DE112019001624T5

DE112019001624T5 - Kabelstrang und Verfahren zur Herstellung eines Kabelstrangs

Info

Publication number: DE112019001624T5
Application number: DE112019001624.5T
Authority: DE
Inventors: Housei MIZUNO; Daichi Fukushima; Miyu Aramaki
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-12-10
Also published as: JP6665881B2; JP2019175638A; CN111937091A; CN111937091B; US20210134490A1; US11183319B2; WO2019188080A1

Abstract

Es wird eine Technologie bereitgestellt, die es ermöglicht, eine Zunahme des Gewichts eines Kabelstrangs zu unterbinden, in dem eine isolierende Ummantelung eines elektrischen Kabels und ein flächiges Material zusammengeschweißt werden. Ein Kabelstrang (10) umfasst ein elektrisches Kabel (20) mit einem Aderkern (22) und einer isolierenden Ummantelung (26=, die den Aderkern umgibt; und ein flächiges Material (30) aus Kunststoff, wobei das elektrische Kabel auf einer Hauptoberfläche (33) des flächigen Materials angeordnet ist und ein Teil der Hauptoberfläche, der in Kontakt mit dem elektrischen Kabel ist, mit der isolierenden Ummantelung des elektrischen Kabels verschweißt ist, und so einen Elektrokabelfixierungsabschnitt (34) bildet. Dabei ist die größte Dicke (B) des Elektrokabelfixierungsabschnitts im flächigen Material größer als eine Dicke (C, D) in einem Abschnitt des flächigen Materials, in dem das elektrische Kabel nicht angeordnet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie zum Befestigen von elektrischen Kabeln an einem äußeren Element in einem Kabelstrang für ein Fahrzeug.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Patentdokument 1 offenbart eine Technologie, bei der ein flächiges äußeres Element an elektrischen Kabeln befestigt wird, und das äußere Element in Bezug auf die elektrischen Kabel positioniert wird, indem ein Band um jedes der Endabschnitte des äußeren Elements sowie die von den Endabschnitten abstehenden elektrischen Kabel gewickelt wird.
VORBEKANNTE DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: JP 2015-72798A
ZUSAMMENFASSUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Die Anmeldung der vorliegenden Anmeldung hat, als neues Verfahren zum Befestigen der elektrischen Kabel an dem flächigen äußeren Element, ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine isolierende Ummantelung der elektrischen Kabel durch Verschweißen, wie z.B. Ultraschallschweißen, direkt an einem flächigen Material befestigt wird.
Falls die isolierende Ummantelung der elektrischen Kabel und des flächigen Materials miteinander verschweißt werden und das flächige Material zu dünn ist, dann ist es schwer, die notwendige Ablösstärke zu erhalten, so dass eine gewisse Dicke im verschweißten Bereich des flächigen Materials nötig ist. Dagegen ist in einem Bereich des flächigen Materials, der nicht an die isolierende Ummantelung der elektrischen Kabel geschweißt ist, die oben beschriebene Dicke unnötig, und ein Ansteigen der Dicke führt lediglich zu einem höheren Gewicht.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technologie bereitzustellen, die es ermöglicht, eine Zunahme des Gewichts eines Kabelstrangs zu unterbinden, in dem eine isolierende Ummantelung eines elektrischen Kabels und ein flächiges Material zusammengeschweißt werden.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Um das vorgenannte Problem zu lösen, umfasst ein Kabelstrang gemäß einem ersten Aspekt ein elektrisches Kabel mit einem Aderkern und einer isolierenden Ummantelung, die den Aderkern umgibt; und ein flächiges Material aus Kunststoff, wobei das elektrische Kabel auf einer Hauptoberfläche des flächigen Materials angeordnet ist und ein Teil der Hauptoberfläche, der in Kontakt mit dem elektrischen Kabel ist, mit der isolierenden Ummantelung des elektrischen Kabels verschweißt ist, und so einen Elektrokabelfixierungsabschnitt bildet; wobei die größte Dicke des Elektrokabelfixierungsabschnitts im flächigen Material größer ist als eine Dicke in einem Abschnitt des flächigen Materials, in dem das elektrische Kabel nicht angeordnet ist.
Ein Kabelstrang gemäß einem zweiten Aspekt ist ein Kabelstrang gemäß dem ersten Aspekt, wobei seitlich von dem elektrischen Kabel in der Hauptoberfläche des flächigen Materials eine Ausnehmung vorgesehen ist.
Ein Kabelstrang gemäß einem dritten Aspekt ist ein Kabelstrang gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, wobei auf der Hauptoberfläche des flächigen Materials in einem Abschnitt seitlich vom elektrischen Kabel eine schräge Fläche so ausgebildet ist, dass eine Höhe derselben in Dickenrichtung mit zunehmendem Abstand vom elektrischen Kabel abnimmt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelstrangs gemäß einem vierten Aspekt weist die folgende Schritte auf:

(a) Anordnen eines elektrischen Kabels mit einem Aderkern und einer isolierenden Ummantelung, die den Aderkern umgibt, auf einem Elektrokabelanordnungsabschnitt, aus Kunststoff, eines flächigen Materials, und Einklemmen des elektrischen Kabels und des Elektrokabelanordnungsabschnitt mit einem Einklemmelement; und
(b) nach Schritt (a), Einbringen eines Teils des flächigen Materials, auf dem das elektrische Kabel nicht angeordnet ist, in den Elektrokabelanordnungsabschnitt und Verschweißen der isolierenden Ummantelung und des Elektrokabelanordnungsabschnitts.

EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß allen Aspekten kann eine Dicke, die für den Elektrokabelfixierungsabschnitt notwendig ist, erreicht werden, wobei gleichzeitig ein flächiges Material mit insgesamt geringer Dicke verwendet werden kann, so dass ein Anstieg des Gewichts des Kabelstrangs unterbunden werden kann.
Gemäß dem zweiten Aspekt kann das Volumen des Elektrokabelfixierungsabschnitt dadurch erheblich vergrößert werden, dass ein Teil des seitlich vom elektrischen Draht ausgenommenen flächigen Materials in den Elektrokabelfixierungsabschnitt eingebracht wird.
Gemäß dem dritten Aspekt kann ein Abschnitt des flächigen Materials seitlich vom elektrischen Draht auf einfache Weise in den Elektrokabelfixierungsabschnitt eingebracht werden.
