DE2263713B2 - Gewichtsparendes, elektrisches Kabel, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt - Google Patents
Gewichtsparendes, elektrisches Kabel, insbesondere für die Luft- und RaumfahrtInfo
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- H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
- H01B7/182—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring comprising synthetic filaments
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Description
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doch empfunden, daß die parallel zum Zugorgan angeordneten
elektrischen Leiterdrähte, die zur Aufnahme von auf das Kabel bzw. die Leitung einwirkenden
Zugkräfte mit herangezogen sind, keine untrennbare Einheit mit dem Zugorgan bilden. Dadurch kann es
nämlich vorkommen, daß die Leiterdrähte durch übermäßige Zugbeanspruchung überdehnt werden und bei
der nachfolgenden elastischen Kontraktion dos Zugorganes unter Beschädigung oder Zerstörung der sie mit
dem Zigorgan zusammenfassenden Fadenhülle seitlich ausbrechen oder daß das Kabel bei einer geringfügigen
Beschädigung der seine Teile zusammenhaltenden Fadenhülle auseinanderfällt, wobei zumindest die Leiterdrähte
Bedingungen ausgesetzt sind, denen sie nicht dauerhaft entsprechen können, so daß die ausreichende ss
elektrische Leitfähigkeit derselben in Frage gestellt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt geeignete, gewichtsparende,
bewehrungsfreie, elektrische Leitungen oder Kabel zu schaffen, die bei einem Minimum an Eigengewicht
ein Maximum an mechanischer und thermischer Widerstandsfähigkeit bieten, wobei die elektrische
Leitfähigkeit derselben auch unier extrem ungünstigen Bedingungen gewährleistet und ein Zerfall derselben in
ihre Bestandteile mit Sicherheit ausgeschlossen ist. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit einem Kabel der
eingangs umrissenen Art, bei dem erfindungsgemäß zur Bildung des Kernes ein aromatisches Polyamid mit
einer Reißfestigkeit von mehr als 300 kp/mrn:. einem
Elastizitätsmodul von wenigstens 3300 Kp/mm2 und einer Temperaturbeständigkeit bis annähernd 300° C
verwendet ist, und der elektrische Leiter aus einer auf die Kernoberfläche lückenlos aufmetallisierten, dieser
dauerhaft fest anhaftenden elektrisch gut leitfähigen Schicht besteht.
Dadurch, daß der elektrische Leiter aus einer auf den
das Zugorgan bildenden Kern unmittelbar aufmetallisierten leitfähigen Schicht und nicht etwa aus einer Anzahl
von diesen umgebenden bzw. mit ihm verbundenen Leiterdrähten besteht, ist weder die Möglichkeit
eines Zerfalles des Kabels bzw. der Leitung in die Bestandteile noch einer Verringerung der elektrischen
L.eitfähigkeit durch die ansonsten zu befürchtende Unterbrechung einzelner Leiterdrähte durch Knickung,
Brechen oder Reissen derselben gegeben, während die Verwendung des die im Einzelnen angegebenen Eigenschaften
aufweisenden Polyamides zur Bildung des Kernes die angestrebte mechanische und thermische
Festigkeit und Widerstandsfähigkeit langzeitig mit Sicherheit gewährleistet.
Hierzu hat es sich in weiterer Ausgtsialtung der Erfindung
als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn zur Bildung des Kernes ein durch Kondensation von
m-Phenylendiamin und Terephtalsäure entstandenes aromatisches Polyamid verwendet ist. Ein aromatisches
Polyamid, das durch Kondensation von m-Phenylendiamin
und Terephtalsäure entstanden ist, verleiht dem erfindungsgemäßen Kabel in einem besonders hohen
Maße jene Eigenschaften, die eine zusätzliche erschwerende Bewehrung überflüssig machen. Es hat ein spez.
Gewicht von 1,45 p/cm3 und eine Reißfestigkeit von mehr als 300 kp/mm2 bei einem Elastizitätsmodul von
3300 kp/mm2 und einer Temperaturbeständigkeit bis annähernd 3000C. Vorzugsweise ist das Polyamid in
Faserform zur Bildung des Kernes verarbeitet.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Kern einen darin zentrisch angeordneten Massivleiter.
Diese Anordnung gibt die Möglichkeit der Verwendung des gleichen Kabels sowohl als Leiterpaar als
auch als Koaxialleiterkabel sowie auch — bei paralleler Stromführung — als Einzelleiter größerer Kapazität.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kabels ist dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb
des Kernes mindestens 1 Massivleiier und/oder ein als
auf aromatisches Polyamid aufmetallisierte leitfähige Schicht ausgebildeter Leiter angeordnet sind.
Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, elektrischen Kabels, kommen die vorausgehend
beschriebenen hervorragenden Eigenschaften voll zur Geltung. Insbesondere hat sich als wesentlicher Vorteil
der Erfindung erwiesen, daß die metallisierten Schichten selbst bei größter mechanischer Beanspruchung unbeschädigt
bleiben und weder abspringen noch sich ablösen, so daß der Oberflächenverbund bzw. das Kabel
in jedem Fall auch bei extremer mechanischer oder thermischer Beanspruchung erhalten bleibt.
Nachstehend sind Ausführungi.formen der Erfindung
an Hand von Zeichnungen veranschaulicht. Es /eigt
im Querschnitt
F i g. 1 eine Leitung bzw. ein Kabel mit einem einfachen,
auf die Kernoberfläche aufmetallisierten Leiter.
F i g. 2 eine Leitung bzw. Kabel mit massivem Innen-
und aufmetallisiertem Außenleiter.
F 1 g. 3 ein Koaxialkabel mit einem Innenleiter nach
F i g. 1 und
Fig. 4 als eine der möglicher Kombinationen eine
abgeschirmte symmetrische Leitjng mit einem massiven und einem auf einen Kern aufmetallisierten Innenleiter.
In allen Zeichnungsfiguren ist mit 1 ein Kern aus hochfestem Kunststoff und mit 2 eine durch Metallisieren
der Oberfläche des Kernes 1 gebildete, elektrisch gut leitfähige Schicht bezeichnet, die in der einfachsten
Ausführungsform den elektrischen Leiter schlechthin und in anderen Ausführungsformen als Außenleiter
und/oder als Leiterabschirmung von Kabeln oder Leitungen vorgesehen sein kann. Zur Bildung des Kernes 1
ist ein hochfestes Polyamid mit einer Reißfestigkeit von mehr als 300 kp/mm2 und einer Temperaturbeständigkeit
bis annähernd 3000C und mit guten dielektrischen Eigenschaften verwendet. Versuche haben ergeben,
daß sich ein durch Kondensation von m-Phenylendyamin
und Terephtalsäure entstehendes, aromatisches Polyamid, etwa der beispielsweise in Saechtling-Zebrowski's
»Kunststoff-Taschenbuch« (Carl Hauser Verlag, München 1971) auf S. 278 angeführten
Art, für den genannten Zweck besonders gut eignet. Dieses kann auch in Faserform verwendet werden, wobei
entweder die Oberfläche etwa garnar'iger Faserbündel oder auch jeder einzelnen Faser metallisiert
sein kann.
Das Metallisieren der Kernoberfläche erfolgt in der üblichen Weise, z. B. durch chemische Metallabscheidung
aus wäßrigen Lösungen, Aufdampfen von Metallen unter Vakuum oder auch nach anderen bekannten
Verfahren, wie sie etwa dem »Hütte« Taschenbuch der Werkstoffkunde, Verlag Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin
(Ausgabe 1967, S. 494 bis 500), entnehmbar sind. Das Metallisieren ermöglicht bekanntlich die Herstellung
hauchdünner, leitender Oberflächenschichten 2, die, z. B. unter 5μ etwa für Zwecke der Fernmeldetechnik
sowohl als elektrischer Leiter als auch als Leiterabschirmung durchaus ausreichend sind. Die aufmetallisierte
leitfähige Schicht 2 läßt sich jedoch entsprechend dem gewünschten Verwendungszweck, etwa als Starkstromkabelleiter,
in beliebiger Schichtdicke, beispiels-
weise zwischen 10 und ΙΟΟΟμ herstellen, bzw. auf das
gewünschte Maß auftragen. Die Schicht 2 haftet, gegebenenfalls nach entsprechender Aufbereitung der
Oberfläche des Kernes 2 daran fest und dauerhaft in einer Weise an, daß sie allen Dimensionsveränderungen
sowohl im Querschnitt als auch in der Längsrichtung des Kernes 2 ebenso unterworfen ist wie dessen
Oberfläche und dabei weder abspringen noch sich ablösen kann.
Gemäß den Fig.2 und 4 kann in den Kern 1 aus
hochfestem Polyamid ein Massivleiter 3 zentrisch (Koaxialleitung) oder auch exzentrisch (Mehrleiterkabel)
eingebettet sein, wobei die guten dielektrischen Eigenschaften des für den Kern verwendeten Werkstoffes
voll zur Geltung kommen, der bei diesen Ausführungsformen auch zur Bildung einer Isolierschicht 4
zwischen bzw. rings um die darin eingebetteten Massivleiter 3 dient.
