DE4008853C1 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
- H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
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Description
Die Erfindung betrifft ein Elektronikkabel nach dem Oberbegriff von An
spruch 1.
Elektronikkabel für hohe Wechselbiegebeanspruchungen sind in Form von Flach
bandkabeln und in Form von Rundkabeln (die durchaus auch einen nicht run
den, sondern eher ovalen Querschnitt haben können) bekannt. Beim Flachband
kabel sind die einzelnen Adern (bestehend aus Litze und umgebender Isolier
hülle) jeweils einzeln nebeneinander im Kabelmantel angeordnet, so daß hier
die bei Wechselbiegungen auftretenden Relativbewegungen nicht problematisch
sind. Bei Rundkabeln hingegen liegen die Adern in der Kabelseele mit ihren
Isolierhüllen aneinander, die Isolierhüllen scheuern also bei Wechselbiegun
gen aneinander.
Die einzelnen Adern sind bei modernen Elektronikkabeln zumeist mit extru
dierten Kunststoff-Isolierhüllen ausgerüstet, die auf der Oberfläche eine
relativ hohe Reibungszahl aufweisen. Ohne weitere Maßnahmen sind diese Ka
bel daher für hohe Wechselbiegebeanspruchungen nicht unbedingt geeignet.
Bei der Erläuterung hoher Wechselbiegebeansprungen ist zu berücksichtigen,
daß Elektronikkabel für diese Anwendungsfälle, beispielsweise bei Industrie
robotern od. dgl., mehrere Millionen Biegewechsel mit einem Biegeradius bis
hinunter zu dem fünffachen Durchmesser des Kabels überstehen müssen, und
das auch noch bei erhöhter Temperatur, beispielsweise bei einer Temperatur
von gleichbleibend 350 K. Dabei ist weiter zu berücksichtigen, daß derar
tige Elektronikkabel beispielsweise Durchmesser von 7 bis 10 mm haben, hier
also Biegeradien von 35 bis 50 mm zur Debatte stehen.
Die mit hohen Wechselbiegebeanspruchungen auftretenden Schwierigkeiten durch
die aneinanderscheuernden Isolierhüllen der einzelnen Adern kann man mit
Gleitmitteln zwischen den Adern zu beseitigen versuchen. Bekannt ist dabei
seit langem die Verwendung von Talkumpuder als Gleitmittel zwischen den Adern.
Für extrem hohe Wechselbiegebeanspruchungen, wie sie für Elektronikkabel
beispielsweise für Industrieroboter zuvor erläutert worden sind, ist das
aber keine brauchbare Lösung. Folglich ist man in der Vergangenheit darauf
verfallen, die einzelnen Adern eines mehradrigen Elektronikkabels, meist
zwischen 6 und 20 Adern, die um eine Füllader oder eine als Mittelleiter
dienende Mittelader angeordnet sind, einzeln zu umbändern. Dabei wird jede
einzelne Ader mit einer dünnen Kunststoff-Gleitfolie umgeben, bevor die
einzelnen Ader die Kabelseele bildend miteinander verseilt werden. Damit
erreicht man die gewünschten Anforderungen hinsichtlich der Biegewechsel
festigkeit einerseits und hinsichtlich Isolation, Rückstellverhalten bzw.
Eigensteifigkeit andererseits. Als Material für die Gleitfolie dienen mo
derne extrudierfähige Kunststoffe, insbesondere hat sich hier Polytetra
fluorethylen (PTFE) bewährt. Diese Elektronikkabel sind der Anmelderin aus
der Praxis bekannt. Im übrigen ergibt sich die einzelne Umbänderung eines
isolierten Adernbündels für sich auch aus druckschriftlichem Stand der Tech
nik (DE 36 36 621 A1).
Die zuvor erläuterten Elektronikkabel mit einzeln umbänderten Adern sind
in der Herstellung ausgesprochen teuer.
