DE102010034195B4

DE102010034195B4 - Schraubenförmig gewickeltes Kabel und Verfahren

Info

Publication number: DE102010034195B4
Application number: DE102010034195.9A
Authority: DE
Inventors: Jacob E. Markham
Original assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: DE102010034195A1; US8250844B2; US20100093448A1

Abstract

Kabel (10), das aufweist:
eine erste Schicht (12) Draht (11), die schraubenförmig gewickelt ist, um ein inneres Lumen zu definieren, das einen Lumendurchmesser aufweist;
eine zweite Schicht (14) Draht (11), die über der ersten Schicht (12) schraubenförmig gewickelt ist; und
ein erstes Endsegment (20), das mit einer Mehrzahl von Litzen des Drahts (11) konfiguriert ist, die miteinander verschmolzen sind;
wobei sowohl die erste (12) als auch die zweite Schicht (14) in der Weise wärmebehandelt worden sind, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als
10 Prozent beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein schraubenförmig gewickeltes Kabel und auf ein zugehöriges Verfahren. In einer Ausführungsform enthält das Kabel einen einzelnen Draht, der eng um sich selbst gewickelt ist, um ein Mehrschichtkabel mit einem hohlen Lumen zu bilden.
Im Stand der Technik finden Löten oder Hartlöten Verwendung, um die Enden eines Kabels zu befestigen, um sein Aufrollen zu verhindern. Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass es Einschränkungen an die Verwendung solcher Zugänge gibt.
US 5 932 035 A offenbart eine Welle, die innere und äußere Elemente in eingreifendem Kontakt entlang ihrer Länge hat, von denen mindestens einer einen Draht aufweist, von dem mindestens ein Teil superelastisch ist, um eine signifikante mechanische Genauigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung zu erreichen.
US 4 178 810 A offenbart ein Manipulatorende eines endoskopischen
Gewebeprobenahmeinstruments, beispielsweise einer Zange, aufweisend einen Kolben 4, der verschiebbar innerhalb eines geschlitzten Stützrohrs 3 angeordnet und über eine den Kolben umgebende Fingerhülse 6 bewegbar und mit dem Kolben gekoppelt ist.
US 6 526 645 B2 offenbart eine kontinuierliche kongruente Länge des flexiblen flexiblen Bohr-Energieübertragungselements (DETM) zum Übertragen und Ausbalancieren von Aktions-/Reaktionskräften zwischen einer Energiequelle und einer Arbeitsspitze (9), so dass Drehmoment-, Zug-, Druck- und Selbsthaltekräfte begrenzt werden, während das DETM in mehreren Positionen mit enger Krümmung und geradem Lauf arbeitet.
Ausgehend von dem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kabel zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Kabel mit den Merkmalen des Anspruches 5 vorgeschlagen. Weiterhin wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren zum Bilden eines Kabels mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Verfahren zum Bilden eines Kabels mit den Merkmalen des Anspruchs 12 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind jeweils bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit dem Kabel beschrieben werden, gelten dabei auch in Zusammenhang mit dem Verfahren und jeweils umgekehrt.
Das erfindungsgemäße Kabel umfasst: eine erste Schicht Draht, die schraubenförmig gewickelt ist, um ein inneres Lumen zu definieren, das einen Lumendurchmesser aufweist; eine zweite Schicht Draht, die über der ersten Schicht schraubenförmig gewickelt ist; und ein erstes Endsegment, das mit einer Mehrzahl von Litzen des Drahts konfiguriert ist, die miteinander verschmolzen sind; wobei sowohl die erste als auch die zweite Schicht in der Weise wärmebehandelt worden ist, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 10 Prozent beträgt.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante des Kabels ergibt sich, wenn sowohl die erste als auch die zweite Schicht in der Weise wärmebehandelt worden ist, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 1 Prozent beträgt.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem das Wärmebehandeln der ersten und der zweiten Schicht das Erwärmen zwischen 20 und 40 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 260 und 700 Grad Celsius umfasst.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem das Wärmebehandeln der ersten und der zweiten Schicht das Erwärmen für näherungsweise 30 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 350 und 600 Grad Celsius umfasst.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem das Wärmebehandeln der ersten und der zweiten Schicht das Erwärmen der Schichten umfasst, während sie an einer Spanneinrichtung gestützt sind.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, das ferner über der zweiten Schicht Draht eine dritte Schicht Draht umfasst, wobei sich das erste Endsegment in der dritten Schicht Draht befindet.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem das Kabel durch die Abwesenheit eines Lötmittels oder Hartlötmittels gekennzeichnet ist.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem das Kabel für die schnelle Drehung und für ein Drehmoment von eins zu eins konfiguriert ist.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem der Lumendurchmesser zwischen 0,203 mm (0,008 Zoll) und 0,762 mm (0,03 Zoll) beträgt der Durchmesser des Kabels zwischen 0,254 mm (0,01 Zoll) und 1,397 mm (0,055 Zoll) beträgt und der Durchmesser des Drahts zwischen 0,0127 mm (0,0005 Zoll) und 0,101 mm (0,004 Zoll) beträgt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch ein erfindungsgemäßes Kabel, welches umfasst: eine erste Schicht Draht, die schraubenförmig gewickelt ist, um ein Lumen zu definieren, das einen Lumendurchmesser aufweist; eine zweite Schicht Draht, die über der ersten Schicht schraubenförmig gewickelt ist, wobei der Draht in der ersten und in der zweiten Schicht ein einziges, ununterbrochenes Teil ist; ein erstes Endsegment, das mit einer Mehrzahl von Litzen konfiguriert ist, die miteinander verschmolzen sind; ein zweites Endsegment, das mit einer Mehrzahl von Litzen konfiguriert ist, die miteinander verschmolzen sind; und wobei das Kabel dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste und die zweite Schicht zwischen 20 und 40 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 260 und 700 Grad Celsius erwärmt worden ist.