DE3602966A1 - Verfahren zur herstellung einer flexiblen elektrischen leitung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer flexiblen elektrischen Leitung mit mindestens einem isolierten Leiter, mit welchem auf die Isolierung des Leiters mindestens eine aus einer Vielzahl von metallischen Einzelelementen bestehende Umhüllung aufgebracht wird.

Derartige Leitungen sind beispielsweise Niederfrequenz (NF)-Leitungen, bei denen die metallische Umhüllung als Abschirmung dient, oder Hochfrequenz (HF)-Leitungen, bei denen die metallische Umhüllung in koaxialer Ausführung den Außenleiter und in symmetrischer Ausführung die Abschirmung darstellt.

NF-Leitungen werden beispielsweise für die Elektroakustik und die tonfrequente Meßtechnik benötigt. Sie müssen dafür durch geeignete Abschirmungen gut gegen von außen einwirkende Störfelder geschützt sein und sie dürfen selbst nach außen wenig streuen. Je nach Verwendungszweck sind die Anforderungen, die an solche Leitungen gestellt werden recht unterschiedlich. So erfordern beispielsweise hochempfindliche Mikrofon-Stromkreise eine besonders wirksame Abschirmung der verwendeten Leitungen.

Die NF-Leitungen können beispielsweise mit nur einem Leiter als Anschlußlitze für Kristallmikrofone, Magnettonköpfe und Diktiergeräte verwendet werden. In einer zweiadrigen Ausführung dienen sie beispielsweise als Anschlußleitung für Mikrofone und Lautsprecher. Sie können auch als Verbindungsleitung zwischen Magnetbandgerät und Rundfunkempfänger eingesetzt werden. Eine weitere Einsatzmöglichkeit mit beispielsweise drei Adern besteht in der Verwendung als Geräteanschlußleitung und Verbindungsleitung in der Steuer- und Regeltechnik.

Koaxiale HF-Leitungen werden in vielen Bereichen der elektrischen Übertragungstechnik eingesetzt, beispielsweise bei Richtfunk- und Antennenanlagen. Für Anwendungsfälle, in denen eine besonders hohe Schirmwirkung benötigt wird, werden solche Leitungen beispielsweise auch mit einer doppelten metallischen Umhüllung ausgerüstet. Symmetrische HF-Leitungen werden vorzugsweise in UKW-, Rundfunk- und Fernseh-Empfangsanlagen eingesetzt.

Bei den bekannten Leitungen sind die Umhüllungen in der Regel als Geflecht ausgebildet, in denen beispielsweise blanke oder verzinnte Kupferdrähte verarbeitet sind. Zur Herstellung der Geflechte werden zwei Lagen von beispielsweise je acht Einzeldrähten mit gegenläufiger Schlagrichtung um die isolierten Leiter herum zu einem geschlossenen Geflecht verseilt bzw. geflochten. Ein Problem bei der Herstellung des Geflechts besteht in der Führung der Einzeldrähte, die in aufwendiger Vorfertigung maßgenau hergestellt und auf Spulen aufgewickelt werden. Diese Einzeldrähte müssen so genau geführt werden, daß sie pro Lage bzw. Schlagrichtung in der Leitung parallel nebeneinander liegen. Bei den Führungen für die Einzeldrähte handelt es sich um Verschleißteile, die wegen der erforderlichen Genauigkeit bei der Zuführung der Einzeldrähte oft ausgewechselt werden müssen. Ein entscheidender Nachteil der bekannten Leitungen mit einer als Geflecht ausgebildeten metallischen Umhüllung besteht jedoch in der sehr niedrigen Fertigungsgeschwindigkeit, mit der solche Geflechte nur hergestellt werden können. Leitungen mit Geflechten in ihrem Aufbau sind bisher also nur mit großem Fertigungs- und Zeitaufwand herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem flexible elektrische Leitungen mit vermindertem Fertigungsaufwand und erhöhter Abzugsgeschwindigkeit mit einer elektrisch einwandfrei abschirmenden Umhüllung versehen werden können, ohne daß die Flexibilität der Leitungen beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Umhüllung ein Metallband um die Isolierung des Leiters herumgewickelt wird, das unmittelbar vor seinem Auftreffen auf die Isolierung durch parallel zur Bandrichtung verlaufende Schnitte in die Einzelelemente aufgetrennt wird.

Mit diesem Verfahren läßt sich die Fertigungsgeschwindigkeit zur Herstellung flexibler geschirmter Leitungen wesentlich erhöhen, da bei einlagiger Ausbildung der metallischen Umhüllung im wesentlichen nur ein Metallband auf die Leitung aufgewickelt wird. Die Flexibilität der Leitung bleibt dabei jedoch erhalten, da das Metallband vor seiner Aufbringung auf die Leitung in viele Einzelelemente zerlegt wird, die im aufgewickelten Zustand nicht mehr zusammenhängen. Bei der Zuführung des Metallbandes zur Leitung ist kein großer Aufwand erforderlich und es wird auch keine kostspielige Vorfertigung vieler Einzelelemente benötigt. Die mit diesem Verfahren hergestellte Umhüllung erreicht eine elektrische Schirmwirkung, die derjenigen von einfachen Geflechten entspricht. Der hier allgemein verwendete Ausdruck "Schirm" gilt auch für koaxiale HF-Kabel, deren Außenleiter auch eine Schirmwirkung hat.

