CH673350A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG immer wieder zu einem Verkleben benachbarter Einzelele-

Die Erfindung betrifft ein hochflexibles elektrisches Kabel mente im Schichtenaufbau der Leitung führt, wodurch die

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für den Einsatz dieser Leitung notwendige Beweglichkeit bzw. Flexibilität erheblich beeinträchtigt wird.

Die längsverlaufende bandförmige Folie kann an der Innenfläche der jeweiligen Hülle so angeordnet sein, dass die Bandkanten stumpf aneinander stossen. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn die längseinlaufenden Bandkanten einander überlappen. Dies bringt eine zusätzliche Sicherheit im Fertigungsprozess mit sich und gibt die Gewähr einer vollständigen Abdeckung der Hülleninnenfläche und damit die Sicherheit einer freien Bewegbarkeit.

Zweckmässig besteht die nach der Erfindung eingesetzte bandförmige Folie aus einem durch Pastenextrusion und anschliessendes Walzen verarbeitetes Fluorpolymer, beispielsweise Polytetrafluorethylen, allein oder einem Mischpolymer.

Zur Erzielung der notwendigen Zugfestigkeit in Richtung der längseinlaufend im Schichtenaufbau des Kabels oder der Leitung angeordneten Folie hat es sich als vorteilhaft erwiesen, diese bis zu 2000%, vorzugsweise zwischen 300 und 1000%, in Bandrichtung zu recken. Eine entsprechende Rek-kung kann auch zusätzlich quer zur Bandrichtung erfolgen, sollte es sich als zweckmässig für die Durchführung der Erfindung erweisen, beispielsweise, um die Porosität der Folie zu erhöhen und damit die mechanische Verbindung mit der jeweiligen Hülle zu verbessern.

Das spezifische Gewicht der nach der Erfindung eingesetzten Folie beträgt vorteilhaft im gestreckten oder gereckten und gesinterten Zustand 200 bis 700 kg/m3. Ist, wie besonders vorteilhaft, die Reckung nur in Bandrichtung erfolgt, dann ist das Verhältnis der Zugfestigkeiten in Reckrichtung der bandförmigen Folie und quer hierzu 10-15,1.

Die Dicke der gereckten und anschliessend gesinterten bandförmigen Folie beträgt zweckmässig 15 bis 250 jim, vorzugsweise 30 bis 100 (im. Gegenüber bekannten Elementen zur Erhöhung der Zugfestigkeit, wie Fäden oder Geweben, bedeutet dies eine im Schichtenaufbau des Kabels oder der Leitung völlig unauffällige Massnahme. So können beispielsweise die geforderten äusseren Abmessungen bei wesentlicher Verbesserung der Betriebseigenschaften problemlos eingehalten werden.

Neben einer zusätzlichen Reckung in Querrichtung zur Erhöhung der Porosität kann man die gereckte und gesinterte Folie auch perforieren, etwa dadurch, dass die Folie vor dem Einlauf durch eine Nadelwalze geführt wird.

Die bandförmige Folie nach der Erfindung ist im Schichtenaufbau eines Kabels oder einer Leitung je nach den Anforderungen an beliebigen Stellen einsetzbar. Besteht das Kabel beispielsweise aus einer Vielzahl in sich wiederum flexibler dünner Adern und wird diese Seele von einem dehnbaren Mantel überdeckt, ist die bandförmige gereckte und gesinterte Folie vorteilhaft an der der Seele zugekehrten Mantelfläche angeordnet. Neben der durch die Folie gesicherten Zugfestigkeit des an sich dehnbaren und flexiblen Mantels ist der Mantel durch diese Massnahme über der Seele weitgehend frei verdrehbar.

Weist die Leitung eine koaxiale Anordnung von Innenleiter und Aussenleiter auf, dann wird man zweckmässig die bandförmige Folie zwischen Aussenleiter und abschliessender Isolierung anordnen.

Als zweckmässig zur Herstellung eines Kabels oder einer Leitung nach der Erfindung hat sich ein Verfahren erwiesen, bei dem vor dem Aufbringen der jeweiligen dehnbaren Hülle die gereckte und gesinterte bandförmige Folie um den betreffenden Unterbau, der eine Kabelseele, ein Leiter und dergl. sein kann, längseinlaufend herumgelegt und unmittelbar darüber die isolierende Hülle aufgeformt wird. Anschliessend wird deren Werkstoff vernetzt, wobei mit der Aufformung der Hülle und/oder der anschliessenden Vernetzung die an der Innenseite der Hülle befindliche bandförmige Folie mit der Hülle verklebt oder verschweisst. Wird, wie im Falle von Silikonkautschuk, das Kautschukmaterial kalt auf die bandförmige Folie aufgebracht und erfolgt erst anschlies-s send eine Temperaturbehandlung zum Zweck der Vernetzung, dann kann es mitunter vorteilhaft sein, eine Vorwärmung der bereits aufgelegten bandförmigen Folie vorzunehmen.