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem das Kabel dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste und die zweite Schicht für näherungsweise 30 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 350 und 600 Grad Celsius erwärmt worden ist.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem das Erwärmen der ersten und der zweiten Schicht die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand auf weniger als 10 Prozent veranlasst.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem das Erwärmen der ersten und der zweiten Schicht die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand auf weniger als 1 Prozent veranlasst.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Kabels, bei dem das Wärmebehandeln der ersten und der zweiten Schicht das Erwärmen der Schichten umfasst, während sie über eine Spanneinrichtung gewickelt sind.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Bilden eines Kabels, welches die Schritte umfasst:

• Wickeln einer ersten Schicht Draht über einen Dorn und dadurch Definieren eines Lumens, das einen Lumendurchmesser aufweist;
• Wickeln einer zweiten Schicht Draht über die erste Schicht;
• Verschmelzen einer Mehrzahl von Litzen des Drahts miteinander in einem ersten Endsegment der zweiten Schicht; und
• Erwärmen der ersten und der zweiten Schicht zwischen 20 und 40 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 260 und 700 Grad Celsius.

Erfindungsgemäß vorteilhaft beansprucht wird, dass ferner das Erwärmen der ersten und der zweiten Schicht für 30 Minuten die Erwärmung bei einer Temperatur von zwischen 360 und 600 Grad Celsius umfasst.
Erfindungsgemäß vorteilhaft beansprucht wird, dass ferner das Erwärmen der ersten und der zweiten Schicht die Erwärmung umfasst, während sie über eine Spanneinrichtung gewickelt sind.
Erfindungsgemäß vorteilhaft beansprucht wird ein Verfahren, das ferner das Erwärmen der ersten und der zweiten Schicht in der Weise umfasst, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 1 Prozent beträgt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Bilden eines Kabels, welches die Schritte umfasst:

• Wickeln einer ersten Schicht Draht über einen Dorn und dadurch Definieren eines Lumens, das einen Lumendurchmesser aufweist;
• Wickeln einer zweiten Schicht Draht über die erste Schicht;
• Verschmelzen einer Mehrzahl von Litzen des Drahts miteinander in einem ersten Endsegment der zweiten Schicht; und
• Erwärmen der ersten und der zweiten Schicht in der Weise, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 10 Prozent beträgt.

Erfindungsgemäß vorteilhaft beansprucht wird ein Verfahren, das ferner das Erwärmen der ersten und der zweiten Schicht in der Weise umfasst, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 1 Prozent beträgt.
Erfindungsgemäß vorteilhaft beansprucht wird, dass ferner das Erwärmen der ersten und der zweiten Schicht die Erwärmung für 30 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 350 und 600 Grad Celsius umfasst.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

1 stellt eine perspektivische Ansicht eines Kabels in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dar,
2 stellt eine Teilseitenansicht und eine Teilquerschnittsansicht von Schichten eines Drahts eines Kabels in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dar,
3 stellt einen Abschnitt eines teilweise zusammengesetzten Kabels in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dar,
4 stellt einen Abschnitt eines Kabels dar, der Schmelzwege in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform enthält und
5 stellt einen Abschnitt eines Kabels dar, der freie und eingeschränkte Zustände darstellt.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung ist auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung verwirklicht werden kann. Diesbezüglich ist in Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) eine Richtungsbezeichnungsweise wie etwa „oben“, „unten“, „vorn“, „hinten“, „vorderer“, „hinterer“ usw. verwendet worden. Da Komponenten von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einer Anzahl unterschiedlicher Orientierungen positioniert sein können, wird die Richtungsbezeichnungsweise zur Veranschaulichung verwendet und ist in keiner Weise einschränkend. Selbstverständlich können andere Ausführungsformen genutzt werden und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden. Somit ist die folgende ausführliche Beschreibung nicht in einem beschränkenden Sinn zu nehmen und ist der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert.
1 stellt eine perspektivische Ansicht eines schraubenförmig gewickelten Kabels 10 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dar. In einer Ausführungsform ist das Kabel 10 mit einem Draht 11 gewickelt und enthält eine erste Schicht 12 des Drahts 11 (in 1 nicht sichtbar) und eine zweite Schicht 14 des Drahts 11, die schraubenförmig über der ersten Schicht 12 gewickelt ist. Das Kabel 10 endet an einem ersten Ende des Kabels 10 an einem ersten Rand 16 und an einem zweiten Ende an einem zweiten Rand 18. Ein erstes Endsegment 20 befindet sich beim ersten Rand 16 und ein zweites Endsegment 22 befindet sich beim zweiten Rand 18. In 1 ist das Kabel 10 in seiner Mitte mit einer Abkürzung gezeigt, da seine Länge in Übereinstimmung mit bestimmten Anwendungen variieren kann.