Bei einem in der Form eines Rundkabels vorliegenden Elektronikkabel, das
nicht für hohe Wechselbiegebeanspruchungen ausgelegt ist, ist für eine metal
lische Abschirmfolie vorgeschlagen worden, diese zunächst nur lose um eine
innere, ringförmig angeordnete Gruppe von Adern schräg laufend zu bändern,
dann eine zweite, äußere Gruppe von Adern auf Lücke gesetzt von außen auf
zulegen oder zulaufen zu lassen und schließlich die beiden Gruppen von Adern
in eine kreisringförmige Anordnung zu drücken und mit einer äußeren metal
lischen Abschirmfolie zu umgeben. Dadurch soll auf herstellungstechnisch
einfache Weise erreicht werden, daß eine vollständige Abschirmung der ein
zelnen Adern nach allen Seiten gewährleistet ist (EP 02 57 855 A2).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde anzugeben, wie ein Elektronikkabel
der eingangs erläuterten Art für hohe Wechselbiegebeanspruchungen auszugestal
ten ist, um ohne jeden Qualitätsverlust kostengünstiger hergestellt werden
zu können.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einem Elektronikkabel mit den Merk
malen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnen
den Teils von Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist bekannt geworden, daß
die Umbänderung jeder einzelnen Ader des Elektronikkabels mit einer Kunst
stoff-Gleitfolie für sich für den gewünschten Gleiteffekt der Adern gegen
einander gar nicht erforderlich ist. Der Gleiteffekt tritt nämlich,
nicht zwischen den Oberflächen der bei
den bekannten Elektronikkabeln aneinander anliegenden Gleitfolien benach
barter Adern auf, sondern an den Grenzflächen Gleitfolie/Oberfläche der Iso
lierhülle der jeweiligen Ader. Diese Erkenntnis macht deutlich, daß es
ausreicht, eine einlagige Gleitfolie zwischen jeweils benach
barten Adern eines solchen Elektronikkabels zu realisieren.
Man könnte eine einlagige Gleitfolie zwischen benachbarten Adern eines
Elektronikkabels der in Rede stehenden Art dadurch realisieren, daß man
nur jede zweite Ader für sich mit einer Kunststoff-Gleitfolie umbändert.
Das ist aber nach wie vor herstellungstechnisch ziemlich aufwendig. Folg
lich geht die Lehre der Erfindung einen Schritt weiter und gibt an, wie
man eine einlagige Gleitfolie zwischen benachbarten Adern eines Elektronik
kabels der in Rede stehenden Art herstellungstechnisch optimal realisie
ren kann, nämlich indem man einfach eine Gleitfolie schlangenlinienförmig
zwischen den Adern einlaufen läßt.
Bei einem Elektronikkabel mit einer realitiv geringen Anzahl von Adern, bei
spielsweise einem sechsadrigen Elektronikkabel, kann man mit einer einzigen
Gleitfolie für alle Adern des Elektronikkabels arbeiten. Bei größerer An
zahl von Adern im Elektronikkabel kann es sich empfehlen, zwei oder drei
(oder auch mehrere) Gruppen von Adern zu bilden und jeder einzelnen Gruppe
eine einzelne Gleitfolie zuzuordnen. An den einander zugewandten Enden von
jeweils zwei Gruppen empfiehlt sich dann aus Gründen der optimalen Fixie
rung der Gleitfolien, daß diese aneinander zur Anlage kommen. In diesen Be
reichen wird also von dem Grundprinzip der einlagigen Gleitfolie aus tech
nischen Gründen abgewichen.
Die Gleitfolie bzw. eine Gleitfolie, die mäanderförmig mehrere Adern um
faßt, kann in gleicher Weise auch die Mittelader eines Eletronikkabels der
in Rede stehenden Art umfassen. Die Mittelader kann aber auch, insbeson
dere dann, wenn es sich lediglich um eine Füllader handelt, an der Ober
fläche entsprechend reibungsarm ausgerüstet sein. Schließlich kann die Mit
telader auch eine eigene Gleitfolie aufweisen, also separat umbändert sein.