Gemäß dem vierten Aspekt kann die Dicke des Elektrokabelfixierungsabschnitts nach dem Verschweißen größer gemacht werden als die des Bereichs um den Elektrokabelfixierungsabschnitt, selbst wenn ein flächiges Material mit gleichmäßiger Dicke vor dem Verschweißen verwendet wird.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht eines Kabelstrangs gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Diagramm, das die Dicke des flächigen Materials veranschaulicht.
3 ist ein Diagramm, das die Herstellung des Kabelstrang gemäß dieser Ausführungsform darstellt.
4 ist ein Diagramm, das die Herstellung des Kabelstrang gemäß dieser Ausführungsform darstellt.
5 ist ein Diagramm, das einen Kabelstrang gemäß einem ersten Abwandlungsbeispiel darstellt.
6 ist ein Diagramm, das einen Kabelstrang gemäß einem zweiten Abwandlungsbeispiel darstellt.
7 ist ein Diagramm, das die Herstellung des Kabelstrang gemäß des zweiten Abwandlungsbeispiel darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein Kabelstrang gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Kabelstrangs 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
Der Kabelstrang 10 wird als Kabelanordnung in einem Fahrzeug verwendet, um verschiedene Geräte miteinander zu verbinden. Der Kabelstrang 10 umfasst ein elektrisches Kabel 20 sowie ein flächiges Material 30. Im in der 1 dargestellten Beispiel ist ein elektrisches Kabel 20 auf dem flächigen Material 30 angeordnet, aber es können selbstverständlich auch mehrere elektrische Kabel 20 auf dem flächigen Material 30 angeordnet sein.
Das elektrische Kabel 20 ist mit verschiedenen Geräten im Fahrzeug verbunden, und zwar beispielsweise über einen Anschluss oder einen Verbinder, der mit einem Ende des elektrischen Kabels 20 verbunden ist. Das elektrische Kabel 20 umfasst einen Aderkern 22 sowie eine isolierende Ummantelung 26, die den Aderkern 22 umgibt. Hierbei ist die umlaufende Oberfläche der isolierenden Ummantelung 26 als kreisförmige umlaufende Oberfläche ausgebildet. Als elektrisches Kabel 20 wird also ein sogenanntes Rundkabel verwendet.
Der Aderkern 22 besteht aus einem oder mehreren blanken Drähten 23 (sieben im in der 1 dargestellten Beispiel). Die blanken Drähte 23 sind linienförmige Elemente, die aus einem leitfähigen Material bestehen, wie z.B. Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium oder Aluminiumlegierung. Wenn der Aderkern 22 aus mehreren blanken Drähten 23 besteht, dann ist der Aderkern 22 vorzugsweise ein verdrillter Draht, in dem mehrere blanke Drähte 23 verdrillt sind.
Die isolierende Ummantelung 26 ist durch Strangpressen eines isolierenden Kunststoffmaterials, wie z.B. Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyethylen (PE), um den Aderkern 22 oder durch Auftragen eines Emaillelacks oder dergleichen um den Aderkern 22, gebildet. Dabei enthält die isolierende Ummantelung 26 einen thermoplastischen Kunststoff. In der nachfolgenden Beschreibung ist die isolierende Ummantelung 26 aus einem Kunstharzmaterial mit PVC gebildet.
Genauer gesagt ist die isolierende Ummantelung 26 aus einem Material mit PVC als Basis gebildet, dem ein Weichmacher beigegeben ist. Der Weichmacher ist ein Zusatzstoff zum Erweichen von PVC-Produkten. PVC-Produkte mit einem großen Anteil von Weichmacher zu PVC sind üblicherweise weicher als Produkte mit einem geringen Anteil Weichmacher. Es besteht keine besondere Einschränkung hinsichtlich der Art des Weichmachers, und es kann ein Weichmacher z.B. aus Phthalsäureester, Trimellitsäureester, Pyromellitsäureester, Fettsäureester oder Fettsäurepolyester verwendet werden. Es kann eine Art Weichmacher allein verwendet werden, es kann jedoch auch eine Kombination von mehreren Weichmachern verwendet werden. Es ist ferner denkbar, dass zusätzlich zum Weichmacher noch verschiedene andere Zusatzstoffe, wie z.B. ein Stabilisator, zum PVC der isolierenden Ummantelung 26 hinzugefügt werden.
Wenigstens ein Teil der auf dem flächigen Material 30 vorgesehenen isolierenden Ummantelung 26 ist an das flächige Material 30 geschweißt, so dass das elektrische Kabel 20 am flächigen Material 30 fixiert ist.
Dabei besteht keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Verlaufs bzw. der Route des elektrischen Kabels 20 auf dem flächigen Material 30. So kann das elektrische Kabel 20 beispielsweise gerade auf dem flächigen Material 30 verlaufen, oder es kann gekrümmt sein. Wenn mehrere elektrische Kabel 20 auf dem flächigen Material 30 vorgesehen sind, dann können diese elektrischen Kabel 20 alle in derselben Richtung verlaufen, sie können aber auch teilweise in unterschiedlichen Richtungen verlaufen. Ferner kann auf dem flächigen Material 30 auch eine Abzweigung vorgesehen sein, an der die elektrischen Kabel verzweigt sind.
Es besteht keine besondere Einschränkung hinsichtlich des Bereichs, in Längsrichtung, in dem das elektrische Kabel 20 auf dem flächigen Material 30 verschweißt ist. So können die isolierende Ummantelung 26 und das flächige Material 30 durchgehend entlang der Längsrichtung des elektrischen Kabels 20 miteinander verschweißt sein, oder Teilverschweißungen (Punktschweißungen) können an mehreren Positionen entlang der Längsrichtung des elektrischen Kabels 20 vorgesehen sein. Im ersteren Fall kann der gesamte Bereich des elektrischen Kabels 20 auf dem flächigen Material 30 verschweißt sein, es kann jedoch auch ein Bereich vorgesehen sein, der nicht verschweißt ist. Im letzteren Fall kann der Abstand zwischen den Punktschweißungen konstant oder nicht konstant sein.