In einer Ausführungsform gibt es einen ersten Weg 24 im ersten Endsegment 20 und einen zweiten Weg 26 im zweiten Endsegment 22. In einer Ausführungsform sind der erste und der zweite Weg 24 und 26 Schmelzwege, denen entlang der Draht 11 in der zweiten Schicht 14 geschmolzen und daraufhin wieder erstarren lassen worden ist. Zum Beispiel kann ein Laser entlang des ersten und des zweiten Wegs 24 und 26 gelenkt werden und daraufhin erregt werden, so dass der Draht 11 in der zweiten Schicht 14 zunächst entlang der Wege 24 und 26 geschmolzen wird und daraufhin wieder erstarren gelassen wird. Wie dargestellt ist, überlappen sich die Wege 24 und 26 mit angrenzenden Litzen des Drahts 11, wodurch die zwei angrenzenden Litzen schmelzen.
In einer Ausführungsform wird jede Windung oder Wendel des Drahts 11 innerhalb des ersten und des zweiten Segments 20 und 22 mit jeder angrenzenden Windung oder Wendel des Drahts 11 wegen des Schmelzens und Wiedererstarrens des Drahts 11 entlang der Wege 24 und 26 miteinander verschmolzen. Auf diese Weise können die erste und die zweite Schicht 12 und 14 des Kabels 10 ohne die Verwendung eines Lötmittels oder Hartlötmittels irgendwo an dem Kabel festgehalten werden, selbst wenn das Kabel 10 in einem eingeschränkten Zustand gewickelt ist. Das Schmelzen angrenzender Windungen des Drahts 11 in dem ersten und in dem zweiten Endsegment 20 und 22 hält das Kabel 10 zusammen und verhindert, dass es sich aufwickelt.
In der Darstellung aus 1 sind die Wege 24 und 26 allgemein schraubenförmig. In alternativen Ausführungsformen können die Wege 24 und 26 kreisförmig, entlang einer Achse des Kabels 10, wahlfrei oder in unterschiedlichen anderen Orientierungen sein.
2 stellt eine Teilseitenansicht und eine Teilquerschnittsansicht des Kabels 10 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dar. In einer Ausführungsform ist das Kabel 10 ein „Biplex“-Kabel, das eine zweite Schicht 14 aufweist, die über der ersten Schicht 12 gewickelt ist. In einer anderen Ausführungsform ist das Kabel 10 ein Triplex-Kabel, das eine dritte Schicht 15 aufweist, die über der ersten und der zweiten Schicht 12 und 14 gewickelt ist. Die erste Schicht 12 ist im Querschnitt dargestellt und ein Abschnitt der zweiten Schicht ist in der Seitenansicht dargestellt. Ein Abschnitt der dritten Schicht 15 ist im Querschnitt dargestellt.
In dem in 2 dargestellten Beispiel ist die erste Schicht 12 mit einer Steigung in einer ersten Richtung schraubenförmig gewickelt, während die zweite Schicht 14 mit einer Steigung in einer zweiten Richtung schraubenförmig gewickelt ist, die umgekehrt in Bezug auf die erste Richtung ist. Die umgekehrte Wicklung auf diese Weise in diesem Kabel lässt zu, dass das Kabel 10 in drehenden Anwendungen verwendet wird, ohne dass es bei der Drehung des Kabels 10 zusammenfällt oder sich aufwickelt. In dem Beispiel, in dem über der zweiten Schicht 14 die dritte Schicht 15 hinzugefügt worden ist, schafft dies eine zusätzliche Stabilität für das Kabel 10 für Anwendungen mit doppeltgerichteten Drehungen, so dass es sowohl in Uhrzeigerrichtung als auch entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht werden kann, ohne bei der Drehung zusammenzufallen oder sich aufzuwickeln. Eine solche Ausführungsform kann in Drehanwendungen wie etwa in einer intravaskulären Ultraschallprozedur (IVUS-Prozedur) nutzbar sein.
In einer Ausführungsform wird über der gesamten Schicht die Schicht 14 in einem eingeschnürten Zustand eng über die Schicht 12 gewickelt und die Schicht 15 in einem eingeschnürten Zustand eng über die Schicht 14 gewickelt. In einem Fall wird sowohl für die erste als auch für die zweite und für die dritte Schicht 12, 14 und 15 ein einzelner Draht 11 verwendet, ohne dass er jemals abgeschnitten wird. Auf diese Weise wird zunächst die erste Schicht 12 gewickelt und daraufhin die zweite Schicht 14 über der Schicht 12 zurückgewickelt, ohne dass der Draht 11, der zum Wickeln der Schichten verwendet wird, jemals abgeschnitten wird. Dasselbe kann für die dritte Schicht 15 und für irgendwelche zusätzlichen Schichten erfolgen. Somit gibt es zwischen diesen Schichten keine Taschen, die ein Gleiten verursachen können. Auf diese Weise weist das Kabel 10 ein ausgezeichnetes Drehmoment von „eins zu eins“ auf, d. h., eine einzelne volle Drehung an einem Ende führt zu einer einzelnen vollen Drehung an dem entgegengesetzten Ende anstatt zu etwas weniger als einer vollen Drehung.