Bei den in den F i g. 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen eines Kabels ist ein durch Metallisieren der
Oberfläche eines Kernes 1 in Form einer leitfähigen Schicht 2 ausgebildeter Leiter in der aus dem gleichen
Werkstoff wie der innere Kern 1 bestehenden Isolierschicht 4 eingebettet, die ihrerseits mit einer, z. B. als
Feldbegrenzung oder Abschirmung oder auch als Außenleiter (Null-Leiter) dienenden metallisierten
Oberfläche versehen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Gewichtsparendes, elektrisches Kabel, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, das neben guten
elektrischen Eigenschaften große Festigkeit und Flexibilität aufweist, mit einem den elektrischen
Leiter tragenden Kern aus hochfestem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung
des Kernes (1) ein aromatisches Polyamid mit einer Reißfestigkeit von mehr als 300 kp/mm2, einem Elastizitätsmodul
von wenigstens 33C0 kp/mm2 und einf;r-, TemPeraturbeständigkeit bis annähernd
300°C verwendet ist, und der elektrische Leiter aus einer auf die Kernoberfläche lückenlos aufmetallisierten,
dieser dauerhaft fest anhaftenden, elektrisch gut leitfähigen Schicht (2) besteht.
2. Gewichtsparendes elektrisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung
des Kernes (1) ein durch Kondensation von m-Phenylendiamin und Terephtalsäure entstandenes aromatisches
Polyamid verwendet ist.
3. Gewichtsparendes elektrisches Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische
Polyamid in Faserform zur Bildung des Kernes (1) verarbeitet ist.
4. Gewichtsparendes elektrisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (1) einen darin zentrisch angeordneten Massivleiter (3) enthält.
5. Gewichtsparendes elektrisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des Kernes (1) mindestens 1 Massivleiter
(3) und/oder ein als auf aromatisches Pogang mit dem Dielektrikum umspritzt wird und anschließend
das Kabel durch Außenleiter und Kabelmantel vervollständigt wird Als zugfester Kern des
Kabels ist die Verwendung eines Stahlseiles vorgese-5 hen, wobei es aber auch denkbar ist, daß der zugfeste
Kern des Kabels aus einem anderen Werkstoff besteht Ein Kabel mit einem Stahlseil als zugfester Kern
kann dem hier gestellten Erfordernis der Gewichtserspanis, welches bei insbesondere für die Luft- und
Raumfahrt bestimmten Kabeln und Leitungen von entscheidender Bedeutung ist, nicht entsprechen. In der
genannten Druckschrift sind jedoch nähere Hinweise darüber, welcher andere Werkstoff als zugfester Kern
eines solchen Kabels denkbar wäre, nicht angegeben weshalb sich dieser eine technisch verwendbare Anregung
für den Aufbau eines gewichtsparenden elektrischen Kabel mit den eingangs angeführten Eigenschaften
nicht entnehmen läßt.
Es ist jedoch aus DL-PS 13 838, welche ein Zusatzpa- tent zu DL-PS 10 J26 ist. ein gewicbisparender, elektrischer
Leitungsdraht für Viehweidezäune bekannt, der aus einem Kern aus biegsamem Isolierstoff, vorzugsweise
einem weichmacherfreien Polyvinylchlorid oder auch einem Polyamid wie Perlon, od. dgl. und einer auf
diesen wendelförmig aufgebrachten l.'mmantelung aus
elektrisch leitenden Drähten besteht wobei der /ugfeste Kern mit einem wasserabstoßenden Überzug /. B.
Silikonlack, versehen ist. Dieser Überzug ist deshalb erforderlich,
weil gefunden wurde, daß der zur Bildung des Kernes verwendete Isolierstoff mit der für den genannten
Zweck ausreichenden mechanischen Festigkeil bei Nässe seine Länge bedeutend verändert, so daß
durch die Längendifferenz /wischen dem Kern und den Leitern Unzuträglichkeiten entstehen. Abgesehen von
lyamid aufmetallisierte leitfähige Schicht (2) ausge- 35 diesem Nachteil des Erfordernisses eines besonderen
bildeter Leiter angeordnet sind. Überzuges, dessen effektive Wirkung fragwürdig ist,
kann ein solcher Leitungsdraht für Viehweidezäune keineswegs den hohen Anforderungen entsprechen, die
an Kabel und Leitungen insbesondere für die Luft- und Raumfahrt sowohl hinsichtlich der elektrischen als auch
hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften, wie sie vorausgehend angeführt sind, gestellt werden müssen.
Schließlich ist aus DT-AS I 109 228 ein biegsames elektrisches Kabel für die Signalübertragung zwischen
einer Leitstelle und einem sich schnell bewegenden Flugkörper bekannt, das aus parallel geführten, lackisolierten,
in gegenseitigem Abstand voneinander angeordneten I · :!.?rdrähten und einem dazwischen eingebetteten
/ügorgan besteht. Dieses ist aus vielen dün-
Die Erfindung bezieht sich auf ein gewichtsparendes, elektrisches Kabe\ insbesondere für die Luft- und
Raumfahrt, das neben guten elektrischen Eigenschaften große Festigkeit und Flexibilität aufweist, mit einem
den elektrischen Leiter tragenden Kern aus hochfestem Kunststoff.