Das flächige Material 30 umfasst eine Elektrokabelfixierungsschicht 32 aus Kunststoff. Das elektrische Kabel 20 ist auf einer Hauptoberfläche 33 der Elektrokabelfixierungsschicht 32 aus Kunststoff angeordnet. Der Teil der Hauptoberfläche 33, der mit dem elektrischen Kabel 20 in Kontakt ist, wird mit der isolierenden Ummantelung 26 des elektrischen Kabels 20 verschweißt, wodurch ein Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 gebildet wird. Der Teil der Elektrokabelfixierungsschicht 32 abgesehen vom Elektrokabelfixierungsabschnitt 34, also mit anderen Worten der Teil auf dem das elektrische Kabel 20 nicht auf der Hauptoberfläche 33 angeordnet ist, wird hier auch als elektrokabelfreier Abschnitt 36 bezeichnet. Der Teil des flächigen Materials 30, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst (hier, die Elektrokabelfixierungsschicht 32) ist weicher als die isolierende Ummantelung 26. Dabei kann die Rockwellhärte als Maß für die Härte verwendet werden.
Es besteht keine besondere Einschränkung hinsichtlich des Materials für den Teil des flächigen Materials 30, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst, solange dieser mit der isolierenden Ummantelung 26 verschweißt werden kann. Jedoch umfasst der Teil des flächigen Materials 30, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst, vorzugsweise denselben Kunststoff wie die isolierende Ummantelung 26. Somit kann die Haftfestigkeit zwischen dem Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 und der isolierenden Ummantelung 26 aufgrund des Verschweißens verstärkt werden. In der vorliegenden Beschreibung umfasst die isolierende Ummantelung 26 PVC, so dass der Teil des flächigen Materials 30, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst, auch aus einem Material mit PVC gebildet ist.
Genauer gesagt ist der der Teil des flächigen Materials 30, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst, aus einem Material mit PVC als Basis gebildet, zu dem ein Weichmacher hinzugefügt ist. Es besteht keine besondere Einschränkung hinsichtlich der Art des Weichmachers, und es kann ein Weichmacher z.B. aus Phthalsäureester, Trimellitsäureester, Pyromellitsäureester, Fettsäureester oder Fettsäurepolyester verwendet werden. Es kann eine Art Weichmacher allein verwendet werden, es kann jedoch auch eine Kombination von mehreren verschiedenen Weichmachern verwendet werden. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass der Weichmacher, der zum PVC des Teils des flächigen Materials 30, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst, hinzugegeben wird, derselbe ist wie der Weichmacher, der zum PVC im Material der isolierenden Ummantelung 26 hinzugegeben wurde. Dabei ist ein Verhältnis von Weichmacher zu PVC im Teil, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst, größer als das Verhältnis von Weichmacher zu PVC in der isolierenden Ummantelung 26, so dass der Teil, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst, weicher ist als die isolierende Ummantelung 26.
Es ist auch denkbar, dass der Weichmacher, der zum PVC des Teils, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst, hinzugegeben wird, ein anderer ist als der Weichmacher, der zum PVC der isolierenden Ummantelung 26 hinzugegeben wird. Es ist ferner denkbar, dass zusätzlich zum Weichmacher noch verschiedene andere Zusatzstoffe, wie z.B. ein Stabilisator, zum PVC des Teils mit dem Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 hinzugefügt werden.
Das flächige Material 30 umfasst eine erste Schicht 32 als die oben beschriebene Elektrokabelfixierungsschicht 32 sowie eine zweite Schicht 40, auf der die erste Schicht 32 geschichtet ist. Die erste Schicht 32 ist gleichmäßig aus demselben Material gebildet wie das Material des Teils, der den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 umfasst. Somit ist die erste Schicht 32 aus einem Material mit PVC als Basis gebildet, zu dem derselbe Weichmacher hinzugegeben wurde, wie zu der isolierenden Ummantelung 26. Das Verhältnis von Weichmacher zu PVC in der ersten Schicht 32 ist größer als das Verhältnis von Weichmacher zu PVC in der isolierenden Ummantelung 26, so dass die erste Schicht 32 weicher ist als die isolierende Ummantelung 26.
Die zweite Schicht 40 hat andere physikalische Eigenschaften als die erste Schicht 32. Genauer gesagt hat die erste Schicht 32 physikalische Eigenschaften, die besser geeignet sind zum Verschweißen mit der isolierenden Ummantelung 26 als die zweite Schicht 40, und die zweite Schicht 40 hat physikalische Eigenschaften, die entsprechend der Verwendung des flächigen Materials 30 notwendig sind.
So ist z.B. denkbar, dass die zweite Schicht 40 härter ausgebildet ist als die erste Schicht 32, um ihre Fähigkeit zu verbessern, die Form beizubehalten. Somit kann die Verarbeitbarkeit des Kabelstrangs 10 beim Einbau des Kabelstrangs 10 in ein Fahrzeug im Vergleich dazu, dass das flächige Material lediglich aus der weichen ersten Schicht 32 besteht, verbessert werden. Ferner ist denkbar, dass die zweite Schicht 40 härter ausgebildet ist als die erste Schicht 32, um beispielsweise ihre Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb zu verbessern.
Dabei ist denkbar, dass die zweite Schicht 40 härter ausgebildet ist als die erste Schicht 32, indem ein Material mit demselben Kunststoff wie die erste Schicht 32 als Basis verwendet wird. Hierbei enthält die erste Schicht 32 PVC als Basis, so dass auch die zweite Schicht 40 PVC als Basis enthält. In diesem Fall kann die zweite Schicht 40 härter gemacht werden als die erste Schicht 32, indem das Verhältnis von Weichmacher zu PVC in der zweiten Schicht 40 kleiner gemacht wird als das Verhältnis von Weichmacher zu PVC in der ersten Schicht 32.
Es ist auch denkbar, dass die zweite Schicht 40 härter ausgebildet ist als die erste Schicht 32, indem dafür als Basis ein Material mit einem anderen Kunststoff als die erste Schicht verwendet wird. Hier umfasst die erste Schicht 32 PVC als Basis, so dass es denkbar ist, dass die zweite Schicht 40 als Basis ein Material mit einem anderen Kunststoff als PVC aufweist, wie z.B. PE, Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET) oder dergleichen.
Es besteht keine Einschränkung hinsichtlich des Verfahrens zum Ausbilden des flächigen Materials 30 mit der ersten Schicht 32 und der zweiten Schicht 40, und es ist denkbar, dass das flächige Material 30 mittels Mehrschichtextrusion, bei der eine Schichtstruktur mit einem einzigen Extrusionsvorgang hergestellt wird, oder aber auch durch ein Schichtverfahren, bei dem zunächst die erste Schicht 32 und die zweite Schicht 40 gebildet und dann aufeinander geschichtet werden.