In einer Ausführungsform ist das Kabel 10 für sehr kleine Anwendungen konfiguriert. In einigen Beispielen weist der Draht in der ersten, in der zweiten und in der dritten Schicht 12, 14 und 15 einen Drahtdurchmesser (WD) so klein wie 0,0127 mm (0,0005 Zoll) bis zu 0,101 mm (0,004 Zoll) auf. In einigen Beispielen weist das Kabel 10 einen Innendurchmesser (ID) so klein wie 0,203 mm (0,008 Zoll) bis zu 0,762 mm (0,03 Zoll) auf, was ebenfalls den Durchmesser des Lumens innerhalb der ersten Schicht 12 für das Kabel 10 definiert. In einem Biplexbeispiel (das die erste und die zweite Schicht 12 und 14 enthält) weist das Kabel 10 einen Außendurchmesser (OD₁) von 0,254 mm (0,01 Zoll) auf. In einer Triplexausführungsform (die die erste, die zweite und die dritte Schicht 12, 14 und 15 enthält) weist das Kabel 10 einen Außendurchmesser (OD₂) von 1,397 mm (0,055 Zoll) auf. In einer Ausführungsform ist das Kabel 11 rostfreier Stahl. Wo Drähte mit unterschiedlichen Größen verwendet werden, sind unterschiedliche OD- und ID-Größen für das Kabel 10 möglich.
Die erste, die zweite und die dritte Schicht 12, 14 und 15 können in einer Vielzahl von Arten gewickelt werden. In einer Ausführungsform wird für jede der Schichten zu einer Zeit eine Windung des Drahts 11 gewickelt. In einer anderen Ausführungsform ist das Kabel 10 ein Multifil-Kabel, bei dem mehrere Windungen eines angrenzenden Drahts 11 auf einmal gewickelt werden. 3 stellt ein Multifil-Kabel-Beispiel dar, bei dem die erste Schicht Draht 12 über einen Dorn 30 gewickelt wird. In dem Beispiel wird die erste Schicht 12 zu einer Zeit mit fünf angrenzenden Drahtwendeln 11a, 11b, 11c, 11d und 11e gewickelt. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die erste Schicht 12 abgeschlossen ist. Daraufhin wird die zweite Schicht 14 direkt über die erste Schicht 12 gewickelt, ohne irgendetwas von dem Draht 11 abzuschneiden, und wird der Draht 11 auf sich selbst zurückgewickelt. Eine dritte Schicht 15 oder zusätzliche Schichten können ebenfalls hinzugefügt werden. Jede der Schichten ist in einem eingeschnürten Zustand.
Wenn die letzte Schicht gewickelt worden ist, muss der Draht 11 befestigt werden, so dass sich das Kabel 10 nicht aufdreht. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wird die letzte Schicht, z. B. die zweite Schicht 14 in 1 oder die dritte Schicht 15 in 3, durch Verschmelzen angrenzender Litzen des Kabels 11 miteinander im ersten Endsegment 20 und/oder im zweiten Endsegment 22 befestigt.
4 stellt einen Abschnitt des Kabels 10 dar, der in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform geschmolzen worden ist. In der Darstellung ist eine letzte Schicht F sichtbar. Die letzte Schicht F ist diese letzte Schicht, die über vorhergehende Schichten gewickelt worden ist, und kann die zweite Schicht 14, die dritte Schicht 15 oder sogar eine vierte oder andere zusätzliche Schichten des Kabels 10 sein. Wenn das Wickeln des Kabels 10 abgeschlossen ist, kann der Draht 11 abgeschnitten werden, um einen vorübergehenden Endabschnitt 11_end herzustellen. Dieser Endabschnitt 11_end kann daraufhin vorübergehend durch Löten oder Hartlöten des Drahts 11 an einem mit dem Pfeil S angegebenen Lötpunkt an seiner Stelle gehalten werden. Wenn das Schmelzen des Drahts 11 abgeschlossen ist, wird das Kabel 10 auf Wunsch am Schnittpunkt C abgeschnitten, wodurch irgendein vorübergehendes Lötmittel oder Hartlötmittel vom Kabel 10 entfernt wird.
Das Schmelzen des Drahts 11 der letzten Schicht f kann auf eine Vielzahl von Arten ausgeführt werden. In einer Ausführungsform wird das Kabel 10 unmittelbar in der Nähe einer Laserquelle 50 angeordnet, die einen Lichtstrahl 52 hoher Intensität bei dem Kabel 10 lenkt. Das Kabel 10 kann daraufhin relativ zur Laserquelle 50 bewegt werden (oder die Laserquelle 50 kann relativ zum Kabel 10 bewegt werden). Zum Beispiel wird das Kabel 10 gedreht, so dass der Strahl 52 das Kabel 10 entlang eines Wegs trifft. In einer Ausführungsform wird das Kabel 10 in einer schraubenförmigen Richtung relativ zum Laser 50 gedreht, so dass der Draht 11 in der letzten Schicht F entlang eines Schmelzwegs, auf den der Strahl gerichtet ist, geschmolzen wird. Wie zuvor angegeben wurde, sind für den Schmelzweg andere Orientierungen möglich.
