CN106471587B - 用于制造电线路的方法、电线路及具有相应电线路的机动车车载电网 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线缆(2)以及一种用于制造相应的线缆(2)的方法，该线缆具有由若干单线(10)构成的线束(6)和绝缘护套(8)，其中，将线束(6)直接在挤出器(16)之前在输送区域中沿着中间纵轴线(20)引导穿过成形元件(18)，用以对该线束的横截面形状进行预定和引导，其中，成形元件(18)围绕中间纵轴线(20)旋转，并且其中，随后借助挤出器(16)将绝缘护套(8)施装到线束(6)上。

Description

用于制造电线路的方法、电线路及具有相应电线路的机动车 车载电网

技术领域

本发明涉及一种制造具有至少一个芯线的电线路的方法，该芯线具有由若干单线构成的线束以及包裹线束的绝缘护套。本发明还涉及这种电线路以及具有相应的电线路的机动车车载电网。

背景技术

这种方法以及这种电线路例如可以由US 4,471,161得知。在该文献中描述了绞合芯线及其制造，其中，多个单线借助绞合机相互扭绞成绞合线。如此制成的绞合线为了形成芯线还以挤出到其上(aufextrudiert)的护套来进行包裹。这种具有绞合导体的芯线尤其用在期望线路有高柔性的应用中。与具有实心线作为导体的芯线相比，由于绞合导体具有多个单线而具有这种柔性。

此外，例如由US 4426837 B得知一种用来制造具有反捻(SZ绞合)的绞合的单线的扭绞机。在此，单线与长形的管一起转动，这些单线在这些管内进行引导。由于管的转动，单线在从管中出来时相互绞合，并且在那里输送给挤出器用以施装护套。

在制造绞合导体时，例如由DE 689 15 881 T2、EP 1 191 545 A1或由US 5449861B原则上公知的是使绞合导体变紧实，也就是说，将单线相互挤压。在扭绞或绞合过程中，通常首先将单线或单线束输送给扭绞元件，例如扭绞接套或扭绞盘。如果希望变紧实，则例如相应地构造扭绞接套，从而使得通过该扭绞接套实现紧实。由DE 689 15 881 T2公知了线材拉模(Zieheisen)的使用。在所有情况下均将这样聚集在一起的线束输送给绞合机，扭绞的线束在绞合机的端部上缠绕在容纳线匝上。绝缘套通常事后在单独的方法步骤中围绕绞合的线束进行安装。

但这种扭绞或绞合过程总的说来成本非常高，这例如与具有实心线而非具有绞合导体的芯线相比导致了更高的成本。

如果要在汽车领域应用绞合导体，也就是作为机动车车载电网的一部分，则绞合导体的设计方案还典型地要与特定的标准(它们例如由JIS C 3406-1987或JASO D 611-94得知)相匹配。在汽车领域的绞合导体典型地被设计用于低电压。它们通常应该尽可能紧实，还应该轻便。在尽可能紧实的设计方案方面，例如由JASO D 611-94公知的是使绞合导体变紧实，以便将扭绞复合物尤其是也挤压成圆形形状。为了降低重量，公知了具有减少的、薄壁的绝缘部的线路，所谓的FLRY线路。用于低电压和低电流的汽车领域的绞合导体典型地具有由多个单线构成的扭绞元件，通常是7至70个单线，尤其是7至37个单线，它们分别具有在0.18毫米至0.32毫米的单线直径，因此绞合导体具有约0.8毫米至2毫米的范围内的直径。

发明内容

在此基础上，本发明的任务在于：可以实现成本低廉地制造柔性的线路。

按照本发明，该任务通过如下的用于制造电线路的方法以及如下的电线路来实现。

在根据本发明的方法中，所述电线路具有至少一个芯线，所述至少一个芯线具有由若干单线构成的线束以及包裹所述线束的绝缘护套，其中，将所述线束直接在挤出器之前在输送区域中沿着中间纵轴线引导穿过成形元件，用以对所述线束的横截面形状进行预定和引导，其中，所述成形元件围绕所述中间纵轴线并且围绕所述线束旋转，并且随后借助所述挤出器将所述绝缘护套施装到所述线束上，其中，所述线束中的单线是未捻合的，或者所述线束具有最小至0.5米的捻距。

