DE10134252C1 - Kabel und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Es werden ein Kabel und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorgeschlagen. Um abwechselnd dünnere und dickere Abschnitte eines extrudierten Mantels des Kabels auf einfache und kostengünstige Weise ohne Verwendung eines separaten Formwerkzeugs zu bilden, wird die Vorschubgeschwindigkeit eines Leiters des Kabels in Abhängigkeit von der gewünschten Varianz des Durchmessers des Mantels variiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kabel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 8.

Die DE 37 39 007 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels, dessen extrudierter Mantel eine gewellte Außenkontur aufweist. Hier wird der Mantel nach dem Aufbringen durch Extrudieren in einem anschließenden Schritt mittels eines in Förderrichtung des Kabels beweglichen Werkzeugs außenseitig verformt, um die gewellte Außenkontur zu bilden.

Das bekannte Verfahren ist aufwendig, insbesondere ist ein spezielles Werkzeug für die jeweilige Außenprofilierung erforderlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß nur eine verhältnismäßig kleine Strukturbreite (Abstand von sich wiederholenden Oberflächenerhebungen oder -vertiefungen) realisierbar ist, da ansonsten eine zu gro­ ße Materialverdrängung in Axialrichtung bzw. Kabellängsrichtung erforderlich ist.

Die DE 840 867 C, die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet, offen­ bart ein Kabel mit einem extrudierten Mantel mit abwechselnd dünneren und dickeren Abschnitten. Die dickeren Abschnitte bilden eine Wendel auf der zylindrischen Ober­ fläche der dünneren Abschnitte. Zur Herstellung des Kabels werden die dünneren Ab­ schnitte durch ein erstes Mundstück und die dickeren Abschnitte durch ein zweites Mundstück gebildet.

Die DE 17 65 452 U offenbart ein elektrisches Kabel mit einem im Strang-Spritz­ verfahren hergestellten Außenmantel aus Kunststoff. Der Mantel weist als Abrieb- bzw. Verschleißschutz dienende Vorsprünge auf, die rippenartig ausgebildet sind und längs, quer oder schraubenlinienförmig zur Kabellängsachse verlaufen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabel und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, so daß eine einfache und damit kostengünstige Her­ stellung ermöglicht wird, insbesondere wobei gering geneigte Übergangsabschnitte zwischen dünneren und dickeren Abschnitten des Mantels und/oder auch große Struk­ turbreiten erreichbar sind.

Die obige Aufgabe wird durch ein Kabel gemäß Anspruch 1 oder ein Verfahren ge­ mäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, den Mantel des Kabels gleich beim Extrudieren derart auszubilden, daß dünnere und dickere Abschnitte ge­ bildet werden, also auf eine Bearbeitung und/oder Verformung des Mantels bzw. des­ sen Oberfläche nach dem Extrudieren zu verzichten. Insbesondere ist dies auf sehr einfache Weise dadurch möglich, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Kabels bzw. dessen Leiters beim Extrudieren derart variiert wird, daß am Mantel in Kabellängsrichtung die Abschnitte un­ terschiedlichen Durchmessers in gewünschter Weise gebildet werden.

Die vorschlagsgemäße Lösung ist insbesondere zur Massenproduktion bzw. Herstellung von Endloskabeln bei geringen Kosten geeignet.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß keine zusätzlichen oder speziellen Form­ werkzeuge oder dergleichen erforderlich sind.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß sehr große Strukturbreiten bzw. beispiels­ weise sehr gering geneigte Übergangsabschnitte zwischen dünneren Ab­ schnitten und dickeren Abschnitten und umgekehrt realisierbar sind.

Das vorschlagsgemäße Variieren der Vorschubgeschwindigkeit zur definier­ ten Bildung der dünneren und dickeren Abschnitte und dazwischenliegender Übergangsabschnitte des Mantels läuft der bisherigen Tendenz, die Vor­ schubgeschwindigkeit möglichst konstant zu lassen bzw. auf eine konstante Geschwindigkeit zu regeln, zuwider. Bisher war es allenfalls vorgesehen, die Vorschubgeschwindigkeit zur Erzielung eines gleichmäßigen bzw. konstanten Durchmessers des ummantelten Kabels zu variieren. Bei der vorschlagsge­ mäßen Lösung ist hingegen vorgesehen, die Vorschubgeschwindigkeit perio­ disch und gezielt zu verändern, um abwechselnd dünnere und dickere Ab­ schnitte des Mantels zu erzeugen.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß mit einem Spritzkopf bzw. Ex­ trudierwerkzeug eine derartige Varianz in der Dicke der Ummantelung bei un­ terschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten des Leiters und konstanter Zufuhr an Mantelmaterial erreicht werden kann, daß sich in ihrem Durchmesser signi­ fikant unterscheidende Abschnitte, also dünnere und dickere Abschnitte, des Kabels bzw. Mantels gebildet werden können. Insbesondere ist es möglich, Durchmesserverhältnisse (Durchmesser eines dickeren Abschnitts/Durch­ messer eines dünneren Abschnitts) von größer 1,4, vorzugsweise größer 1,5 und sogar bis zu 2 zu erreichen.