Die mögliche hohe Fertigungsgeschwindigkeit bietet den weiteren Vorteil, daß im gleichen Arbeitsgang mit der Aufbringung der Umhüllung auch ein Mantel auf dieselbe extrudiert werden kann, im sogenannten Tandemverfahren.

Für eine verbesserte Schirmwirkung kann eine zweilagige Umhüllung aufgebracht werden, die aus zwei mit entgegengesetzter Schlagrichtung auf die Leitung aufgewickelten Metallbändern hergestellt wird. Dabei ist es möglich, die Breite der Einzelelemente in den beiden Lagen unterschiedlich zu gestalten. Es läßt sich dadurch bei gleichbleibender Flexibilität eine nahezu vollständige metallische Abdeckung des umschlossenen Leiters bzw. der umschlossenen Leiter erreichen.

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 zwei unterschiedliche elektrische Leitungen mit metallischer Umhüllung.

Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 4 und 5 Einzelheiten aus Fig. 3 in vergrößerter Darstellung.

In Fig. 1 ist eine Leitung dargestellt, die beispielsweise als abgeschirmte, flexible Anschlußleitung für Diktiergeräte einsetzbar ist. Sie weist einen Litzenleiter (1) auf, der aus blanken oder verzinnten Kupferdrähten bestehen kann. Über dem Litzenleiter (1) ist eine Isolierung (2) angebracht, die beispielsweise aus Polyäthylen oder Polyvinylchlorid besteht. Auf die Isolierung (2) ist eine metallische Umhüllung (3) aus einer Vielzahl von Einzelelementen (4) angebracht, die in der gleichen Schlagrichtung, parallel und dicht an dicht zueinander verlaufend auf die Isolierung (2) aufgewickelt sind. Die Umhüllung (2) stellt die Abschirmung der Leitung dar. Über der Umhüllung (3) kann ein beispielsweise aus Polyvinylchlorid bestehender Mantel (5) angebracht sein.

Die Leitung nach Fig. 2 weist in ihrem Aufbau eine aus zwei Lagen (6) und (7) bestehende metallische Umhüllung auf, die mit entgegengesetzter Schlagrichtung aufgebracht sind. Eine solche Leitung kann als NF-Leitung beispielsweise als Anschlußleitung für Lautsprecher eingesetzt werden. Als HF-Leitung kann sie beispielsweise für Fernsehempfangsanlagen verwendet werden. Die Leitung weist zwei isolierte Adern (8) und (9) auf, deren Leiter wieder als Litzenleiter ausgeführt sein können. Die beiden Adern (8) und (9) können parallel zueinander verlaufen oder auch miteinander verseilt sein. Über den Adern (8) und (9) sind die Lagen (6) und (7) der metallischen Umhüllung angebracht, zwischen denen noch eine Isolierschicht (10) liegen kann. Ein beispielsweise aus Polyvinylchlorid bestehender Mantel (11) kann über der Lage (7) der metallischen Umhüllung angebracht sein.

Das Verfahren nach der Erfindung, mit dem die Umhüllung (3) bzw. die beiden Lagen (6) und (7) aufgebracht werden, wird im folgenden anhand von Fig. 3 erläutert:

Ein isolierter Leiter (12) wird von einer nicht dargestellten Spule abgezogen und in Richtung des Pfeilers (P) weiterbewegt. Auf die Isolierung des Leiters (12) wird eine metallische Umhüllung (13) aufgebracht, die aus einer Vielzahl von Einzelelementen (14) besteht. Dazu wird ein auf eine Spule (15) aufgewickeltes Metallband (16) um den Leiter (12) ohne Überlappung und ohne Lücke herumgewickelt. Das Metallband (16) kann beispielsweise aus Kupfer oder aus verzinntem Kupfer bestehen. Unmittelbar vor dem Auftreffen auf den Leiter (12) bzw. dessen Isolierung wird das Metallband (16) durch in Bandrichtung verlaufende Schnitte in die Einzelelemente (14) aufgetrennt, die dann als voneinander unabhängige Teile dicht an dicht auf der Isolierung des Leiters (12) aufliegen. Zur Abtrennung der Einzelelemente (14) können Messer (17) verwendet werden, die auf einer Trommel (18) befestigt sind, so wie es schematisch aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 4 zu ersehen ist.