In einer wie in 4 dargestellten Ausführungsform ist der Schmelzweg, entlang dessen die letzte Schicht F geschmolzen wird, ein schraubenförmiger Weg mit einer Steigung in einer ersten Richtung, während die letzte Schicht F mit einer Steigung in einer zweiten Richtung, die relativ zu der ersten Richtung entgegengesetzt ist, schraubenförmig gewickelt ist.
In einer Ausführungsform wird der Strahl 52 entlang eines ersten Schmelzwegs gelenkt, während der Laser 50 verhältnismäßig niedrige Leistung verwendet. Auf diese Weise wird der Draht 11 entlang des ersten Schmelzwegs nur leicht geschmolzen und daraufhin wieder erstarren gelassen. Der erste, der zweite, der dritte und der vierte Abschnitt 32, 34, 36 und 38 veranschaulichen den ersten Schmelzweg von der Verwendung des Lasers 50 mit einer niedrigeren Leistungseinstellung. Entlang dieser dargestellten Abschnitte 32-38 ist der durch den Laser 50 geschmolzene und wieder erstarren gelassene Bereich verhältnismäßig klein. Es gibt zusätzliche Abschnitte des ersten Schmelzwegs, die in der Figur nicht sichtbar sind (z. B. auf der gegenüberliegenden Seite des Kabels 10).
Nachfolgend wird der Strahl 52 dann entlang eines zweiten Schmelzwegs gelenkt, während der Laser 50 verhältnismäßig hohe Leistung verwendet. Auf diese Weise wird der Draht 11 entlang des zweiten Schmelzwegs merklicher geschmolzen und daraufhin wieder erstarren gelassen. Der erste, der zweite, der dritte, der vierte und der fünfte Abschnitt 40, 42, 44, 46 und 48 veranschaulichen den zweiten Schmelzweg von der Verwendung des Lasers 50 bei einer höheren Leistungseinstellung. Entlang dieser Abschnitte ist der durch den Laser 50 geschmolzene und wieder erstarren gelassene Bereich relativ zu jenen Bereichen in dem ersten Schmelzweg größer. Jeder des ersten bis fünften Abschnitts 40-48 des zweiten Schmelzwegs umfasst Abschnitte des ersten Schmelzwegs, die während eines vorhergehenden Durchgangs des Lasers erzeugt wurden. Außerdem gibt es zusätzliche Abschnitte des zweiten Schmelzwegs, die in der Figur nicht sichtbar sind (z. B. auf der gegenüberliegenden Seite des Kabels 10).
In einer Ausführungsform wird der erste Schmelzweg entlang einer ersten Strecke D₁ des Kabels 10 definiert. Der zweite Schmelzweg wird daraufhin entlang einer zweiten Strecke D₂ definiert. In einem Beispiel ist die Strecke D₂ vollständig innerhalb der ersten Strecke D₁ enthalten. Auf diese Weise ist der Abschnitt des Kabels 10, der dem Laser 50 bei der höheren Leistungseinstellung ausgesetzt wird (innerhalb der zweiten Strecke D₂), bereits dem Laser 50 bei der niedrigeren Leistungseinstellung ausgesetzt gewesen. Somit versagt oder bricht der Draht 11 in diesem Gebiet weniger wahrscheinlich. Falls das Kabel 10 zuerst dem Laser 50 bei der höheren Leistungseinstellung ausgesetzt wird, kann er den Draht 11, der in einem eingeschränkten Zustand gewickelt ist, beschädigen oder sogar brechen. Falls für den Laser 50 zu viel Leistung verwendet wird, insbesondere dort, wo der Draht 11 einen verhältnismäßig dünnen Durchmesser aufweist, kann das Schmelzen des Drahts 11 durch die hohe Leistung zulassen, dass die innerhalb des eingeschränkten Drahts 11 gespeicherte Spannung den Draht 11 bricht oder reißt.
Dass der Draht 11 anfangs dem Laser 50 mit einer niedrigeren Leistungseinstellung ausgesetzt wird, lässt zu, dass der Draht 11 schmilzt und daraufhin wieder erstarrt und sich somit stabilisiert, bevor der Draht 11 dem Laser 50 mit einer höheren Leistungseinstellung ausgesetzt wird. Durch allmählichen stufenweisen Anstieg der Leistungseinstellung des Lasers 50 während mehrerer Durchgänge entlang der Schmelzwege kann mehr Schmelzen des Drahts 11 erzielt werden, ohne das Kabel 10 zu brechen.
In 4 sind ein erster Schmelzweg mit einem ersten bis vierten Abschnitt 32-38 und ein zweiter Schmelzweg mit einem ersten bis fünften Abschnitt 40-48 dargestellt, wobei aber ebenfalls zusätzliche Schmelzwege verwendet werden können, um die allmähliche Zunahme der Leistungseinstellungen für den Laser 50 zuzulassen. Dies lässt zu, dass der Draht 11 des Kabels 10 allmählicher schmilzt und wieder erstarrt und verringert das Risiko des Reißens und Brechens.