Wenn der Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 betrachtet wird, dann werden das flächige Material 30 und die isolierende Ummantelung 26 miteinander verschweißt, während die Hauptoberfläche 33 des flächigen Materials 30 entlang der äußeren Umlauffläche des elektrischen Kabels 20 gekrümmt ist. Von einem anderen Blickwinkel betrachtet, ist die Grenzfläche der Verschweißung zwischen der isolierenden Ummantelung 26 und dem Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 in einer Form gebildet ist, die eher der umlaufenden Oberfläche der isolierenden Ummantelung 26 angenähert ist als der Form der Hauptoberfläche 33 des elektrokabelfreien Abschnitts 36. Dies wird dadurch erreicht, dass das flächige Material 30 mehr verformt wird als die isolierende Ummantelung 26.
Dabei ist das flächige Material 30 vorzugsweise über einen Winkel von mindestens 15 Grad um die isolierende Ummantelung 26 mit der isolierenden Ummantelung 26 verschweißt. Mit anderen Worten ist ein Winkel T zwischen einer Schnittlinie, die das Zentrum des Aderkerns 22 und ein Ende des verschweißten Bereichs um die isolierende Ummantelung 26 miteinander verbindet, und einer Schnittlinie, die das Zentrum des Aderkerns 22 und das andere Ende des verschweißten Bereichs um die isolierende Ummantelung 26 miteinander verbindet (siehe 2) vorzugsweise mindestens 15 Grad. Ein Winkel T von mindestens 30 Grad ist einem Winkel T kleiner als 30 Grad vorzuziehen. Ein Winkel T von mindestens 45 Grad ist einem Winkel T kleiner als 45 Grad vorzuziehen. Und ein Winkel T von mindestens 90 Grad ist einem Winkel T kleiner als 90 Grad vorzuziehen. Hierin ist das flächige Material 30 über einen Winkel von ungefähr 180 Grad um die isolierende Ummantelung 26 mit der isolierenden Ummantelung 26 verschweißt.
Wenn ein Bereich um den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 betrachtet wird, dann bilden die äußere Seitenflächen des Elektrokabelfixierungsabschnitts senkrechte Flächen 37. Bereiche der Hauptoberfläche 33 der ersten Schicht 32 des flächigen Materials 30, die seitlich vom elektrischen Kabel 20 liegen, sind als Ausnehmungen in der Hauptoberfläche 33 in der ersten Schicht 32 des flächigen Materials ausgebildet. Diese Ausnehmungen werden nachfolgend als „Ausnehmungen 39“ bezeichnet. Wie nachfolgend noch im Detail beschrieben wird, werden die senkrechte Flächen 37 und die Ausnehmungen 39 dadurch gebildet, dass das flächige Material 30 beim Verschweißen der isolierenden Ummantelung 26 und des flächigen Materials 30 gegen ein Klemmelement gedrückt wird.
Als nächstes wird die Dicke der einzelnen Bereiche des flächigen Materials im Kabelstrang 10 unter Bezugnahme auf 2 erläutert. 2 ist ein Diagramm, das die Dicke des flächigen Materials 30 veranschaulicht. Auf Schraffierungen des Querschnitts wird in 2 verzichtet.
Das Maß A in 2 ist die kleinste Dicke im Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 des flächigen Materials 30. Das Maß A ist beispielsweise die Dicke in einer Richtung durch das Zentrum des elektrischen Kabels 20 entlang einer Flächennormalen auf der Hauptoberfläche 33 des flächigen Materials 30. Das Maß A bezieht sich beispielsweise auf eine Position, an der das Elektrokabel 20 und das flächige Material 30 beim Verschweißen zuallererst miteinander in Kontakt kommen.
Das Maß B in 2 ist die größte Dicke im Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 des flächigen Materials 30. Das Maß B ist beispielsweise die Dicke an einer Position, die am weitesten von der Position der Dicke A entfernt ist. Das Maß B bezieht sich beispielsweise auf eine Position in einem Bereich einer Lücke, wenn das elektrische Kabel 20 auf dem flächigen Material 30 angeordnet wird.
Das Maß C in 2 ist eine Dicke im Bereich der Ausnehmungen 39, die unmittelbar seitlich zum elektrischen Kabel 20 ausgebildet ist. Das Maß C kann dabei die kleinste Dicke in dem Bereich mit dem elektrokabelfreien Abschnitt 36 sein.
Das Maß D in 2 ist eine Dicke an einer Position auf einer Seite vom elektrischen Kabel 20 abgewandten Seite der Ausnehmung 39. Das Maß D kann dabei die größte Dicke in dem Bereich mit dem elektrokabelfreien Abschnitt 36 sein. Das Maß D kann dieselbe Dicke aufweisen wie das flächige Material 30 vor dem Verschweißen.
Wie in 2 dargestellt, ist das Maß B der größten Dicke im Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 des flächigen Materials 30 größer als die Dickenmaße C und D in dem Bereich des flächigen Materials 30, der den elektrokabelfreien Abschnitt 36 umfasst.
Dabei ist es möglich, dass vor dem Verschweißen die Dicke des Abschnitts in dem das Elektrokabel vorgesehen ist anders als die Dicke des elektrokabelfreien Abschnitts des flächigen Materials vorgesehen wird, um das Maß B größer als die Maße C und D zu machen. Allerdings besteht in diesem Fall die Möglichkeit, dass die Herstellungskosten für das flächige Material ansteigen und die allgemeine Vielseitigkeit (multiple Verwendbarkeit) abnimmt. Daher ist vorliegend das Maß B größer als die Maße C und D bei Verwendung eines flächigen Materials, das einen Elektrokabelfixierungsabschnitt mit einer gleichmäßigen Dicke vor dem Verschweißen aufweist. Dabei werden die Ausnehmungen 39 ausgebildet, so dass das Maß B größer vorgesehen ist als die Maße C und D, selbst wenn ein flächiges Material mit einem Elektrokabelfixierungsabschnitt mit einer gleichmäßigen Dicke vor dem Verschweißen als flächiges Material verwendet wird.