根据本发明的电线路借助上述的用于制造电线路的方法制成，所述电线路具有至少一个芯线，所述至少一个芯线具有由若干单线构成的线束以及包裹所述线束的绝缘护套，其中，所述线束中的单线是未捻合的，或者所述线束具有最小至0.5米的捻距。

本发明具有优选的改进方案。在方法方面提出的优点和优选构设计方案也能够合理地转用到线路上，并且反之亦然。

该方法在此用来制造具有线束和绝缘护套的线缆，线束由若干单线构成。护套借助挤出器制成，其中，由长的单线构成的线束为此在输送区域中持续地输送给挤出器。为了预定线束的横截面形状，将线束直接在挤出器之前在输送区域中沿着中间纵轴线引导穿过成形元件，其中，成形元件围绕其中间纵轴线和线束旋转。直接跟随在成形元件之后，借助挤出器将绝缘护套施装到线束上。也就是说，成形元件围绕线束进行相对的旋转运动。通过成形元件，设定最终制成的芯线中的线束的期望的横截面形状。为此，将线束的尤其松散的单线在径向方向上聚集在一起。

因此，线束几乎是直接在挤出器之前在输送区域中被准备好用于挤出器中的处理，由此还使得将绝缘护套施装到线束上变得容易。该设计方案的基本想法在于：取消了借助绞合机进行的昂贵的绞合，并且将线束无绞合地或至少在没有进行有针对性的绞合的情况下输送给挤出器。也就是说，成形元件的作用仅在于使线束具有期望的、例如正圆的形状。线束不与旋转的成形元件一起转动，或者单线不借助旋转的成形元件相互捻合。随后，线束以通过成形元件赋予其的形状直接输送给挤出器，从而通过挤压过程施装的绝缘部将线束保持在预定的期望的几何形状中。“直接跟随”因此这样理解：通过成形元件预定的几何形状还保持着并且直接在时间和空间上紧随其后的挤压步骤中被固定。

对于旋转的成形元件来说尤其重要的是使其围绕中间纵轴线旋转，也就数说通常围绕单线的输送方向旋转。因此，能够更好地分配在单线穿引过成形元件时作用到单线上的力，这是因为成形元件相对于线束旋转。由此降低了单线的负载，并且降低了在单线穿引过成形元件时线扯断的危险。

因此，通过该措施，整体上不需要绞合。绞合在此通常指的是单线在从滚筒上开卷之后围绕中间纵轴线相对彼此进行的各种有针对性的捻合或扭转。传统的扭绞也属于此，其中，单线分层地(lagenweise)围绕中间芯线扭绞并因此具有对称的、同心的结构。绞合在此也广义地指所谓的搓扭，其中，线束中的单线围绕中间纵轴线扭转，其中，在搓扭时未达到如在传统的扭绞过程中那样的单线的限定的位置。

在连续的方法中，这样制成的线路可以制造成近似无限长的产品，其典型地具有数百米的长度。因此，线路在施装护套之后还典型地卷绕在滚筒上。

因此，在优选的改进方案中，也整体上省略了这种有针对性的扭绞或绞合，尤其完全省略了绞合机，并且单线无捻合地或至少基本上在一定程度上无捻合地位于线束中。因此，单线几乎彼此平行地延伸。它们至少基本上平行地且优选精确平行地输送给成形元件，并且还在该成形元件中平行地继续引导并且无捻合地离开成形元件。

作为精确平行的取向的备选方案，在适宜的设计方案中还设置了相对较大的大于0.5米的捻距，并且尤其是大于2米的、直至平行地延伸的单线的无限长的捻距。捻距在此指如下长度，在该长度中，线束围绕自身的中间纵轴线转动了360°。这种不精确平行的传输的原因大多是因为线束是从尤其固定不动的滚筒上开卷的。在此，还可以省略主动的(旋转的)扭绞或绞合元件，并进而省略了传统的绞合机。

在扭绞的导体的情况下，原则上也可以应用成形单元直接在挤出器之前的布置。在此尤其重要的是，成形元件围绕线束旋转，从而使单线的负载保持得很小。因此在这种情况下，将已绞合的线束输送给成形元件。该线束也穿引过旋转的成形元件，但不与之一起旋转。在此，也进行期望的成形，从而使得最终制成的线路具有很好的圆度，并且随后施装的护套具有相对于线束的高同心度。在此，通过成形元件在扭绞过程之后并且例如在多次转向之后使线束具有期望的形状，尤其是变圆。

