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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Flachbandkabel, insbesondere eine Wickelfeder, mit mindestens
zwei elektrischen Leitern, wobei die elektrischen Leiter in einer
Isolierhülle
eingebettet sind und die Isolierhülle einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt
aufweist und das Flachbandkabel aufwickelbar ist, so dass zwei der
Oberflächen
der Isolierhülle
aufeinander zu liegen kommen.
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Wickelfedern sind für den Einsatz
in Kraftfahrzeugen bekannt. Sie dienen dazu, eine zuverlässige elektrische
Verbindung zwischen einem sich drehenden Lenkrad und einer relativ
zum Kraftfahrzeug ortsfesten Lenkradaufnahme zu schaffen. Der für die elektrische
Verbindung verwendete Leiter wird auch als Wickelfeder bezeichnet.
Diese Wickelfeder ist spulenförmig
in einem Gehäuse
zwischen dem Lenkrad und der Lenkradaufnahme aufgewickelt und derart
bemessen, dass das Lenkrad in beiden Drehrichtungen einen kompletten
Drehweg von mehreren Umdrehungen ausführen kann, ohne dass dieser Drehweg
durch die Länge
der Wickelfeder begrenzt ist. Solche Anordnungen sind beispielsweise
aus der
DE 195 34
655 A1 bzw. der
DE
198 37 076 A1 bekannt.
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Es hat sich herausgestellt, dass
beim Betrieb derartiger Wickelfedern Probleme auftreten können, insbesondere
wenn die Wickelfeder wechselnden klimatischen Bedingungen ausgesetzt
ist. Wird beispielsweise eine kalte Wickelfeder mit wärmerer Umgebungsluft
beaufschlagt, kondensiert die Luftfeuchtigkeit an der kalten Oberfläche der
Wickelfeder, so dass ein feuchter Belag entsteht. Dieser Belag bewirkt,
dass diejenigen Oberflächen
der Isolierhülle der
Wickelfeder, die durch spiralförmige
Aufwicklung aufeinander zu liegen kommen, aneinander haften. Dies
hat zur Folge, dass die Wickelfeder überdreht werden kann oder reißt oder
dass die Wickelfeder selbst oder Verbindungen zwischen der Wickelfeder und
den elektrischen Kontakten am Ende der Wickelfeder unzulässig, insbesondere
auf Zug, beansprucht werden.
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Ausgehend von dieser Problemstellung
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wickelfeder zu schaffen,
die einen zuverlässigeren
Betrieb unter allen Betriebsbedingungen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem
Flachbandkabel, insbesondere einer Wickelfeder der eingangs genannten
Art dadurch gelöst,
dass wenigstens eine der Oberflächen
der Isolierhülle
des Flachbandkabels eine Oberflächenstruktur
aufweist.
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Durch die Oberflächenstruktur sind Hohlräume gebildet,
in denen sich die auskondensierte Feuchtigkeit niederschlagen kann.
Somit wird erreicht, dass die eingangs genannte Haftwirkung zwischen
den Oberflächen
der Isolierhülle
deutlich reduziert wird.
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Die erfindungsgemäße Oberflächenstruktur bewirkt, dass
die Oberflächen
der Isolierhülle
nur in Teilbereichen der Gesamtfläche aufeinander zu liegen kommen.
Hierdurch werden auch Kapillarkräfte verringert
oder ganz vermieden. Folglich kann eine Haftwirkung auch nur in
diesen Teilbereichen entstehen. Beispielsweise weist ein Flachbandkabel
eine erste Oberfläche
(Oberseite) mit einer Oberflächenstruktur
und eine zweite, ebene Oberfläche
(Unterseite) auf. Es ist auch möglich,
dass die Oberseite und die Unterseite eine Oberflächenstruktur
aufweisen.
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Für
die Gestaltung der Oberflächenstruktur ist
es vorteilhaft, dass die Oberfläche
uneben ist, und beispielsweise Vertiefungen oder Ausnehmungen aufweist,
die in dieser Oberfläche
ausgebildet sind. Es ist insbesondere vorteilhaft, dass die Vertiefungen oder
Ausnehmungen in Längsrichtung
der elektrischen Leiter verlaufen. Dies hat den wesentlichen Vorteil,
dass die Wickelfeder mit Hilfe von Extrusionsverfahren hergestellt
werden können,
wobei die Vertiefungen oder Ausnehmungen Teil des Endlosprofils des
Flachbandkabels sind.