Nachfolgend werden anhand von zwei Zeichnungsfiguren io zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt ein vieladriges elektrisches Kabel, dessen Adern 1, verseilt oder gebündelt, von einem Band 2 zusammengehalten sind. Über diesem Aderverband ist ein Geflecht is 3 vorgesehen, z. B. als mechanischer Schutz oder auch zu Abschirmzwecken, wenn ein solches Kabel als flexible Anschlussleitung für Mess- oder Steuergeräte verwendet werden soll. Der als Hülle dienende Mantel 4, beispielsweise aus einem vernetzten Silikonkautschuk, ist wegen der gefor-20 derten Flexibilität flexibel ausgebildet und vom Grunde her auch in Aderrichtung dehnbar. Diese Dehnbarkeit des Mantels 4 ist nachteilig, sobald das Kabel im Betrieb Zugspannungen ausgesetzt ist und die vom Mantel 4 umschlossene Seele dessen Dehnungen mitzumachen nicht in der Lage ist. 25 Zwar könnte die Dehnbarkeit des Mantels 4 durch entsprechende Zugabe von Füllstoffen in die Mantelmischung herabgesetzt werden, diese Massnahme führt jedoch auch zur Änderung sonstiger Materialeigenschaften, auf die, z. B.

auch wegen der geforderten hohen Flexibilität, gerade nicht 30 verzichtet werden kann.

Hier schafft die Erfindung Abhilfe, indem zwischen dem Mantel 4 und dem Geflecht 3 eine gereckte und gesinterte Folie 5 aus Fluorpolymeren, z. B. aus einem Tetrafluoret-35 hylen-Polymer angeordnet ist. Diese Folie 5 wirkt als ausgezeichnete Gleit- oder Trennfolie, so dass der Mantel 4 über dem Geflecht 3 praktisch frei drehbar ist; durch ihre mechanische Verbindung mit der inneren Oberfläche des Mantels 4 übernimmt sie gleichzeitig die Funktion eines Zugelementes im Kabelaufbau, das bedeutet eine wesentliche Einschränkung der Dehnbarkeit des Mantels 4. Beim Aufbringen des Mantels 4 kann sich wegen der Folie 5 das Mantelmaterial auch nicht in das Geflecht 3 eindrücken, um so die Flexibilität des Kabels negativ zu beeinflussen.

45 Die Folie 5 ist vor dem Sintern oder gleichzeitig mit dieser Temperaturbehandlung gereckt worden. Eine solche Folie ist, abgesehen von der erreichten hohen Zugfestigkeit, daher porös, so dass sich die feste Verbindung mit dem Mantel beim Aufbringen des Mantelmaterials oder bei dessen Vernetzung 50 unter Temperaturbehandlung ergibt. Da sich die Folie 5 zudem über die gesamte innere Oberfläche des Mantels 4 erstreckt und somit über den Umfang des Kabels verteilt eine Vielzahl von Haftpunkten die Verbindung zwischen Mantel 4 und Folie 5 sichert, können auf den Mantel 4 trotz der 55 Dehnbarkeit des verwendeten Mantelmaterials erhebliche Zugkräfte von diesem aufgefangen und damit die Kabelseele zugentlastet werden. Trotz der weitgehend freien Bewegbarkeit des Mantels 4 über dem Geflecht 3 geht im übrigen die Kraftschlüssigkeit zwischen dem Mantel 4 und der darunter 60 befindlichen Seele nicht verloren.

In der Fig. 2 ist eine elektrische Versorgungsleitung in koaxialer Ausführung dargestellt.

Der als Litzenleiter ausgebildete Innenleiter 6 ist von der 65 als Hülle dienenden flexiblen Isolierung 7 umgeben, auf der, beispielsweise nebeneinander abwechselnd, die Drähte des Aussenleiters 8 und Glasseidefäden 9, etwa für deren Fixierung auf der Oberfläche, angeordnet sind. Über dieser Seele

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ist ein Mantel 10 als äussere Hülle aufgebracht, wobei die koaxialen Leiteraufbau vor erhöhter Temperatureinwirkung

Folie 11 nach dem Vorschlag der Erfindung wieder die Auf- zu schützen, die beispielsweise, wie im Falle der Desinfek-

gabe einer Gleit- oder Trennfolie zwischen dem Mantel 10 tion von medizinischen Geräten, zu einer Verklebung des und dem Aussenleiter 8 und gleichzeitig eines Zugelementes Aussenleiters mit dem Mantel und/oder der Isolierung des

übernimmt, das mit der Innenfläche des Mantels 10 mecha- 5 Innenleiters führen kann und damit die Flexibilität und nisch fest über den gesamten Umfang verbunden ist. Rückstellfähigkeit der Leitung unterbindet.

