isolierung und Leiterwiderstand ein Optimum darstellt.Of the Innovation is the basis of the task, a flame-retardant telecommunications cable to develop in which the flame retardation of the full insulation of the vein so combined with the advantages of foam insulation of the vein is that the operating capacity represents an optimum through insulation and conductor resistance.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß durch ein flammhemmendes Kabel mit den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen nieder gelegt.The Task is renewal by a Flame retardant cable with the characterizing features of the protection claim 1 solved. Further developments are set down in the dependent claims.

Die Neuerung beruht darauf, daß über der Schaumstoffisolierung der Ader eine kompakte relativ dünne flammhemmende Isolierschicht angeordnet ist. Damit können aufwendige flammhemmende Anordnungen in den Außenbereichen des Kabels entfallen. Die Neuerung geht davon aus, daß ein Brand nicht weitergeleitet werden darf und für den Betrieb des Kabels der Funktionserhalt der Adern verlängert werden muß. Die neuerungsgemäße flammhemmende Isolierschicht über der Schaumstoffisolierung fungiert nicht nur im Brandfall, sondern dient gleichzeitig zur Formstabilität der Schaumstoffisolierung. In Weiterbildung der Neuerung bestehen Schaumstoffisolierung der Ader und die darüber angeordnete kompakte flammhemmende Isolierschicht aus dem gleichen Material wie Polyethylen und beide Schichten sind homogen miteinander verbunden. Dies ist verfahrenstechnisch vor-teilhaft. Eine Flammhemmung der Isolierschicht ist durch entsprechende Zusätze realisierbar. Die neuerungsgemäße Anordnung stellt einen optimalen Kompromiß zwischen der Verschlechterung des ε_R-Wertes durch Zusatz von Flammhemmern bei Voll-PE-Isolation und damit einer notwendigen Durchmesservergrößerung bei gleicher Betriebskapazität und der flammanfälligen Schaumstoffisolation der Ader mit einem kleinen ε_R-Wert und geringster Isolierdicke der Aderisolierung bei gleicher Betriebskapazität dar. Aufwand und Betriebskosten der neuerungsgemäßen Aderisolierung sind gering.The innovation is based on the fact that a compact, relatively thin flame-retardant insulating layer is arranged above the foam insulation of the wire. This can be costly flame retardant arrangements in the outer regions of the cable omitted. The innovation assumes that a fire must not be forwarded and for the operation of the cable, the functional integrity of the wires must be extended. The renewal flame retardant insulating layer on the foam insulation not only acts in case of fire, but also serves the dimensional stability of the foam insulation. In a further development of the innovation there are foam insulation of the wire and arranged above compact flame-retardant insulating layer of the same material as polyethylene and both layers are homogeneously interconnected. This is procedurally advantageous. A flame retardation of the insulating layer can be realized by appropriate additives. According to the innovation arrangement provides an optimum compromise between the deterioration of the ε _R -value by the addition of flame retardants full-PE insulation, and thus a necessary increase in diameter under the same operating capacity and the flame susceptible foam insulation of the wire with a small ε _R value and minimum insulation thickness of Core insulation with the same operating capacity. Effort and operating costs of the novel conductor insulation are low.

Die Neuerung wird im Folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen Vierer zur Fernmeldeübertragung.The Innovation will be explained in more detail below with reference to an embodiment. The associated Drawing shows a foursome for communication.

Jede Ader des Vierers 4 besteht aus dem Leiter 1. Direkt über dem Leiter 1 ist eine relativ dicke Schaumstoffisolierung 2 aus Polyethylen aufgebracht und über dieser befindet sich eine kompakte relativ dünne flammhemmende Isolierschicht 3 aus Polyethylen. Die Flammhemmung der Isolierschicht 3 wird durch einen speziellen Zusatz wie Aluminiumhydroxid erreicht. Durch Optimierung der Dimensionierung der Schaumstoffisolierung zu der flammhemmenden Isolierschicht werden die Kopplungseigenschaften von Paaren oder Vierern positiv beeinflußt.Every vein of the quad 4 consists of the conductor 1 , Directly above the ladder 1 is a relatively thick foam insulation 2 made of polyethylene and above this is a compact relatively thin flame retardant insulating layer 3 made of polyethylene. The flame retardancy of the insulating layer 3 is achieved by a special additive such as aluminum hydroxide. By optimizing the dimensioning of the foam insulation to the flame-retardant insulating layer, the coupling properties of pairs or quads are positively influenced.

Claims (3)

Flammhemmendes Fernmeldekabel bestehend aus einem Aderverseilverband und einem Außenmantel sowie einer Schaumstoffisolierung der Ader, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation der Ader zweischichtig aus einer relativ dicken Schaumstoffisolierung (2) und einer darüber angeordneten kompakten relativ dünnen flammhemmenden Isolierschicht (3) aufgebaut ist und Schaumstoffisolierung und Isolierschicht homogen miteinander verbunden sind.Flame retardant telecommunication cable consisting of a core stranding and an outer sheath and a foam insulation of the wire, characterized in that the insulation of the wire in two layers of a relatively thick foam insulation ( 2 ) and a compact relatively thin flame-retardant insulating layer ( 3 ) is constructed and foam insulation and insulating layer are homogeneously interconnected. Flammhemmendes Fernmeldekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schaumstoffisolierung und Isolierschicht aus Polyethylen bestehen.Flame retardant telecommunication cable according to claim 1, characterized characterized in that foam insulation and insulating layer Polyethylene exist. Flammhemmendes Fernmeldekabel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (3) flammhemmende Zusätze enthält.Flame retardant telecommunications cable according to claim 1 and 2, characterized in that the insulating layer ( 3 ) contains flame-retardant additives.