Wenn das Kabel 10 ausreichend geschmolzen worden ist, kann das vorübergehende Lötmittel oder Hartlötmittel am Draht 11 an einem Lötpunkt S auf Wunsch entfernt werden. In einer Ausführungsform wird das Kabel 10 am Schnittpunkt C abgeschnitten, wodurch irgendwelches vorübergehendes Lötmittel oder Hartlötmittel vom Kabel 10 entfernt wird. Dies erzeugt außerdem einen sauberen Rand für das Kabel 10. 1 stellt einen ersten und einen zweiten Rand 16 und 18 dar, die auf diese Weise durch Abschneiden des Kabels 10 nach Abschluss des Schmelzens im ersten und im zweiten Endsegment 20 und 22 erzeugt worden sind.
Der erste und der zweite Rand 16 und 18 sind verhältnismäßig saubere und glatte Bereiche, an denen andere Kabel oder Vorrichtungen befestigt werden können. Da das erste und das zweite Endsegment 20 und 22 durch Schmelzen angrenzender Litzen des Drahts 11 miteinander verschmolzen werden, werden keine zusätzlichen Materialien zum Kabel 10 hinzugefügt. Abgesehen vom Draht 11 ist das Kabel 10 somit frei von irgendeinem Fremdmaterial wie etwa einem Hartlötmittel oder Lötmittel. Solche Fremdmaterialien können die Befestigung von Vorrichtungen an den Rändern 16 und 18 verkomplizieren oder schwächen. Somit können an beiden Rändern 16 und 18 leicht zusätzliche Vorrichtungen am Kabel 10 befestigt werden.
Das Schmelzen innerhalb des ersten und des zweiten Endsegments 20 und 22 des Kabels 10 kann erfolgen, während das Kabel 10 weiter an einer Spanneinrichtung wie etwa einem Dorn 30 gehalten ist, auf den der Draht 11 gewickelt wurde, um das Kabel 10 zu bilden. Der Dorn 30 kann innerhalb des durch die innere Oberfläche der ersten Schicht 12 definierten Lumens eine mechanische Unterstützung bieten. Falls das Kabel 10 vor dem Schmelzen zunächst vom Dorn 30 entfernt wird, kann innerhalb des Lumens eine zusätzliche Unterstützung notwendig sein, um sicherzustellen, dass es während des Schmelzprozesses keine Verformung des Lumens gibt.
Andere Änderungen an den Ausführungsformen sind ebenfalls möglich. Auch wenn 1 ein erstes und ein zweites Endsegment 20 und 22 mit einem ersten und mit einem zweiten Weg 24 und 26 darstellt, wird z. B. in einer Ausführungsform nur ein erstes Endsegment 20 verwendet, wobei in diesem Fall der erste Weg 24 das Kabel 10 befestigt. In diesem Beispiel wird das Kabel 10 mit einem einteiligen, monolithischen oder ununterbrochenen Draht 11 gewickelt, der sowohl die erste Schicht 12 als auch die zweite Schicht 14 bildet. Somit reicht sogar das Schmelzen entlang des ersten Wegs 24 im ersten Endsegment 20 aus, um das Kabel 10 zu befestigen und sein Aufwickeln zu verhindern.
5 stellt einen Abschnitt eines schraubenförmig gewickelten Kabels 60 dar. In einem Beispiel ist das Kabel 60 mit einem Draht 61 gewickelt und enthält eine erste Schicht 62 (in 5 nicht sichtbar) des Drahts 61 und eine zweite Schicht 64 des Drahts 61, die schraubenförmig über der ersten Schicht 62 gewickelt ist. Das Kabel 60 ist in der Weise dargestellt, dass es an einem Rand 68 an einem Ende des Kabels 60 endet. Ein Endsegment 72 befindet sich in der Nähe des Rands 68 und im Endsegment 72 gibt es einen Weg 74. Der Draht 61 im Weg 74 ist geschmolzen und daraufhin wieder erstarren gelassen worden. Somit sind angrenzende Litzen des Drahts 61 entlang des Wegs 74 geschmolzen worden und ist das Kabel 60 dadurch im Endsegment 72 eingeschnürt.
Wie es bei dem obigen Kabel 10 der Fall ist, ist das Kabel 60 in einem eingeschnürten Zustand eng gewickelt. Somit hat es Energie gespeichert, die, wenn es möglich ist, freigesetzt wird. Obgleich das Kabel 60 im Endsegment 72 geschmolzen ist, ist in einigen Fällen nichts von dem verbleibenden Kabel 60 außerhalb des Endsegments 72 geschmolzen. Auf diese Weise neigen die verbleibenden Abschnitte des Kabels 60, wenn es einen Fehler im Kabel 60 wie einen Bruch gibt, dazu, sich aus dem eingeschnürten Zustand, in dem es gewickelt ist, zu lösen und in einen freien Zustand zurückkehren. Da das Kabel 60 in einem eingeschnürten Zustand mit gespeicherter Energie gewickelt ist, verursacht ein Bruch darin eine Freisetzung seiner gespeicherten Energie und eine Ausdehnung.