Für die erfindungsgemäß eingesetzte Gleitfolie, die sich mäanderförmig
zwischen benachbarten Adern des Elektronikkabels hindurchwindet, empfiehlt
sich eine Dicke von 5 bis 50 µm, vorzugsweise von ca. 20 bis 30 µm, jeden
falls dann, wenn die Gleitfolie, wie an sich bekannt, aus Polytetrafluor
ethylen (PTFE) besteht.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeich
nung zeigt ein Elektronikkabel der erfindungsgemäßen Art ohne äußeren Ka
belmantel im Schnitt.
Die Figur der Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein Elektronikkabel
für hohe Wechselbiegebeanspruchungen, in der Form eines Rundkabels, mit einer
Mehrzahl von jeweils einzeln eine Isolierhülle aufweisenden Adern 1 und,
im dargestellten Ausführungsbeispiel, einer als Füllader ausgeführten Mit
telader 2. Die Mittelader 2 könnte ihrerseits wieder eine Gruppe von Ein
zeladern sein oder einen Mittelleiter darstellen. Das alles ist für sich
aber seit langem aus der Praxis bekannt.
Für hohe Wechselbiegebeanspruchungen ist nun wesentlich, daß die einzelne
Ader 1 und gegebenenfalls auch die Mittelader 2 umbändert ist, d. h., daß
zwischen den Adern 1 Kunststoff-Gleitfolien 3 mit geringer Reibungszahl an
geordnet sind. Dadurch wird das verschleißfördernde Scheuern der Isolier
hüllen der einzelnen Adern 1 unmittelbar aneinander verhindert.
Die einzige Figur zeigt nicht den äußeren Kabelmantel des Elektronikkabels,
der regelmäßig aus isolierendem Material, insbesondere aus Kunststoff oder
Gummi, besteht, und selbstverständlich auch hier vorgesehen ist.
Wesentlich ist, daß nur eine einzige Gleitfolie 3 für
jeweils eine Gruppe von mehreren Adern 1 gemeinsam vorgesehen ist. Im hier
dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Gruppen von jeweils vier Adern
1 vorgesehen, es handelt sich insgesamt um ein achtadriges Elektronikkabel
mit als Füllader ausgeführter Mittelader 2. Im Prinzip könnte aber auch
eine einzige Gleitfolie 3 für alle Adern 1 genutzt werden.
Jede der beiden Gleitfolien 3 ist gleichzeitig vier Adern 1 zugeordnet, er
streckt sich in Längsrichtung der zugeordneten Adern 1 und umfaßt quer zur
Längsrichtung die Adern 1 mäanderförmig. Das zeigt die einzige Figur der
Zeichnung sehr schön, man erkennt deutlich, daß benachbarte Adern 1 ab
wechselnd auf der einen und auf der anderen Seite von der Gleitfolie 3
umlaufen werden. Dadurch besteht nirgendwo eine unmittelbare Anlage der
Isolierhüllen benachbarter Adern 1 aneinander, an allen potentiellen
Scheuerstellen liegt eine einlagige Gleitfolie 3 zwischen den Isolierhül
len der Adern 1.
Das in der einzigen Figur dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, daß die
Gleitfolien 3 der beiden Gruppen an den Enden aneinander zur Anlage kom
men, an diesen besonderen Bereichen also eine doppellagige Gleitfolie 3
existiert. Das ist zwar hinsichtlich des leichten Gleitens nicht erforder
lich, hat aber fixierungstechnische Vorteile.