Mit 12 ist die Überlappungsstelle der Bandkanten der Folie Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten elektrischen Leiter 11 bezeichnet. Diese ergibt sich dadurch, dass für das werden aus Gründen der Flexibilität zweckmässig Litzen-Umlegen der längseinlaufenden Folie 11 um den Aussen- leiter aus metallischen Werkstoffen sein. Aber auch Lichtleiter 8 und 9, etwa mittels eines tütenartig zulaufenden io Wellenleiter können vorteilhaft bei nach der Erfindung ausWerkzeugs, eine Bandbreite gewählt wird, die grösser als der gebildeten Kabeln oder Leitungen verwendet werden. Denn Umfang der Leitung an dieser Stelle ist. die die Seele gegenüber mechanischen Beanspruchungen ent-

Die mit Überlappung der Bandkanten aufgebrachte Folie lastende gereckte und gesinterte Folie stellt einen wesent-

11 hat in diesem Anwendungsfall ferner die Aufgabe, den liehen Schutz für den empfindlichen Lichtwellenleiter dar.

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

673350 2 PATENTANSPRÜCHE oder Leitung, mit im Kabel- oder Leitungsaufbau angeord-

1. Hochflexibles elektrisches Kabel oder Leitung, mit im neten dehnbaren Hüllen aus isolierenden Werkstoffen. Kabel- oder Leitungsaufbau angeordneten dehnbaren Hüllen Hochflexible Kabel und Leitungen werden vor allem als (4,7,10) aus isolierenden Werkstoffen, dadurch gekenn- Anschluss- oder Versorgungsleitungen überall dort eingezeichnet, dass mindestens die innere Oberfläche einer Hülle s setzt, wo der Verbraucher bei der Inbetriebnahme Dreh- oder durch eine als Band mit längsverlaufenden Kanten ausgebil- Schwenkbewegungen auszuführen hat. Ein besonderes Ein-dete und mit der Hülle verbundene, gereckte und gesinterte satzgebiet für solche Kabel- oder Leitungen ist der medizi-Folie (5,11) abgedeckt ist, die mindestens zum Teil aus einem nische Bereich, wo eine möglichst freie Bewegbarkeit der Fluorpolymeren besteht. durch elektrische Energie versorgten Mess-, Steuer- oder

2. Kabel oder Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- io Behandlungsgeräte gefordert wird. Diese Forderung besteht zeichnet, dass die längsverlaufenden Bandkanten einander ebenso für einadrige, z. B. koaxiale Versorgungsleitungen für überlappen. chirurgische Instrumente als auch für die vieladrigen, an den

3. Kabel oder Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Enden z.B. mit Messköpfen versehenen Datenkabeln, die gekennzeichnet, dass die bandförmige Folie (5,11) aus einem der medizinischen Untersuchung dienen.

durch Pastenextrusion und anschliessendes Walzen verarbei- is Die weitgehend freie Bewegbarkeit solcher Anschluss-

tetes Fluorpolymer allein oder einem Mischpolymer besteht. oder Verbindungsleitungen konnte u. a. deshalb bisher nicht

4. Kabel oder Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, erreicht werden, weil mit der Zunahme der Bewegbarkeit dadurch gekennzeichnet, dass die bandförmige Folie (5,11) oder Flexibilität die Zugfestigkeit des Kabels absinkt, und in Bandrichtung gereckt ist. damit dessen Betriebssicherheit z. B. auch für die angege-

5. Kabel oder Leitung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 20 benen Zwecke in Frage gestellt ist.

zeichnet, dass die bandförmige Folie (5,11) bis zu 2000%, Erhöht man die Zugfestigkeit eines Kabels, wie seit langem vorzugsweise zwischen 300 und 1000% gereckt ist. bekannt, durch z. B. in den Mantel eingelegte, entsprechend

6. Kabel oder Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zugfeste Fäden oder Gewebe, dann verhindert ein solches dadurch gekennzeichnet, dass die bandförmige Folie (5,11) Gerüst die z. B. durch eine Drehbewegung eines Messkopfes in Bandrichtung und quer hierzu gereckt ist. 2s auf die Anschlussleitung übertragenen Torsionsbewegungen.