Weiter hat sich gezeigt, daß mit der vorschlagsgemäßen Lösung zumindest im wesentlichen konisch ausgebildete Übergangsabschnitte zwischen den dünne­ ren und dickeren Abschnitten mit bedarfsweise geringer Neigung, beispiels­ weise von 5 bis 20° zur Kabellängsrichtung, erreichbar sind.

Das vorschlagsgemäße Kabel kann beispielsweise als Sensorelement in einem Sensor Verwendung finden, wobei ein Kabelstück derart in eine zumindest teilweise konische Ausnehmung eingesetzt wird, daß ein konischer Über­ gangsbereich des Kabelstücks bzw. dessen Mantels zu einer außenseitigen Abdichtung und/oder Festlegung des Kabelstücks in der Ausnehmung führt.

Weitere Vorteile, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Er­ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt

eine schematische Darstellung eines vorschlagsgemäßen Kabels.

Das dargestellte Kabel 1 weist einen Leiter 2, vorzugsweise aus Kupfer, und einen um den Leiter 2 bzw. darauf extrudierten Mantel 3 auf. Der Mantel 3 besteht vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Kunststoff, insbesondere aus einem Polyolefin oder dergleichen.

Das vorschlagsgemäße Kabel 1 wird als "Endloskabel" hergestellt. Hierzu wird der Leiter 2 fortlaufend in einer nicht dargestellten Extrudiervorrichtung durch Extrudieren mit dem Mantel 3 versehen bzw. ummantelt. Dabei wird der Leiter 2 oder ein sonstiger innerer Aufbau des Kabels 1 durch einen nicht dargestellten Spritzkopf bzw. eine Düse zum Aufbringen des Mantels 3 (Ex­ trudieren) mit geeigneter Vorschubgeschwindigkeit bewegt.

Ein wesentlicher Aspekt liegt nun darin, daß das Kabel 1 bzw. der Mantel 3 in Kabellängsrichtung 4 dünnere und dickere Abschnitte 5 und 6, also Ab­ schnitte unterschiedlichen Durchmessers (D1, D2), aufweist. Zudem werden zwischen den dünneren und dickeren Abschnitten 5, 6 hier zumindest im we­ sentlichen konisch ausgebildete Übergangsabschnitte 7 gebildet. Jedoch kön­ nen die Übergangsabschnitte 7 bei Bedarf auch eine von der Konusform ab­ weichende Außenkontur aufweisen.

Das Kabel 1 bzw. dessen Mantel 3 weist eine nach dem Extrudieren (Auf­ bringen des Mantels 3) unbearbeitete bzw. unverformte Oberfläche 8 auf. Dies wird hier vorschlagsgemäß dadurch erreicht, daß beim Extrudieren die Vor­ schubgeschwindigkeit des Leiters 2 bei zumindest im wesentlichen konstanter Materialzufuhr (Extrudergeschwindigkeit) derart variiert wird, daß sich die dünneren und dickeren Abschnitte 5, 6 sowie die Übergangsabschnitte 7 in der gewünschten Weise, also mit den gewünschten Durchmessern D1, D2 und/oder der gewünschten Neigung N und Form ergeben.

Theoretisch ist es auch möglich, die Materialzufuhr bei konstanter Vor­ schubgeschwindigkeit des Leiters 2 zu variieren. Jedoch hat sich in der Praxis gezeigt, daß die erstgenannte Verfahrensweise zu wesentlich besseren Ergeb­ nissen führt.

Insbesondere weist das vorschlagsgemäße Kabel 1 folgende Parameter auf:
Länge eines dünneren Abschnitts 5: < 20 mm, vorzugsweise größer 40 mm.
Durchmesser D1 eines dünneren Abschnitts 5: 1,2 bis 1,5 mm.
Länge eines dickeren Abschnitts 6: < 20 mm, vorzugsweise größer 40 mm.
Durchmesser D2 eines dickeren Abschnitts 6: 1,9 bis 2,5 mm, vorzugsweise etwa 2,15 mm.
Länge eines Übergangsabschnitts 7: 2 bis 5 mm, vorzugsweise etwa 3 mm.
Neigung N eines Übergangsabschnitts 7: 5° bis 20°, vorzugsweise 6° bis 12°.