Im in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Adern
1 zum Teil unmittelbar an der Oberfläche der Mittelader 2 an. Das ist im
dargestellten Ausführungsbeispiel deshalb unproblematisch, weil die Ober
fläche der Mittelader 2 eine besonders geringe Reibungszahl aufweist. Das
ist möglich, da das Material der Mittelader 2 hier nach reibungstechnischen
Gesichtspunkten ausgewählt werden kann, da die Mittelader 2 nur eine Füll
ader ist. In anderen Fällen, in denen die Oberfläche der Mittelader 2 eine
höhere Reibungszahl aufweist, also ein Scheuern zwischen der Oberfläche der
Mittelader 2 und der Oberfläche der Isolierhülle der jeweils angrenzenden
Ader 1 unter den Randbedingungen der hohen Wechselbiegebeanspruchungen auf
treten könnte, empfiehlt sich auch hier eine entsprechende Gleitfolie. Es
kann sich dabei um eine Verlängerung der den Adern 1 zugeordneten Gleit
folie 3 handeln oder auch um eine separate Gleitfolie zur Umbänderung der
Mittelader 2.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist schematisch zu verstehen, es ent
spricht etwa einem Elektronikkabel mit verseilten Adern 1 in einem Kabel
mantel mit einem Außendurchmesser von 7 mm, die Dicke der Gleitfolien 3
ist nicht maßstabsgerecht. Sie beträgt vorzugsweise ca. 25 µm, sofern die
Gleitfolie 3 aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.
Neben dem erheblichen Vorteil einer stark vereinfachten Herstellung mit
einer Materialersparnis von ca. 50% für die Gleitfolie tritt der weitere
Vorteil eines geringeren Gesamtdurchmessers des Elek
tronikkabels. Die doppellagigen Gleitfolien des Standes der Technik sind
durch einlagige Gleitfolien an im wesentlichen allen bisherigen Punkten
ersetzt.
Claims (5)
1. Elektronikkabel für hohe Wechselbiegebeanspruchungen, in der Form eines
Rundkabels, mit einer Mehrzahl von jeweils einzeln eine Isolierhülle auf
weisenden Adern (1), gegebenenfalls angeordnet um eine Mittelader (2) als
Mittelleiter oder Füllader, mit zwischen den Adern (1, 2) angeordneten Kunst
stoff-Gleitfolien (3) mit geringer Reibungszahl und mit einem äußeren Ka
belmantel aus isolierendem Material, insbesondere aus Kunststoff oder Gummi,
dadurch gekennzeichnet, daß nur eine einzige Gleitfolie (3) für alle Adern
(1) oder jedenfalls jeweils für eine Gruppe von mehreren Adern (1) gemein
sam vorgesehen ist, daß sie in Längsrichtung der zugeordneten Adern (1) er
streckt und diese quer zur Längsrichtung mäanderförmig umfaßt, al
so benachbarte Adern (1) abwechselnd auf der einen und auf der anderen Sei
te umfaßt.
2. Elektronikkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern
(1) in zwei oder drei Gruppen mit jeweils einer Gleitfolie (3) unterteilt
sind und daß gegebenenfalls die Gleitfolien (3) benachbarter Gruppen an den
Enden aneinander zur Anlage kommen.
3. Elektronikkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
um die Mittelader (2) angeordneten Adern (1) mit der mäanderförmigen Gleit
folie (3) bzw. mit den mäanderförmigen Gleitfolien (3) umlegt sind und daß
die Oberfläche der Mittelader (2) selbst eine besonders geringe Reibungs
zahl aufweist oder die Mittelader (2) selbst mit einer eigenen Gleitfolie
umlegt ist.
4. Elektronikkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleitfolie (3) aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und Dicke von
5 bis 50 µm, vorzugsweise von ca. 20 bis 30 µm aufweist.
5. Elektronikkabel für hohe Wechselbiegebeanspruchungen, in der Form eines
Rundkabels, mit einer Mehrzahl von jeweils einzeln eine Isolierhülle auf
weisenden Adern (1), gegebenenfalls angeordnet um eine Mittelader (2) als Mittel
leiter oder Füllader, mit zwischen den Adern angeordneten Kunststoff-Gleit
folien (3) mit geringer Reibungszahl und mit einem äußeren Kabelmantel aus iso
lierendem Material, insbesondere aus Kunststoff oder Gummi, dadurch gekenn
zeichnet, daß nur jede zweite Ader (1) mit einer Kunststoff-Gleitfolie (3) voll
ständig umbändert ist, so daß jeweils eine umbänderte Ader einer nicht um
bänderten Ader (1) benachbart ist.
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Legal Events
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
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