Spule (15) und Trommel (18) sind an einem Gestell befestigt, das in einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Ebene rund um den Leiter (12) drehbar ist. Ein solches Gestell kann beispielsweise ein aus der Verseiltechnik bekannter Tangentialspinner sein. Die Messer (17) werden zweckmäßig auswechselbar an der Trommel (18) angebracht. Hierbei kann auch die Möglichkeit vorgesehen werden, den Abstand der Messer (17) voneinander veränderbar zu machen, so daß unterschiedlich breite Einzelelemente (14) erzeugt werden können.

Die Trommel (18) kann drehbar gelagert sein. Sie kann zusätzlich auch angetrieben werden. In beiden Fällen ist es erforderlich, daß die Messer umlaufend ausgebildet sind. Wenn keine drehbare Trommel verwendet wird, könnten auch nicht umlaufende Messer eingesetzt werden. Statt einer Trommel (18), auf welcher alle benötigten Messer gemeinsam festgelegt sind, können grundsätzlich auch Einzelmesser verwendet werden, die beispielsweise an einer nicht drehbaren Traverse angebracht sind. Es ergibt sich dann entsprechend Fig. 5 die Möglichkeit, die Einzelelemente (14) so abzutrennen, daß sie vom Beginn des Schnitts bis zum Auftreffen auf den Leiter (12) alle etwa die gleiche Länge haben. Das bringt den Vorteil, daß die Einzelelemente (14) mit Sicherheit nicht aus ihrer vorgegebenen Position auswandern können. Ein solches Auswandern ist allerdings auch bei der schon geschilderten Verfahrensweise nicht zu befürchten, da die Spule (15) ständig in Richtung des Pfeiles (19) gedrückt wird, so daß das Metallband (16) immer ausreichend gespannt ist.

Auf die Umhüllung (13) kann im gleichen Arbeitsgang eine weitere Lage (20) der metallischen Umhüllung aufgebracht werden. Diese Lage (20) wird grundsätzlich genauso wie die Umhüllung (13), jedoch mit entgegengesetzter Schlagrichtung, aufgebracht. Ein auf einer Spule (21) angeordnetes Metallband (22) wird dazu auf die Umhüllung (13) aufgewickelt und unmittelbar vor dem Auftreffen auf der Umhüllung (13) in Einzelelemente (23) aufgetrennt. Hierfür können wieder Messer verwendet werden, die auf einer Trommel (24) eingebracht sind. Aufbau und Wirkungsweise der Anordnung zur Aufbringung der Lage (20) sind mit dem geschilderten Aufbau für die Aufbringung der Umhüllung (13) identisch. Wenn der Abstand der Messer auf den Trommeln (18) und (24) variabel ist, dann können in beiden Lagen der Umhüllung unterschiedlich breite Einzelelemente (14) bzw. (23) erzeugt werden.

Prinzipiell kann über der Umhüllung (13) zunächst noch eine Isolierschicht aufgebracht werden, bevor die Lage (20) aufgewickelt wird.

Nach dem Aufbringen der Lage (20) der metallischen Umhüllung kann die damit geschirmte Leitung auf eine Spule aufgewickelt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Leitung im sogenannten Tandemverfahren direkt einem Extruder (25) zuzuführen, in welchem im gleichen Arbeitsgang ein isolierender und schützender Mantel (26) aufgebracht wird. Die fertige Leitung kann dann auf eine Spule aufgewickelt werden.

Statt nur eines Leiters (12) können auch zwei oder mehr isolierte Leiter eingesetzt werden, auf die die Umhüllung (13) aufgebracht wird. Der Mantel (26) kann auch bereits auf die Umhüllung (13) aufgepreßt werden, wenn für die Leitung nur eine einlagige metallische Umhüllung bzw. Abschirmung gewünscht wird.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer flexiblen elektrischen Leitung mit mindestens einem isolierten Leiter, mit welchem auf die Isolierung des Leiters mindestens eine aus einer Vielzahl von metallischen Einzelelementen bestehende Umhüllung aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Umhüllung ein Metallband (16, 22) um die Isolierung des Leiters (12) herumgewickelt wird, das unmittelbar vor seinem Auftreffen auf die Isolierung durch parallel zur Bandrichtung verlaufende Schnitte in die Einzelelemente (14, 23) aufgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16, 22) beim Aufwickeln gespannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (16, 22) derart aufgetrennt wird, daß alle Einzelelemente (14, 23) vom Beginn des Schnittes bis zum Auftreffen auf die Isolierung des Leiters (12) bzw. eine andere Lage desselben etwa die gleiche Länge haben.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zerschneiden des Metallbandes (16, 22) drehbar gelagerte Messer (17) verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (17) angetrieben werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Umhüllung zwei Metallbänder (16, 22) mit gegenläufiger Schlagrichtung aufgebracht werden, die in die Einzelelemente (14, 23) aufgetrennt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Einzelelemente (14, 23) in den beiden Schlagrichtungen unterschiedlich gewählt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im gleichen Arbeitsgang mit dem Aufbringen der metallischen Umhüllung ein Mantel (26) auf dieselbe aufgepreßt wird.