Ein wesentlicher Aspekt liegt also darin, daß das vorschlagsgemäße Kabel 1 bzw. dessen Mantel 3 eine Oberfläche 8 aufweist, die nach dem Extrudieren weder bearbeitet noch verformt werden muß bzw. wird, obwohl das Kabel 1 bzw. dessen Mantel 3 Abschnitte 5, 6 unterschiedlicher Durchmesser D1, D2 und/oder langgezogene Übergangsabschnitte 7 aufweist. Ein Formwerkzeug zur Bearbeitung bzw. Formung der Oberfläche 8 des Mantels 3 nach dem Ex­ trudieren ist also nicht vorgesehen.

Ein weiterer, auch unabhängig von Ausbildung dünnerer und dickerer Ab­ schnitte 5, 6 realisierbarer Aspekt liegt darin, daß das Kabel 1 bzw. dessen Mantel 3 vorzugsweise eine verhältnismäßig hohe Temperaturbeständigkeit aufweist, insbesondere mindestens bis 150°C temperaturbeständig ist. Dies wird hier dadurch erreicht, daß der Mantel 3 nach dem Extrudieren - vor­ zugsweise mit UV-Strahlung - bestrahlt wird. So kann ein besseres Vernetzen des vorzugsweise aus Kunststoff gebildeten Mantels 3 erreicht werden. Dies gilt insbesondere beim Einsatz von Polyolefinen.

Selbstverständlich kann das Kabel 1 anstelle des hier vorgesehenen einadrigen Leiters 2 auch einen sonstigen inneren Aufbau aufweisen, der vom Mantel 3 umgeben bzw. ummantelt wird.

Es werden das Kabel 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorge­ schlagen. Um dünnere und dickere Abschnitte 5, 6 des extrudierten Mantels 3 des Kabels 1 auf einfache und kostengünstige Weise ohne Verwendung eines separaten Formwerkzeugs zu bilden, wird beim Extrudieren die Vorschub­ geschwindigkeit in Abhängigkeit von der gewünschten Varianz des Durch­ messers des Mantels 3 variiert.

Claims (10)

1. Kabel (1) mit einem Leiter (2) und einem extrudierten Mantel (3), der in Kabel­ längsrichtung (4) abwechselnd dünnere und dickere Abschnitte (5, 6) und dazwischen liegende Übergangsabschnitte (7) aufweist, wobei der Mantel (3) eine nach dem Ex­ trudieren unbearbeitete und/oder unverformte Oberfläche (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Übergangsabschnitte (7) zwischen 5 und 20° zur Kabellängs­ richtung (4) geneigt ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsabschnitte (7) konisch ausgebildet sind.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Übergangsabschnitte (7) zwischen 6 und 12° zur Kabellängs­ richtung (4) geneigt ist.

4. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die dünneren Abschnitte (5) einen Durchmesser (D1) von 1 bis 1,5 mm, vorzugs­ weise etwa 1,25 mm, und/oder eine Länge von mindestens 20 mm, vorzugsweise 40 mm, aufweisen,
daß die dickeren Abschnitte (6) einen Durchmesser (D2) von 1,9 bis 3 mm, vorzugs­ weise etwa 2,2 mm, und/oder eine Länge von mindestens 20 mm, vorzugsweise 40 mm, aufweisen, und/oder
daß die Übergangsabschnitte (7) eine Länge von 2 bis 5 mm, vorzugsweise etwa 3 mm, aufweisen.

5. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (2) aus Kupfer besteht.

6. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) aus elektrisch isolierendem Kunststoff, vorzugsweise Polyolefin, be­ steht.

7. Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (1) mindestens bis 150°C temperaturbeständig ist und/oder daß das Kabel (1) endlos hergestellt und/oder ausgebildet ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Kabels (1) mit einem Leiter (2), der durch Extru­ dieren mit einem Mantel (3) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Leiters (2) beim Extrudieren derart variiert wird, daß am Mantel (3) in Kabellängsrichtung (4) abwechselnd dünnere und dickere Abschnitte (5, 6) und dazwischen liegende Übergangsabschnitte (7) gebildet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (8) des Mantels (3) nach dem Extrudieren keiner Bearbeitung und/oder Formung unterworfen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) aus Kunststoff, vorzugsweise Polyolefin, hergestellt und nach dem Extrudieren zur Erhöhung der Temperaturbeständigkeit bestrahlt wird.