Des Weiteren, wenn die Dicke des Elektrokabelfixierungsabschnitts im flächigen Material vor dem Verschweißen klein ist, dann besteht die Möglichkeit, dass das flächige Material 30 nur schwer mit einem großen Bereich um die isolierende Ummantelung 26 verschweißt werden kann. Auch in diesem Fall sind vorliegend die Ausnehmungen 39 bereitgestellt, so dass das flächige Material 30 über einen großen Bereich um die isolierende Ummantelung 26 verschweißt werden kann.
Wie in 2 gezeigt ist, ist das Dickenmaß A, welches die kleinste Dicke im Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 im flächigen Bereich 30 angibt, größer ausgebildet als das Dickenmaß C in dem Bereich, wo die Ausnehmungen 39 im flächigen Material 30 vorgesehen sind. Dies wird dadurch erreicht, dass die Ausnehmungen 39 im flächigen Material 30 vorgesehen sind, und ein Teil des flächigen Materials 30, an dem die Ausnehmungen 39 vorgesehen sind, zum Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 wandert bzw. verschoben wird.
Herstellungsverfahren
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kabelstrangs 10 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Die 3 und 4 sind Diagramme, die die Herstellung des Kabelstrangs 10 gemäß dieser Ausführungsform beschreiben. In den 3 und 4 bezeichnet „elektrisches Kabel 20B“ das elektrische Kabel vor dem Verschweißen. Mit anderen Worten, wenn in der nachfolgenden Beschreibung das elektrischen Kabel, das flächige Material und verschiedene Strukturelemente vor und nach dem Verschweißen voneinander unterschieden werden sollen, dann kann das Bezugszeichen B hinzugefügt sein, um anzuzeigen, dass es sich um ein Strukturelement vor dem Verschweißen handelt.
Hierbei werden das elektrische Kabel 20B und ein flächiges Material 30B durch Ultraschallverschweißen mit einer Ultraschallschweißmaschine 80 miteinander verbunden, um den Kabelstrang 10 herzustellen. Die Ultraschallschweißmaschine 80 umfasst ein Horn 82 und einen Amboss 84.
Das Horn 82 ist ein Element, das ein damit in Kontakt gebrachtes Werkstück mit Ultraschallwellen beaufschlagt. Es ist auch denkbar, dass die Oberfläche des Horns 82, das mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird, durch eine Rändelung mit einer rauen bzw. strukturierten Oberfläche versehen wird, z.B. um ein Verrutschen des Werkstücks zu verhindern. Der Amboss 84 stützt das Werkstück von der dem Horn 82 gegenüberliegenden Seite. Dementsprechend sind die Bereiche des Werkstücks, die miteinander zu verschweißen sind, zwischen dem Horn 82 und dem Amboss 84 angeordnet, so dass sie mit Ultraschallwellen beaufschlagt und miteinander versehweißt werden können.
Genauer gesagt wird beim Ultraschallschweißen zunächst das elektrische Kabel 20B an einem Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B des flächigen Materials 30B aus Kunststoff angeordnet, der weicher ist als die isolierende Ummantelung 26B, und das elektrische Kabel 20B und der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B werden mit einem Klemmelement eingeklemmt. So kann beispielsweise, wie in 3 dargestellt, das elektrische Kabel 20B vor dem Verschweißen an einer bestimmten Position der Hauptoberfläche 33 auf der Seite der ersten Schicht 32 des flächigen Materials 30B (nämlich am Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B) angeordnet und vom Amboss 84 gestützt werden. In diesem Zustand wird das Horn 82 nahe an den Amboss 84 gebracht, und das elektrische Kabel 20B und das flächige Material 30B werden von dem Horn 82 und dem Amboss 84 so eingeklemmt, dass die isolierende Ummantelung 26B und der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B miteinander in Kontakt sind. Somit drückt das Horn 82 gegen eine Seite des flächigen Materials 30B und der Amboss 84 drückt gegen eine Seite des elektrischen Kabels 20B, es ist jedoch auch denkbar, dass das Horn gegen die Seite des elektrischen Kabels 20B und der Amboss gegen die Seite des flächigen Materials 30B drückt.
Die Breite des Horns 82 ist größer als der Durchmesser des elektrischen Kabels 20B. Dementsprechend kann das Horn 82 nicht nur mit dem Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B des flächigen Materials 30B, sondern auch mit dem elektrokabelfreien Abschnitt 36B seitlich vom Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B in Kontakt treten. Das Horn 82 klemmt den elektrokabelfreien Abschnitt 36B des flächigen Materials 30B mit dem Amboss 84 ein.
Auf der dem Horn 82 zugewandten Seite des Ambosses 84 ist eine Haltenut 85 zum Halten des elektrischen Kabels 20B ausgebildet. Presserteile 89, die den elektrokabelfreien Abschnitt 36B des flächigen Material 30 gegen das Horn 82 drücken sind seitlich von der Haltenut 85 ausgebildet.
Eine Bodenfläche der Haltenut 85 kann flach oder gekrümmt sein. Im in der 3 gezeigten Beispiel ist der Bodenabschnitt der Haltenut 85 mit einer gekrümmten Form versehen.
Wenn das elektrische Kabel 20B in der Haltenut 85 aufgenommen ist, sind die Presserteile 89 im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet wie das elektrische Kabel 20B. Wenn das elektrische Kabel 20B in der Haltenut 85 aufgenommen ist, sind die Presserteile 89 vorzugsweise auf derselben Höhe oder höher angeordnet als das elektrische Kabel 20B. Im in der 3 dargestellten Beispiel stehen die Presserteile 89 leicht über das elektrische Kabel 20B hervor, wenn das elektrische Kabel 20B in der Haltenut 85 aufgenommen ist.
Hierbei ist die Tiefe der Haltenut 85 im Wesentlichen auf dasselbe Maß gesetzt wie der Durchmesser des elektrischen Kabels 20B (etwas größer als der Durchmesser des elektrischen Kabels 20B im Beispiel in 3), so dass die vorderen Enden von Wandabschnitten 86, die die Haltenut 85 bilden, auch als Presserteile 89 dienen. Die Presserteile 89 klemmen zusammen mit dem Horn 82 einen Teil des flächigen Materials 30B ein, an dem das elektrische Kabel 20B nicht vorgesehen ist. Die Presserteile 89 drücken nicht gegen eine Kante des flächigen Materials 30B, sondern ausschließlich gegen einen mittleren Bereich des flächigen Materials 30B. Dadurch sind nach dem Verschweißen die Ausnehmungen 39 in dem Bereich der Hauptoberfläche 33 des flächigen Materials 30 ausgebildet, gegen den die Presserteile 89 drücken. In dem in der 3 dargestellten Beispiel sind die Kanten der Presserteile 89 angeschrägt, es ist jedoch auch möglich, dass die Kanten nicht angeschrägt sind. Wenn die Kanten angeschrägt sind, sind die Kanten mit der im Beispiel in 3 dargestellten angewinkelten Form gebildet, es ist jedoch auch möglich, dass sie beispielsweise mit einer abgerundeten Form versehen sind.