Üblicherweise hat das Kabel 60 in seinem freien Zustand einen größeren Durchmesser als in seinem eingeschnürten Zustand. Zum Beispiel veranschaulicht 5, wo das Kabel 60 außerhalb des Endsegments 72 einen freien Zustand aufweist und wo es innerhalb des Endsegments 72 einen eingeschnürten Zustand aufweist. In seinem Abschnitt mit dem freien Zustand außerhalb des Endsegments 72 weist das Kabel 60 einen Außendurchmesser (ODF) des freien Zustands auf und in seinem Abschnitt mit dem eingeschnürten Zustand innerhalb des Endsegments 72 weist das Kabel 60 einen Außendurchmesser (ODC) des eingeschnürten Zustands auf. Der Außendurchmesser (ODF) des freien Zustands ist allgemein größer als der Außendurchmesser (ODF) des eingeschnürten Zustands.
In einigen Anwendungen kann der Außendurchmesser (ODF) des freien Zustands nicht wesentlich größer als der Außendurchmesser (ODC) des eingeschnürten Zustands sein. Zum Beispiel ist das Kabel 60 in einigen Ausführungsformen für sehr kleine Anwendungen konfiguriert, wie etwa solche, bei denen der Außendurchmesser der zweiten Schicht 64 0,254 mm (0,01 Zoll) beträgt. In so kleinen Anwendungen kann das Kabel 60 innerhalb des Blutgefäßsystems eines Menschen verwendet werden. Somit kann bei einem Fehler oder Bruch im Kabel 60 eine große Zunahme von dem Außendurchmesser (ODC) des eingeschränkten Zustands zu dem Außendurchmesser (ODF) des freien Zustands nicht toleriert werden. Eine große Zunahme des Außendurchmessers könnte zu einer Beschädigung innerhalb der besonderen Anwendung oder des Blutgefäßsystems selbst führen.
In einigen Anwendungen kann über dem Außendurchmesser des Kabels 60 eine einschränkende Abdeckung platziert sein, um es selbst dann einzuschränken, wenn es einen Bruch oder Fehler des Kabels 60 gibt. Allerdings kann eine solche Abdeckung in einigen Anwendungen, z. B. wegen Platzbeschränkungen oder anderen Einschränkungen, nicht verwendet werden.
In einer Ausführungsform wird das Kabel 60 behandelt, um die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (ODC) des eingeschnürten Zustands und dem Außendurchmesser (ODF) des freien Zustands des Kabels 60 zu beseitigen oder mindestens wesentlich zu minimieren. In einer Ausführungsform wird das Kabel 60 über eine Zeitdauer wesentlicher Wärme ausgesetzt, um die in ihm gespeicherte Energie zu verringern und um die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (ODC) des eingeschnürten Zustands und dem Außendurchmesser (ODF) des freien Zustands des Kabels 60 zu verringern.
In einer Ausführungsform wird das Kabel 60 zwischen 20 und 40 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 260 und 700 Grad Celsius erwärmt. In einigen Anwendungen kann das Erwärmen auf diese Weise die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (ODC) des eingeschnürten Zustands und dem Außendurchmesser (ODF) des freien Zustands des Kabels 60 von so viel wie 15 Prozent oder mehr Differenz bis auf weniger als 1 Prozent Differenz verringern.
Auf diese Weise gibt es dort, wo das Kabel 60 zunächst seiner Wärmebehandlung ausgesetzt wird, bevor es für eine Anwendung montiert wird, selbst im Fall eines Bruchfehlers keine wesentliche Zunahme seines Außendurchmessers. Da die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (ODC) des eingeschnürten Zustands und dem Außendurchmesser (ODF) des freien Zustands des Kabels 60 im Wesentlichen auf null verringert wird, haben selbst jene Abschnitte des Kabels 60, die nicht geschmolzen sind, weiterhin keine wesentliche Außendurchmesseraufweitung.
In einigen Ausführungsformen kann das Erwärmen des Kabels 60 bei hohen Temperaturen allerdings die Drehmomentantwort des Kabels 60 beeinflussen. Wie zuvor diskutiert wurde, weisen Kabel in Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen ein ausgezeichnetes Drehmoment von eins zu eins auf, d. h., eine einzelne volle Drehung an einem Ende führt zu einer einzelnen vollen Drehung an dem gegenüberliegenden Ende, anstatt zu etwas weniger als einer vollen Drehung. Falls das Kabel 60 wesentlicher Wärme ausgesetzt wird, kann sich dies nachteilig auf dieses Drehmoment von eins zu eins auswirken. Zum Beispiel kann das Erwärmen des Kabels 60 für 30 Minuten auf 700 Grad Celsius zum „Aufwickeln“ des Kabels führen. Mit anderen Worten, während ein Ende des Kabels 60 gedreht wird, beginnt sich das gegenüberliegende Ende nicht sofort zu drehen und wird ein Teil der Drehung in den Wendeln des Kabels 60 aufgenommen. Dies ist im Allgemeinen keine erwünschte Qualität für das Kabel 60.
Somit wird das Kabel 60 in einer Ausführungsform dem Erwärmungsprozess ausgesetzt, während es sich an einer Spanneinrichtung zum Unterstützen des Kabels und zum Minimieren dieser Aufwickelwirkung befindet. In einer Ausführungsform wird das Kabel 60 für 30 Minuten auf zwischen 350 und 600 Grad Celsius erwärmt. Wegen der Wärmebehandlung an der Spanneinrichtung wird die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (ODC) des eingeschnürten Zustands und dem Außendurchmesser (ODF) des freien Zustands des Kabels 60 auf so wenig wie fünf Prozent oder weniger verringert. Somit haben selbst dann, wenn es einen Fehler oder Bruch des Kabels 60 gibt, selbst jene Abschnitte des Kabels 60, die nicht geschmolzen sind, weiterhin keine wesentliche Außendurchmesseraufweitung.