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In Ausgestaltung der Erfindung können die Vertiefungen
oder Ausnehmungen auch trichterförmig
oder sphärisch
ausgebildet sind. Diese Ausbildungsform hat den Vorteil, dass die
Oberflächen
der Isolierhülle
lediglich in den zwischen den Vertiefungen oder Ausnehmungen gebildeten
Randbereichen mit der anliegenden Oberfläche der Isolierhülle in Kontakt
kommen. Hierdurch kann die Kontaktfläche stark reduziert werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung sind in der Oberfläche
der Isolierhülle
Vorsprünge
ausgebildet. Auch durch diese Vorsprünge kann die Kontaktfläche zwischen
den aufeinander liegenden Oberflächen
der Isolierhülle des
Flachbandkabels stark reduziert werden. Beispielsweise sind die
Vorsprünge
in Form von Noppen oder Wülsten
gebildet, die im Querschnitt bspw. teilkreisförmig oder prismatisch sein
können.
Bei Ausbildung der Vorsprünge
als Noppen besteht die Kontaktfläche
aus denjenigen Bereichen der Noppen, die bezogen auf eine Noppe
mittig und somit am meisten erhöht
sind.
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Bei Ausbildung der Vorsprünge in Form
von Wülsten
kann das Flachbandkabel mit Hilfe von Extrusionsverfahren hergestellt
werden, wenn die Wülste
in Längsrichtung
der elektrischen Leiter verlaufen. Die Wülste können als Teil der gemeinsamen
Isolierhülle
mehrerer elektrischer Leiter in die Isolierhülle eingeprägt sein. Es ist auch möglich, dass
die Wülste dadurch
gebildet werden, dass die elektrischen Leiter jeweils eine eigene
elektrische Isolierhülle
aufweisen, die in Längsrichtung
miteinander verschweißt sind.
Bei einer solchen Ausführungsform
bildet also ein Teil der Isolierhülle eines elektrischen Leiters
einen Wulst.
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Alternativ können die Wülste quer zur Längsrichtung
der elektrischen Leiter verlaufen. Auch durch eine solche Ausführungsform
kann die Kontaktfläche
zwischen den aufeinander anliegenden Oberflächen des Flachbandkabels verringert
werden. Dies ist auch möglich,
wenn die Wülste
in einem Winkel verlaufen, der zwischen der Längs- und der Querrichtung der
elektrischen Leiter gebildet ist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
sind die Wülste
auf zwei der aufeinander zu liegen kommenden Oberflächen der
Isolierhülle angeordnet,
wobei die Wülste,
wenn sie aufeinander liegen, einen von 0° abweichenden Winkel einschließen, insbesondere
einen Winkel von größer 0° bis 90°. Gemäß dieser
Ausführungsform
sind die Wülste also
auf Ober und Unterseite des Flachbandkabels angeordnet. Bei Aufwicklung des
Flachbandkabels berühren
sich die Wülste
einer Oberseite mit den Wülsten
einer Unterseite einer benachbarten Wicklung nur in Kreuzungspunkten.
Auch durch diese Anordnung wird die Kontaktfläche zwischen benachbarten Oberflächen reduziert.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu
entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele
näher beschrieben
und erläutert
ist.
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Es zeigen:
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1 ein
Flachbandkabel mit in Längsrichtung
der elektrischen Leiter vorgesehenen Vertiefungen;
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2 ein
Flachbandkabel mit sphärischen Vertiefungen;
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3 ein
Flachbandkabel mit noppenförmigen
Vorsprüngen
gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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4 ein
Flachbandkabel mit noppenförmigen
Vorsprüngen
gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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5 ein
Flachbandkabel mit in Längsrichtung
der elektrischen Leiter verlaufenden Vorsprüngen in Form von Wülsten;
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6 ein
Flachbandkabel mit quer zur Längsrichtung
der elektrischen Leiter verlaufenden Wülsten; und
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7 ein
Flachbandkabel mit trapezförmigen
Wülsten,
die zwischen der Längs-
und der Querrichtung der elektrischen Leiter verlaufen.
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8 ein
Flachbandkabel mit auf Ober- und Unterseite angeordneten Wülsten.