Auf der Seite vom Boden zur Öffnung hin weist die gekrümmt ausgebildete Haltenut 85 eine konstante Breite auf. Somit bilden die inneren Flächen der Wandabschnitte 86, die sich vom Boden der Haltenut 85 zu einem vorderen Ende der Presserteile 89 hin erstrecken, eine senkrechte Oberfläche 87.
Im Hinblick darauf, dass der Kabelstrang 10 in einem engen Raum eines Fahrzeugs angeordnet wird, hat der Kabelstrang 10 vorzugsweise nur eine geringe Dicke. Im Hinblick darauf weist das flächige Material 30B vorzugsweise eine geringe Dicke auf. Hierbei ist eine Dicke der ersten Schicht 32B vor dem Verschweißen kleiner als der Durchmesser des elektrischen Kabels 20B. Die Dicke der ersten Schicht 32B vor dem Verschweißen kann natürlich auch gleich groß wie oder größer sein als der Durchmesser des elektrischen Kabels 20B.
Insbesondere ist hierbei die Dicke der ersten Schicht 32B vor dem Verschweißen kleiner als der Radius des elektrischen Kabels 20B. Die Dicke der ersten Schicht 32B vor dem Verschweißen kann natürlich auch gleich groß wie oder größer sein als der Radius des elektrischen Kabels 20B.
Hierbei ist die Dicke der ersten Schicht 32 vor dem Verschweißen größer als eine Dicke der isolierenden Ummantelung 26B (bzw. einer durchschnittlichen Dicke derselben in Anbetracht der Tatsache, dass mehrere blanke Drähte 23 darin vorgesehen sind). Die Dicke der ersten Schicht 32B vor dem Verschweißen kann natürlich auch gleich groß wie oder kleiner sein als die Dicke der isolierenden Ummantelung 26B.
Als nächstes werden das elektrische Kabel 20B und der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B mit dem Klemmelement eingeklemmt, und die isolierende Ummantelung 26B und der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B werden durch Ultraschallschweißen aneinander geschweißt. Hierbei erfolgt die Beaufschlagung mit Ultraschallwellen in einem Zustand, in dem der Bereich, in dem die isolierende Ummantelung 26B und das flächige Material 30 miteinander in Kontakt sind, zwischen dem Horn 82 und dem Amboss 84 eingeklemmt ist. Hierbei drückt das Horn 82 gegen die Seite des flächigen Materials 30B, so dass die Beaufschlagung mit Ultraschallwellen von der Seite des flächigen Materials 30B her erfolgt. Reibungshitze wird durch die Ultraschallwellen in dem Bereich erzeugt, in dem die isolierende Ummantelung 26B und das flächige Material 30 miteinander in Kontakt sind, so dass wenigstens einer derselben geschmolzen wird und sie somit miteinander verbunden werden. Vorliegend sind sowohl die isolierende Ummantelung 26B als auch das flächige Material 30B aus einem Material gebildet, das PVC als Basis aufweist, so dass sie beide geschmolzen und miteinander verbunden werden.
Beim Ultraschallschweißen wird der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B weicher als die isolierende Ummantelung 26B. Insbesondere sind sowohl die isolierende Ummantelung 26B als auch das flächige Material 30B aus einem Material gebildet, das PVC und einen Weichmacher aufweist. Bevor das Ultraschallschweißen beginnt, ist das Verhältnis von Weichmacher zu PVC im Bereich mit dem Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B höher als das Verhältnis von Weichmacher zu PVC in der isolierenden Ummantelung 26B. Dies gilt auch während des Ultraschallschweißens, so dass während des Ultraschallschweißens der Bereich mit dem Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B weicher wird als die isolierende Ummantelung 26B.
Beim Ultraschallschweißen ist der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B weicher als die isolierende Ummantelung 26B, so dass eine Kraft aufgrund des durch das Horn 82 und den Amboss 84 verursachten Drucks eher den Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B im Bereich, in dem der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B und die isolierende Ummantelung 26B miteinander in Kontakt sind, deformiert. Dementsprechend wird eine Grenzfläche zwischen dem Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 und der isolierenden Ummantelung 26B, die beim Verschweißen des Elektrokabelanordnungsabschnitts 34B gebildet wird, in eine Form gebracht, die mehr der ursprünglichen äußeren umlaufenden Oberfläche der isolierenden Ummantelung 26 entspricht, als die Form der Hauptoberfläche 33 im Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B vor dem Verschweißen.
Wenn ein Abschnitt in Längsrichtung des elektrischen Kabels 20 vorliegt, der nicht verschweißt ist, dann kann an diesem Abschnitt die kreisförmige umlaufende Form der äußeren Oberfläche der isolierenden Ummantelung 26 überprüft werden. Dabei verformt sich das elektrische Kabel 20 auch in den in Längsrichtung verschweißten Abschnitten auf der Seite gegenüber der verschweißten Seite kaum, so dass die Form der umlaufenden Oberfläche auch von dieser Seite her überprüft werden kann.
Des Weiteren sind die Presserteile 89 auf dem Amboss 84 ausgebildet, und ein Teil des flächigen Materials 30B ist zwischen den Presserteilen 89 und dem Horn 82 eingeklemmt, so dass ein Teil der ersten Schicht 32B des flächigen Materials 30B, gegen den die Presserteile 89 drücken, zur Seite der Haltenut 85 hin wandert bzw. verschoben wird. Genauer gesagt ist der Bereich des flächigen Materials 30B gegen den die Presserteile 89 drücken unmittelbar nahe dem Bereich angeordnet, an dem das elektrische Kabel 20B und das flächige Material 30B miteinander in Kontakt sind, so dass es denkbar ist, dass Reibungshitze, die in dem Bereich erzeugt wird, an dem das elektrischen Kabel 20B und das flächige Material 30B miteinander in Kontakt sind, auch den Bereich des flächigen Materials 30B erreicht, gegen den die Presserteile 89 drücken. Der Bereich des flächigen Materials 30B gegen den die Presserteile 89 drücken ist zwischen dem Horn 82 und dem Amboss 84 eingeklemmt, so dass es auch denkbar ist, dass die Reibungshitze unmittelbar zwischen diesem Abschnitt und den Presserteilen 89 erzeugt wird. Somit wird der Bereich des flächigen Materials 30B gegen den die Presserteile 89 drücken beim Ultraschallschweißen erweicht und ist leicht verformbar. Andererseits ist vor dem Verschweißen, wie in 3 dargestellt, eine Lücke seitlich von dem Bereich vorgesehen, in dem das elektrische Kabel 20B und das flächige Material 30 miteinander in Kontakt kommen. Somit wird ein Teil des flächigen Materials 30B gegen den die Presserteile 89 drücken in diese Lücke S zwischen dem elektrischen Kabel 20B und dem flächigen Material 30B eingebracht.