在未扭绞的变型实施方案中，单线在制造技术上通常作为大致松散的束从贮存器，尤其是滚筒上开卷，并且被输送给成形元件。在需要时，多个单线或束也可以在成形元件之前从多个贮存器中首先聚集在一起，并且在成形元件中组合成线束。

如果线束在此不是从一起转动的滚筒上开卷的，而是从固定不动的滚筒上开卷的，那么这典型地会导致线束中的单线的由开卷过程导致的且不是有针对性地产生的捻合、确切地说是搓扭，从而如上面提到的那样，单线不精确平行地进行输送。但是，在此出现了相对较大的捻距，其至少大于0.5米，并且尤其还至少大于2米。而在有针对性地为了汽车领域中的特定的应用目的而进行的捻合的情况下，捻距在数毫米至0.1米的范围内。

总的说来，通过省略耗费的扭绞过程实现了成本低廉的制造方法。同时通过使用单线，使线路的期望的高柔性得以继续保持。

很长直至无限长的捻距的特别的优点还在于：由于很长或无限长的捻距而节省材料和重量，这尤其对于汽车领域中的打算好的应用领域是尤其重要的。与传统的绞合导体相比，仅此就可以实现大约1％的节省。

在此尤其重要的是，线束借助成形元件直接在挤出器之前被准备好。有线束在其中进行准备的成形元件相应地优选离挤出器(也就是，可以说是挤出器输入端)少于2米，并且尤其是少于0.5米地定位。

根据适宜的方法变型方案，成形元件还用来使单线横向于单线的纵向方向地相互贴靠，其中，因此典型地构成具有近似柱体周侧面形的表面的线束。以这种方式提供了具有尽可能小的厚度或尽可能小的直径的线束。根据第一变型实施方案，单线在此未变形。这样相互贴靠的单线直接跟随地在挤出器中以绝缘护套(典型的是塑料)包覆，从而线束通过护套保持其通过成形元件预定的形状。

成形元件为此有利地构造为成形套筒，也就是构造为至少区段式地呈空心柱体形和/或截锥形的主体，线束直接在挤出器之前在输送区域中被引导穿过该主体。根据第一变型实施方案，成形套筒的尺寸在此被选择成使得线束中的单线在其与线束的纵轴线的相对位置方面不受影响，但在几何形状方面被改形。

在优选的第二备选方案中，通过成形元件不仅实现了线束中的单线的一种取向或换位(Umpositionierung)，而且还实现了线束的压紧，其中，线束中的单线在穿过成形元件时被相互挤压，以便进一步减少线束的厚度或线束的直径。成形元件在此具有锥形的进入区域并且逐渐变细至最终直径，该最终直径的大小被确定为实现了期望的压紧。“压紧”在此理解为：关于在单线的最紧实的可能的布置的情况下而单线本身未变形的直径，线束的直径减少了例如1％至3％。通过压紧，尤其还实现了更好的变圆的特别的优点，从而更接近柱体周侧面的线束的表面。因此，用于挤出和用于护套所需的套材料保持得很少。此外，通过压紧使线束至少已经大致保持在一起，从而使得单线在通向挤出器的路径上不会相互分离。

如前面所描述的那样，此外设置的是，成形元件围绕中间纵轴线旋转。尤其在压紧过程中，在纵向方向上靠外的单线被高负载。这还可能导致单线被扯断。通过成形元件的旋转，现在出现的纵向力沿侧向导出，从而降低了单线的负载。为了实现这一点，旋转速度优选大于100转/分钟，并且尤其是大于500转/分钟。成形元件通常被主动地驱动。

单线的非常小的横截面尤其会导致这种线扯断的危险。通常由铜或铜合金构成的单线典型地具有<1毫米，尤其还<0.5毫米的直径。

对于在这里有吸引力的应用情况，也就是尤其对于汽车领域中的应用来说，在此尤其制造出相对较小的线路(例如按照开头提到的标准)，其中，芯线内的整个线束的直径最大在2毫米至4毫米的范围内。因此相应地，有限数量的单线通常小于60个单线，优选小于20个单线。单线在此典型地具有在0.11毫米至0.4毫米或直至0.60毫米的范围内的直径。