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Das in 1 dargestellte
und allgemein mit Bezugszeichen 2 bezeichnete Flachbandkabel
ist linkerhand in einer Draufsicht und rechterhand in einem Querschnitt
dargestellt. Das Flachbandkabel 2 weist einen im Wesentlichen
rechteckförmigen
Querschnitt auf, der von einer im Wesentlichen ebenen Unterseite 4,
einer unebenen Oberseite 6 sowie einer ersten Berandung 8 und
einer zweiten Berandung 10 begrenzt ist. Das Flachbandkabel 2 weist
Isoliermaterial 12 auf, dass als Hülle für die in Längsrichtung des Flachbandkabels 2 verlaufenden
elektrischen Leiter 14 dient. Im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt
fünf elektrische
Leiter dargestellt. In der unebenen Oberseite 6 sind insgesamt drei
im Wesentlichen rechteckförmige
Vertiefungen 16 eingebracht, die sich in Längsrichtung
des Flachbandkabels 2 erstrecken. Die Vertiefungen 16 dienen als
Aufnahmeraum für
Feuchtigkeit, die sich aufgrund eines Temperaturwechsels aus einem
kalten in einen warmen Zustand aus feuchter Umgebungsluft am Flachbandkabel 2 niederschlägt. Dieser
feuchte Niederschlag kann in den Vertiefungen 16 aufgenommen
werden.
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Die unebene Oberseite 6 weist
Erhebungsflächen 18 auf,
die als Auflagefläche
für eine
in 1 nicht dargestellte
ebene Unterseite 4 des gleichen Flachbandkabels 2 dienen,
das in Form einer Schnecke oder Spirale aufgewickelt ist. Durch
die gegenüber
der auf der Unterseite 4 gebildeten Fläche reduzierte Auflagefläche, die
durch die Gesamtheit der Erhebungsflächen 18 gebildet ist,
wird der Kontaktbereich zwischen der unebenen Seite 6 einer
ersten Wicklung und der ebenen Seite 4 einer zweiten Wicklung
verringert, so dass die Haftwirkung, die bei Niederschlag von Feuchtigkeit
auf dem Flachbandkabel wirkt, deutlich reduziert wird.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Flachbandkabels 20, das linkerhand in einer Draufsicht
und rechterhand in einem Querschnitt dargestellt ist. Das Flachbandkabel 20 ist
begrenzt durch eine ebene Unterseite 24, eine unebene Oberseite 26 sowie
erste und zweite Berandungen 28 und 30. Das Flachbandkabel 20 besteht
aus Isoliermaterial 32 für in diesem eingebettete elektrische
Leiter 34. In der Oberseite 26 des Flachbandkabels 20 sind
sphärische
Vertiefungen 36 angeordnet, in denen sich niedergeschlagene
Feuchtigkeit sammeln kann.
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Das in 2 dargestellte
Flachbandkabel kommt bei Aufwicklung mit Erhebungsflächen 38 in der
Oberseite 26 einer ersten Wicklung mit der Unterseite 24 einer
zweiten Wicklung in Kontakt. Die gesamte aus den Erhebungsflächen 38 gebildete
Fläche
ist gegenüber
der an der Unterseite 24 gebildeten Fläche klein. Hierdurch wird die
Gefahr verringert, dass das Flachbandkabel 20 bei Niederschlag
von Feuchtigkeit an einer benachbarten Wicklung haften bleibt.
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In 3 ist
ein insgesamt mit 40 bezeichnetes Flachbandkabel linkerhand
in einer Draufsicht und rechterhand in einem Querschnitt dargestellt. Das
Flachbandkabel 40 weist eine im Wesentlichen ebene Unterseite 44,
eine unebene Oberseite 46 sowie eine Berandung 48 bzw. 50 auf.
Das Flachbandkabel 40 besteht aus einem Isoliermaterial 52,
in das elektrische Leiter 54 eingebettet sind. An der Oberseite 46 des
Flachbandkabels 40 sind noppenförmige Vorsprünge oder
Erhebungen 56 vorgesehen. Die Noppen 56 weisen
einen teilkreisförmigen
Querschnitt auf und begrenzen Wasser-Sammelräume 58. In diesen
Räumen
kann sich das durch Auskondensieren von feuchter Luft gebildete
Wasser sammeln, wodurch verhindert wird, dass die Oberseite 46 einer
ersten Wicklung des Flachbandkabels 40 an der Unterseite 44 einer
benachbarten Wicklung haften bleibt.