Da die Presserteile 89 auf beiden Seiten des Elektrokabelanordnungsabschnitts 34B angeordnet sind, tritt dabei im Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B nahezu keine Verformung auf, die zu einer Verringerung ihrer Dicke führt, selbst wenn der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B gegen das elektrische Kabel 20B, das Horn 82 und den Amboss 84 gedrückt wird.
Da die Presserteile 89 so gegen das flächige Material 30B drücken, kann das Volumen des Elektrokabelanordnungsabschnitts 34B auf einfache Weise vergrößert werden. Insbesondere da die Presserteile 89 auf beiden Seiten der Haltenut 85 angeordnet sind, kann das Volumen des Elektrokabelanordnungsabschnitts 34B leicht auf beiden Seiten einer Mittenlinie durch das Zentrum des elektrischen Kabels 20 vergrößert werden. Als Ergebnis kann das flächige Material 30 über einen großen Bereich in der Umlaufrichtung des elektrischen Kabels 20 verschweißt werden und gleichzeitig eine Verringerung der Dicke A vermieden werden. Insbesondere werden die Lücken S seitlich vom Bereich an dem das elektrische Kabel 20B und das flächige Material 30B vor dem Verschweißen miteinander in Kontakt kommen durch einen Verformungsabschnitt 35 des flächigen Materials 30 gefüllt
Dabei sind die Presserteile 89 in ihrer Breite schmaler als der elektrokabelfreien Abschnitt 36B des flächigen Materials 30B, so dass der Bereich des flächigen Materials 30B gegen den einer der Presserteile 89 drückt im Vergleich zu den umliegenden Bereichen eine Ausnehmung bildet. Diese Ausnehmung wird beim Ultraschallverschweißen heißgedrückt, so dass im flächigen Material 30 die Form des Presserteils 89 entsprechende Ausnehmung als Abdruck verbleibt.
Technische Effekte
Im Kabelstrang 10 mit der oben beschriebenen Anordnung ist die Dicke B größer als die Dicken C und D, so dass die Dicke, die für den Elektrokabelanordnungsabschnitts 34 notwendig ist, auch erreicht werden kann, wenn ein flächiges Material 30 mit insgesamt geringerer Dicke verwendet wird, so dass ein Ansteigen des Gewichts des Kabelstrangs 10 vermieden werden kann. Insbesondere wird ein Teil des elektrokabelfreien Abschnitts 36B des flächigen Materials 30B beim Ultraschallschweißen zum Elektrokabelanordnungsabschnitts 34B hin verschoben, so dass das Volumen des Elektrokabelanordnungsabschnitts 34 vergrößert werden kann. Dementsprechend kann die für den Elektrokabelanordnungsabschnitts 34 nötige Dicke erreicht werden, und gleichzeitig ein flächiges Material 30 mit insgesamt kleiner Dicke verwendet werden, so dass ein Ansteigen des Gewichts des Kabelstrangs 10 vermieden werden kann. Dabei wird ein Teil der Ausnehmungen 39, die seitlich vom elektrischen Kabel 20 im flächigen Material 30 ausgenommen sind, zum Elektrokabelanordnungsabschnitts 34 hin verschoben, so dass das Volumen des Elektrokabelanordnungsabschnitts 34 erheblich gesteigert werden kann.
Beim Ultraschallschweißen wird auf den Bereich, in dem das flächige Material 30B und das elektrische Kabel 20B miteinander verschweißt werden sollen, Druck ausgeübt und mit Ultraschallwellen beaufschlagt, um diesen Bereich zu verschweißen. Dabei tritt beim oben beschriebenen Kabelstrang 10 aufgrund des Drucks eine Verformung eher im Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 auf, der weicher ist als die isolierende Ummantelung 26. Ferner kann die Energie aufgrund der Ultraschallwellen leicht durch den weichen Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 des flächigen Materials 30 absorbiert werden, und wird somit kaum zur isolierenden Ummantelung 26 übertragen. Somit kann die isolierende Ummantelung 26 des elektrische Kabels 20 mit so wenig Verformung wie möglich verschweißt werden, im Vergleich zu Fällen, in denen der Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 des flächigen Materials 30 härter ist als die isolierende Ummantelung 26. Dabei kann die isolierende Ummantelung 26 des elektrischen Kabels 20 mit so wenig Verformung wie möglich verschweißt werden, selbst wenn ein sogenanntes Rundkabel verwendet wird.
Insbesondere wird der oben beschrieben Kabelstrang 10 hergestellt, wobei beim Druck und bei der Temperatur aufgrund der Reibungshitze zum Zeitpunkt der Ultraschallschweißens der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B weicher ist als die isolierende Ummantelung 26B.
Dabei werden der Weichheitsgrad des flächigen Materials 30 und der isolierenden Ummantelung 26 durch Weichmacher eingestellt. Es ist bekannt, dass Weichmacher in manchen Fällen mit der Zeit an Komponenten abgegeben werden können, mit denen sie in Kontakt sind. Somit kann der Weichmacher nach dem Ultraschallschweißen in manchen Fällen zwischen dem Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 und der isolierenden Ummantelung 26 übertragen werden. In diesem Fall ist es denkbar, dass der Weichmacher des Elektrokabelanordnungsabschnitts 34 und der Weichmacher der isolierenden Ummantelung 26 ein Gleichgewicht erreichen und der Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 und die isolierende Ummantelung 26 dieselbe Härte aufweisen. Es können auch Fälle auftreten, in denen aufgrund einer Verarbeitung nach dem Ultraschallschweißen (z.B. da nur der Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 im elektrischen Kabel 20 heißgepresst wird und nicht die isolierende Ummantelung 26) die Härte des Elektrokabelanordnungsabschnitts 34 gleich oder größer als die der isolierenden Ummantelung 26 ist. Auch in solchen Fällen kann die Grenzfläche zwischen dem Elektrokabelanordnungsabschnitt 34 und der isolierenden Ummantelung 26 ihre Form beibehalten, entsprechend der äußeren umlaufenden Oberfläche der isolierenden Ummantelung 26.