以这种方式制成的芯线整体上具有与传统的绞合导体相似的抗断强度，在传统的绞合导体中，单线是相互捻合的。但是，制造费用比传统的绞合导体更低，因此生产成本也更低。这种线缆因此是介于实心线导体与传统的绞合导体之间的中间解决方案，它对于多种应用领域来说是有利的。相应地，借助在此介绍的方法优选制造出具有至少一个这样的芯线的线路，该芯线具有由若干未扭绞的单线构成的线束。这样的芯线尤其被考虑用于单芯线的线路，也用于多芯线的线路。在多芯线的线路中，单芯线在此优选由共同的线缆套组合在一起。备选地，各个单个芯线例如根据(栅式)平行带状缆线(Stegleitung)的方式相互连接。这种尤其单芯线或多芯线的线路尤其使用在机动车领域中。在此所描述的方法(其中，成形元件直接布置在挤出过程之前)尤其使用在未绞合，也就是未捻合的线束中。但原则上该方法也可以在已绞合的线束中使用，也就是说在已扭绞的且尤其是也在已搓扭的线束中使用。尤其是在如下实施方案中使用，其中，借助紧实单元，也就是尤其是成形套筒使线束被压紧实。

附图说明

下面借助示意图详细地阐述了本发明的实施例。其中：

图1以横截面图示出了单芯线的线路；

图2示出了穿过根据图1的A-A的纵截面图；

图3以俯视图示出了线路的制造设备；以及

图4以纵截面图示出了单芯线的线路的备选实施方案。

彼此相应的构件在所有附图中分别配设有相同的附图标记。

具体实施方式

下面示例性描述的且在图1中以未按比例的横截面图示出的单芯线的线路2通过芯线4形成。

该线路在此包括线束6，线束被由塑料构成的绝缘护套8包覆。在实施例中，每个线束6在此由七个直径d1<1毫米的单线10构成，其中，六个单线10在周侧贴靠在中央的单线10上。

如在图1中示出的那样，线束6实施为压紧的线束6，并且这些单线10与此相应地被相互挤压。因此，减少了每个线束6的厚度或每个线束6的直径，并且每个单线10的横截面形状也由于每个单线10在线束6的压紧过程中经受的变形而偏离圆的形状。线束6的总直径d2例如在2毫米至3毫米的范围内。

由于压紧，使两个线束6即使在没有绝缘护套8的情况下也分别部分地保持它们的形状。单线10之间的保持在一起由于压紧而典型地不像传统的绞合导体那样实施得那么强烈，在传统的绞合导体中，绞合线的形状尤其由于对单线10有针对性地进行捻合而得以保持。如从图2示意性地得出的那样，在线束6上未进行这种有针对性的捻合。因此，单线10至少基本上相互平行并且与中间纵轴线平行地延伸。也就是说，它们并没有捻合。

相应的线缆2的制造是在生产设备12中进行，如在图3中未按比例示出的那样。在此，预制的单线10从线滚筒14上开卷，例如作为松散的线束6，并且持续地输送给挤出器16，在该挤出器中，给这些单线配设绝缘护套8。直接在挤出器16之前，也就是在输送区域中沿加工方向A看位于挤出器输入端之前，单线10在此通过压紧单元(即成形套筒18)进行引导，单线10借此成束并且变形成压紧的线束6。成形套筒18的输出端在此与挤出器的输入端以间距a间隔开。间距a在此优选最大为数米，尤其小于2米，优选约为0.5米。

加工速度，也就是线束6被牵拉穿过成形套筒18的速度，在此典型的是1000米/分钟至2000米/分钟。

为了沿侧向导出在压紧时出现的力，并且为了因此降低线扯断的危险，成形套筒18在此期间围绕线束6的中间纵轴线20旋转。该成形套筒优选以大于500转/分钟，尤其是约1000转/分钟的转速旋转。

随后，在挤出器16中将护套8挤出到线束上。

代替此处所描述的成形套筒18，原则上也可以考虑其他的例如用于对线束进行圆锻(Rundkneten)的压紧单元。在此，以在线束6的周边分布的方式布置有多个能运动的成形侧板，它们通过相协调的运动过程对线束6进行挤压。但该圆锻通常在横截面明显更大时才考虑。