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Das in 4 dargestellte
Flachbandkabel 60 weist einen ähnlichen Aufbau wie das in 3 dargestellte Flachbandkabel 40 auf.
Das Flachbandkabel 60 weist jedoch nicht kugelabschnittförmige Noppen 56,
sondern wabenförmige
Noppen 76 auf. Zwischen den Noppen 76 sind Wasser-Sammelräume 78 ausgebildet.
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In 5 ist
linkerhand eine Draufsicht und rechterhand ein Querschnitt eines
Flachbandkabels 80 dargestellt. Das Flachbandkabel 80 weist
insgesamt drei Wülste 96 auf,
die in Längsrichtung
der elektrischen Leiter 94 des Flachbandkabels 80 verlaufen.
Die Wülste 96 haben
einen teilkreisförmigen Querschnitt.
Zwischen ihnen sind Wassersammelräume 98 ausgebildet,
die ebenfalls in Längsrichtung der
elektrischen Leiter 94 des Flachbandkabels 80 verlaufen.
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Das in 6 in
einer in der Zeichnung oben angeordneten Seitenansicht und einer
darunter angeordneten Draufsicht dargestellte Flachbandkabel 100 weist
teilkreisförmige
Wülste 116 auf,
die Wasser-Sammelräume 118 begrenzen.
Die Wülste 116 und
die Wasser-Sammelräume 118 verlaufen
quer zur mit 119 bezeichneten Längsrichtung
der im Flachbandkabel 100 eingebetteten (nicht dargestellten)
elektrischen Leiter.
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Das in 7 dargestellte
Flachbandkabel 120 ist in der in 7 unteren Zeichnung in einer Draufsicht
und in der in 7 oberen
Zeichnung entlang des Querschnitts B-B dargestellt. Das Flachbandkabel 120 weist
im Querschnitt trapezförmige Wülste 136 auf,
die schräg
zur mit 139 bezeichneten Längsrichtung
der im Flachbandkabel 120 verlaufenden elektrischen Leiter
verlaufen. Zwischen den trapezförmigen
Wülsten 136 sind
Wasser-Sammelräume 138 ausgebildet.
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Das in 8 dargestellte
Flachbandkabel 140 ist linkerhand in der oberen Zeichnung
in einer Draufsicht, in der mittleren Zeichnung in einer Seitenansicht
und in der unteren Zeichnung in einer Unteransicht dargestellt.
In 8 rechterhand ist
ein Querschnitt entlang der Linie C-C gemäß der linkerhand oberen Zeichnung
dargestellt. Das Flachbandkabel 140 weist sowohl auf der
Unterseite 144 als auch auf der Oberseite 146 Wülste auf,
die jeweils schräg
zur mit 159 bezeichneten Längsrichtung
des Flachbandkabels 140 verlaufen. Auf der Oberseite 146 sind Wülste 156 und
auf der Unterseite 144 Wülste 155 angeordnet.
Zwischen der Oberseite 146 und der Unterseite 144 befindliches
Isoliermaterial 152 dient zur Aufnahme von elektrischen
Leitern 154.
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Durch die in 8 dargestellte Anordnung kommen die Oberflächen benachbarter
Wicklungen nur in Kreuzungsbereichen 157 der Wülste 155 und 156 zur
Auflage. Die Kreuzungsbereiche 157 sind schraffiert dargestellt.
Zwischen diesen Kontaktbereichen 157 sind Freiräume 158 gebildet,
in denen sich aus feuchter Umgebungsluft auskondensierte Feuchtigkeit
sammeln kann.
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Selbstverständlich sind neben den dargestellten
Ausführungsbeispielen
eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten
gegeben, durch die jeweils eine Oberflächenstruktur gebildet sein
kann. Es ist selbstverständlich
auch denkbar, diese Struktur durch eine Kombination der dargestellten
oder weiterer geometrischer Elemente zu bilden. Die gezeigten Ausführungsbeispiele
dienen lediglich der Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Gestaltung
eines Flachbandkabels, diese ist nicht auf die in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen
beschränkt.