7. Kabel oder Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Kabelbrüche insbesondere am Kabelende sind oft die Folge, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Gewicht der Die Erfindung bezweckt die gattungsgemässen Kabel oder bandförmigen Folie (5,11) im gestreckten und gesinterten Leitungen so zu gestalten, dass sie die geforderte Bewegbar-Zustand 200 bis 700 kg/m3 beträgt. keit in beliebigen Richtungen zulassen, gleichzeitig aber

8. Kabel oder Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 30 noch ausreichend zugfest sind.

dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Zugfestig- Die Erfindung entspricht den kennzeichnenden Merk-

keiten in Reckrichtung der bandförmigen Folie und quer malen des Patentanspruchs 1.

hierzu 10-15 .1 beträgt. 0 Diese Massnahme führt zu einer beinahe freien Verdreh-

9. Kabel oder Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, barkeit der jeweiligen Hülle z. B. über der Kabelseele, über dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der gereckten und 35 demLeiter> der Isolierung usw. Bewegungen in Achsrichtung gesinterten Folie (5,11) 15 bis 250 (im, vorzugsweise 30 bis bei gleichzeitiger Verdrehung werden von den Kabeln oder 100 ^im beträgt. ^ n Leitungen nach der Erfindung problemlos verkraftet.

10. Kabel oder Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, Gleichzeitig weist z. B. der wegen der geforderten Flexibilität dadurch gekennzeichnet, dass die gereckte und gesinterte aus ejnem Kautschuckmaterial hergestellte und daher an sich bandförmige Folie (5,11) zusätzlich perforiert ist. 40 dehnbare Mantel eines Kabels nach der Erfindung eine

11. Kabel oder Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis erhöhte Zugfestigkeit auf. Das sind Eigenschaften, die z. B.

10, mit einer Vielzahl zu einer Seele zusammengefassten auch auf dem Gebiet der Handhabungseinrichtungen Adern und einem darüber angeordneten dehnbaren Mantel (Roboter) mit den dort üblichen langen Betriebszeiten und dadurch gekennzeichnet, dass die bandförmige gereckte und ständig wechselndem Bewegungsablauf den Kabeln oder Lei-gesmterte Folie (5,11) an der der Seele zugekehrten Mantel- « tungen nach der Erfindung eine vorteilhafte Verwendung fläche angeordnet ist. sichern.

12. Kabel oder Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis

11, in Form einer koaxialen Ausführung von Innen- und Ein Grossteil der z.B. auf den Mantel eines erfindungsge-Aussenleiter, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung mässen Kabels axial oder radial aufgebrachten Bewegungs-des Aussenleiters (8) an ihrer dem Aussenleiter zugekehrten so kräfte, wird von diesem unmittelbar aufgefangen, die Innenfläche die gereckte und gesinterte Folie (5,11) aufweist, umschlossene Seele oder auch ein empfindlicher Leiter

13. Verfahren zur Herstellung eines Kabels oder einer Lei- werden wesentlich von äusseren Kräften entlastet. Die nach tung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Erfindung vorgeschlagene Massnahme bringt aber noch dem Aufbringen der jeweiligen dehnbaren Hülle (4,7,10) weitere Vorteile mit sich. Denn der Einsatz einer Folie aus die gereckte und gesinterte bandförmige Folie (5,11) um den ss einem Fluorpolymeren, also einem Werkstoff für die VerUnterbau - Seele, Leiter - längseinlaufend herumgelegt und Wendung im Hochtemperaturbereich, bedeutet gleichzeitig unmittelbar darüber die isolierende Hülle (4,7,10) aufge- einen erhöhten Schutz, etwa einer empfindlichen Seele,

formt und anschliessend deren Werkstoff vernetzt wird, gegen Temperatureinwirkung von aussen und gegen wobei mit der Aufformung der Hülle und/oder der anschlies- chemisch aggressive Medien. Dies hat seine besondere senden Vernetzung die an der Innenseite der Hülle befind- 60 Bedeutung z. B. für Anschlussleitungen in der chirurgischen liehe bandförmige Folie (5,11) mit der Hülle (4,7,10) ver- Medizin, wo nach dem Einsatz der Instrumente diese einklebt oder verschweisst wird. schliesslich der Anschlussleitungen bei erhöhten Tempera-

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn- turen sterilisiert werden müssen, und von denen anschlies-zeichnet, dass die Folie (5,11) vor dem Aufbringen der Hülle send wieder die volle Betriebsbereitschaft erwartet wird.

(4,7,10) erwärmt wird. 65 Heute übliche Leitungen erfüllen alle diese Forderungen nur kurzfristig oder bedingt, da z. B. der Vorgang der Sterilisation