此外还应注意，线束6的单线10应该是硬拉的(ziehhart)，而不应是软化退火的(weichgeglüht)。因为研究表明，只有经硬拉的线才能以期望的程度压紧。这是因为经退火的线材料优选仅在轴向方向上流动，而不会实现期望的压紧，也就是在单线10的径向方向上的变形。

如果在制造线缆2时线束6不是从一起转动的线滚筒14上开卷，而是从固定不动的线滚筒14上开卷，那么这典型地导致线束6中的单线10以例如2米的捻距的搓扭(如图4示出的那样)，该搓扭是由开卷过程导致的并且不是有针对性地产生的。捻距s在此指如下长度，在该长度中，线束围绕自身的中间纵轴线旋转了360°。由开卷过程导致的捻合或搓扭的捻距s在此基本上依赖于线滚筒14的直径，并且明显大于按现有技术的有针对性地产生的捻距。

本发明并不局限于上面所描述的实施例。本领域技术人员也能够从中推导出本发明的其他变型方案，而不偏离本发明的主题。此外，所有结合实施例所描述的单个特征尤其也能够以其他方式相互组合，而不偏离本发明的主题。

附图标记列表

2 线路/线缆

4 芯线

6 线束/束

8 护套

10 单线

12 生产设备

14 线滚筒

16 挤出器

18 成形套筒

20 中间纵轴线

A 加工方向

a 间距

d1 单线的直径

d2 线束的直径

s 捻距

Claims (12)

1.用于制造电线路（2）的方法，所述电线路具有至少一个芯线（4），所述至少一个芯线具有由若干单线（10）构成的线束（6）以及包裹所述线束的绝缘护套（8），

其特征在于，

将所述线束（6）直接在挤出器（16）之前在输送区域中沿着中间纵轴线（20）引导穿过成形元件（18），用以对所述线束的横截面形状进行预定和引导，其中，所述成形元件（18）围绕所述中间纵轴线（20）并且围绕所述线束（6）旋转，并且随后借助所述挤出器（16）将所述绝缘护套（8）施装到所述线束（6）上，其中，所述线束（6）具有最小至0.5米的捻距。

2.根据权利要求1所述的用于制造电线路（2）的方法，

其特征在于，

所述成形元件（18）以离所述挤出器（16）小于2米的间距（a）定位。

3.根据权利要求1或2所述的用于制造电线路（2）的方法，

其特征在于，

所述成形元件（18）以离所述挤出器（16）小于0.5米的间距（a）定位。

4.根据权利要求1或2所述的用于制造电线路（2）的方法，

其特征在于，

所述成形元件（18）构造为成形套筒（18）。

5.根据权利要求1或2所述的用于制造电线路（2）的方法，

其特征在于，

所述成形元件（18）构造为成形套筒（18），并且所述线束（6）借助所述成形套筒（18）被压紧。

6.根据权利要求5所述的用于制造电线路（2）的方法，

其特征在于，

所述线束（6）的直径被减少至少3%。

7.根据权利要求1或2所述的用于制造电线路（2）的方法，

其特征在于，

所述成形元件（18）以至少500转/分钟的速度旋转。

8.电线路（2），所述电线路借助根据上述权利要求中任一项所述的用于制造电线路（2）的方法制成，所述电线路具有至少一个芯线（4），所述至少一个芯线具有由若干单线（10）构成的线束（6）以及包裹所述线束（6）的绝缘护套（8），

其特征在于，

所述线束（6）具有最小至0.5米的捻距。

9.按权利要求8所述的电线路（2），

其特征在于，

所述单线（10）是压紧的。

10.按权利要求8或9所述的电线路（2），

其特征在于，

所述单线（10）具有小于1毫米的直径（d1）。

11.按权利要求8或9所述的电线路（2），

其特征在于，

所述线束（6）具有最大4毫米的总直径（d2）。

12.具有根据权利要求8至11中任一项所述的电线路（2）的机动车车载电网，所述电线路具有至少一个芯线（4），所述至少一个芯线具有由若干单线（10）构成的线束（6）以及包裹所述线束（6）的绝缘护套（8），

其特征在于，

所述线束（6）具有最小至0.5米的捻距。