Darüber hinaus weist das Kabel 60 weiterhin eine ausgezeichnete Drehmomentantwort mit einer Drehmomentfunktion von nahezu eins zu eins auf.

Claims

Kabel (10), das aufweist: eine erste Schicht (12) Draht (11), die schraubenförmig gewickelt ist, um ein inneres Lumen zu definieren, das einen Lumendurchmesser aufweist; eine zweite Schicht (14) Draht (11), die über der ersten Schicht (12) schraubenförmig gewickelt ist; und ein erstes Endsegment (20), das mit einer Mehrzahl von Litzen des Drahts (11) konfiguriert ist, die miteinander verschmolzen sind; wobei sowohl die erste (12) als auch die zweite Schicht (14) in der Weise wärmebehandelt worden sind, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 10 Prozent beträgt.
Kabel (10) nach Anspruch 1, bei dem sowohl die erste (12) als auch die zweite Schicht (14) in der Weise wärmebehandelt worden sind, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht (14) zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 1 Prozent beträgt.
Kabel nach Anspruch 1, bei dem das Wärmebehandeln der ersten (12) und der zweiten Schicht (14) das Erwärmen zwischen 20 und 40 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 260 und 700 Grad Celsius umfasst.
Kabel nach Anspruch 1, das ferner über der zweiten Schicht (14) Draht (11) eine dritte Schicht (15) Draht (11) aufweist, wobei sich das erste Endsegment (20) in der dritten Schicht (15) Draht (11) befindet.
Kabel (10), das aufweist: eine erste Schicht (12) Draht (11), die schraubenförmig gewickelt ist, um ein Lumen zu definieren, das einen Lumendurchmesser aufweist; eine zweite Schicht (14) Draht (11), die über der ersten Schicht (12) schraubenförmig gewickelt ist, wobei der Draht (11) in der ersten (12) und in der zweiten Schicht (14) ein einziges, ununterbrochenes Teil ist; ein erstes Endsegment (20), das mit einer Mehrzahl von Litzen konfiguriert ist, die miteinander verschmolzen sind; ein zweites Endsegment (22), das mit einer Mehrzahl von Litzen konfiguriert ist, die miteinander verschmolzen sind; und wobei das Kabel (10) dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste (12) und die zweite Schicht (14) zwischen 20 und 40 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 260 und 700 Grad Celsius erwärmt worden sind.
Kabel (10) nach Anspruch 5, bei dem das Kabel (10) dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste (12) und die zweite Schicht (14) für näherungsweise 30 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 350 und 600 Grad Celsius erwärmt worden sind.
Kabel (10) nach Anspruch 5, bei dem das Erwärmen der ersten (12) und der zweiten Schicht (14) die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht (14) zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand auf weniger als 10 Prozent veranlasst.
Kabel (10) nach Anspruch 5, bei dem das Wärmebehandeln der ersten (12) und der zweiten Schicht (14) das Erwärmen der Schichten (12, 14) umfasst, während sie über eine Spanneinrichtung gewickelt sind.
Verfahren zum Bilden eines Kabels (10), wobei das Verfahren umfasst: • Wickeln einer ersten Schicht (12) Draht (11) über einen Dorn (30) und dadurch Definieren eines Lumens, das einen Lumendurchmesser aufweist; • Wickeln einer zweiten Schicht (14) Draht (11) über die erste Schicht (12); • Verschmelzen einer Mehrzahl von Litzen des Drahts (11) miteinander in einem ersten Endsegment (20) der zweiten Schicht (14); und • Erwärmen der ersten (12) und der zweiten Schicht (14) zwischen 20 und 40 Minuten bei einer Temperatur von zwischen 260 und 700 Grad Celsius.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Erwärmen der ersten (12) und der zweiten Schicht (14) umfasst, während sie über eine Spanneinrichtung gewickelt sind.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Erwärmen der ersten (12) und der zweiten Schicht (14) in der Weise umfasst, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht (14) zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 1 Prozent beträgt.
Verfahren zum Bilden eines Kabels (10), wobei das Verfahren umfasst: • Wickeln einer ersten Schicht (12) Draht (11) über einen Dorn (30) und dadurch Definieren eines Lumens, das einen Lumendurchmesser aufweist; • Wickeln einer zweiten Schicht (14) Draht (11) über die erste Schicht (12); • Verschmelzen einer Mehrzahl von Litzen des Drahts (11) miteinander in einem ersten Endsegment (20) der zweiten Schicht (14); und • Erwärmen der ersten (12) und der zweiten Schicht (14) in der Weise, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht (14) zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 10 Prozent beträgt.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner das Erwärmen der ersten (12) und der zweiten Schicht (14) in der Weise umfasst, dass die Änderung des Außendurchmessers der zweiten Schicht (14) zwischen ihrem freien Zustand und ihrem eingeschränkten Zustand weniger als 1 Prozent beträgt.