Um herkömmliche Kabel mit den erforderlichen mechanischen Eigenschaften auszustatten, erhalten diese
eine metallische Bewehrung. Dies ist für alle jene w -.«..-
Zwecke möglich, bei denen das Eigengewicht keine 50 nen parallel« trenden Natur-oder Kunstseidefäden geentscheidende
Rolle spielt. Doch sind derartige Kabel bildet und mir -?n Leiterdrähten gemeinsam von einer
gerade wegen ihrer Schwere beispielsweise für die dichten ur^T'-ing aus Natur- oder Kunstseidefäden
Luft- und Raumfahrt ungeeignet. Dabei werden gerade umgeben. Hierzu ist näher erläutert, daß als Leiter·
hier an die mechanischen Eigenschaften besonders ge- drähte Kupferdrähte oder auch andere gut leitende Mesteigerte
Anforderungen gestellt. Man erwartet bei op- 55 talldrähte und daß anstelle von Seidenfäden auch Glastimaior
r-.D..,uu. 1.—· - fasern oder andere Kunststoffäden Verwendung finden
können, wobei jedoch auch hier keine näheren Angaben über die Art und/oder die speziellen Eigenschaften
der zu verwendenden Kunststoffäden zu finden sind.
Derartige Kabel weisen zwar gegenüber den bis dahin bekanntgewordenen elektrischen Kabeln und Leitungen
geringes Gewicht und gute Biegsamkeit bei relativ großer Zugfestigkeit auf, die jedoch den extremen
..&w.i £v.oiEii(. ivian erwartet Dei optimaler
Gewichtsreduzierung Extremwerte an Reißfestigkeit, Wechselfestigkeit, Biegefestigkeit und Temperaturbeständigkeit,
bei gleichzeitiger Voraussetzung guter elektrischer Eigenschaften sowohl hinsichtlich
der Leiter als auch des Kabeldielektrikums.
Ein zugfestes Kabel herkömmlicher Bauart ist der DT-OS 2 026 118 entnehmbar, in der ein Verfahren zur
Herstellung eines Koaxial-Seekabels mit zugfestem Innenleiter beschrieben ist. Dieses bekannte Verfahren
^ Ο"' ——·, ««v-jv-vjv-iv-il VJV-II ν-Λ 11 ClIICIl
.,W...V.HCI ucsciincDen ist. Uieses bekannte Verfahren Dauerbelastungen, mit denen in der Luft- und Raumbesteht
darin, daß als Innenleiter ein elektrisch gut lei- 65 fahrt gerechnet werden muß, doch nur unzureichend
.,..Vi1Vi win v.iv.i\iM5Lii gut lei, metallisches Band, an den Kanten überlappend
längs auf den zugfesten Kern des Kabels aufgebracht, in dieser Lage festgehalten und im gleichen Arbeits-
g den muß, doch nur unzureichend
entspricht, wobei eine hohe Wärmebeständigkeit solcher Kabel überhaupt nicht vorausgesetzt werden
kann. Besonders nachteilig wurde bei diesen Kabeln je-
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722263713 DE2263713C3 (de) | 1972-12-28 | 1972-12-28 | Gewichtsparendes, elektrisches Kabel, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722263713 DE2263713C3 (de) | 1972-12-28 | 1972-12-28 | Gewichtsparendes, elektrisches Kabel, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt |
Publications (3)
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DE2263713A1 DE2263713A1 (de) | 1974-07-11 |
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ID=5865602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19722263713 Expired DE2263713C3 (de) | 1972-12-28 | 1972-12-28 | Gewichtsparendes, elektrisches Kabel, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt |
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DE (1) | DE2263713C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT386488B (de) * | 1984-01-27 | 1988-08-25 | Philips Nv | Bewehrung fuer selbsttragende fernmeldeluftkabel |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3604311C2 (de) * | 1986-02-12 | 1993-11-04 | Kabelmetal Electro Gmbh | Mehradriges elektrisches kabel zur energie- und signaluebertragung |
JPS63126118A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-30 | 株式会社 メツクラボラトリ−ズ | 電線 |
DE102019133696A1 (de) * | 2019-12-10 | 2021-06-10 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Elektrischer leiter zur verwendung in kabeln von hochleistungslasern |
-
1972
- 1972-12-28 DE DE19722263713 patent/DE2263713C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT386488B (de) * | 1984-01-27 | 1988-08-25 | Philips Nv | Bewehrung fuer selbsttragende fernmeldeluftkabel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2263713C3 (de) | 1975-07-24 |
DE2263713A1 (de) | 1974-07-11 |
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