Der Anteil des Weichmachers kann so eingestellt werden, dass selbst wenn eine allgemeine isolierende Ummantelung 26 aus PVC für ein elektrisches Kabel 20 in einem Automobil verwendet wird, der Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 weicher gemacht wird als die isolierende Ummantelung 26.
Das flächige Material 30 umfasst die erste Schicht 32 als Elektrokabelfixierungsabschnitt 32 und die zweiten Schicht 40, die auf der ersten Schicht 32 aufgebracht ist, so dass eine für das flächige Material 30 gewünschte Qualität auch durch die zweite Schicht 40 beigebracht werden kann, und gleichzeitig die erste Schicht 32 physikalische Eigenschaften aufweist, die für die Fixierung des elektrischen Kabels geeignet sind.
Erstes Abwandlungsbeispiel
5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kabelstrangs 110 gemäß eines ersten Abwandlungsbeispiels.
In der obigen Ausführungsform wurde beschrieben, dass das flächige Material 30 eine doppellagige Struktur aufweist, dies ist jedoch nicht zwingend. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein flächiges Material 130 aus einer einzigen Schicht als Elektrokabelfixierungsschicht 32 verwendet wird, so wie im Fall des Kabelstrangs 110 gemäß dem ersten Abwandlungsbeispiel.
Wenn ein solches flächiges Material 130 verwendet wird, kann das flächige Material 130 zum Verschweißen einfach hergestellt werden.
Zweites Abwandlungsbeispiel
6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kabelstrangs 210 gemäß eines zweiten Abwandlungsbeispiels. 7 ist ein Diagramm, dass die Herstellung eines Kabelstrangs 210 gemäß dem zweiten Abwandlungsbeispiels darstellt.
In der obigen Ausführungsform wurde beschrieben, dass sich senkrechte Flächen 37 von einem Ende der Grenzfläche der Schweißung zum elektrokabelfreien Abschnitt 36 des flächigen Materials 30 erstrecken, allerdings ist dies nicht zwingend. Es kann auch vorgesehen sein, dass schräge Flächen 38 sich von einem Ende der Grenzfläche der Schweißung zum elektrokabelfreien Abschnitts 36 erstrecken, so wie im Kabelstrang 210 gemäß der zweiten Ausführungsform. Die schrägen Flächen 38 sind auf der Hauptoberfläche 33 des flächigen Materials 230 an den seitlichen Abschnitten des elektrischen Kabels 20 so ausgebildet, dass ihre Höhe entlang der Dickenrichtung mit zunehmender Entfernung vom elektrischen Kabel 20 abnimmt.
Zum Beispiel können, wie in 7 dargestellt, die inneren Seiten der Haltenut 285 (innere Seiten eines Wandabschnitts 286) in einem Amboss 284 so ausgebildet sein, dass eine schräge Fläche 88, deren Breite sich graduell vom Boden zur Öffnung hin aufweitet, so dass das flächige Material 230 beim Ultraschallschweißen mit den oben beschriebenen schrägen Flächen 38 versehen werden kann. Dabei sind die schrägen Flächen 88 im Amboss 284 vorgesehen, so dass ein Teil des elektrokabelfreien Abschnitts 36B im flächigen Material 30B gegen den die Presserteile 89 drücken auf einfache Weise zum Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 hin wandert bzw. dorthin verschoben werden kann. Somit kann ein Teil des flächigen Materials 230, der seitlich vom elektrischen Kabel 20 liegt, auf einfache Weise in den Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 eingebracht bzw. dahin verschoben werden, wenn auf der Hauptoberfläche 33 des flächigen Materials 230 die schrägen Flächen 38 in den seitlichen Abschnitten des elektrischen Kabels 20 so gebildet werden, dass ihre Höhe entlang der Dickenrichtung mit zunehmendem Abstand vom elektrischen Kabel 20 abnimmt.
Weitere Abwandlungsbeispiele
Gemäß der vorhergehenden Beschreibung ist der Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 weicher als die isolierende Ummantelung 26 im Kabelstrang 10, allerdings ist dies nicht zwingend. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Elektrokabelfixierungsabschnitt 34 dieselbe Härte aufweist wie die isolierende Ummantelung 26 oder sogar härter ist als die isolierende Ummantelung 26. Ähnlich dazu ist gemäß der vorhergehenden Beschreibung der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B weicher als die isolierende Ummantelung 26B, allerdings ist dies nicht zwingend. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Elektrokabelanordnungsabschnitt 34B zum Zeitpunkt der Ultraschallverschweißung dieselbe Härte aufweist wie die isolierende Ummantelung 26B oder sogar härter ist als die isolierende Ummantelung 26B. Selbst in solchen Fällen kann das Maß B größer vorgesehen sein als die Maße C und D, indem die Dicke des flächigen Materials vor dem Verschweißen geändert wird oder indem das Ultraschallschweißen mit einem Amboss 84 mit Presserteilen 89 durchgeführt wird.
In der obigen Beschreibung sind Ausnehmungen 39 seitlich von dem elektrischen Kabel 20 auf der Hauptoberfläche 33 des flächigen Materials 30 ausgebildet, allerdings ist dies nicht zwingend. Es kann auch vorgesehen sein, dass keine Ausnehmungen 39 seitlich von dem elektrischen Kabel 20 auf der Hauptoberfläche 33 des flächigen Materials 30 ausgebildet sind. Zum Beispiel ist möglich, dass die Ausnehmungen 39 nicht gebildet werden, da die Presserteile 89 des Ambosses 84 gegen den gesamten elektrokabelfreien Abschnitts 36B im flächigen Material 30 gedrückt werden oder weil der Amboss nicht mit den Presserteilen 89 versehen ist und somit nicht in Kontakt mit dem elektrokabelfreien Abschnitts 36B des flächigen Materials 30 kommt.
In der obigen Beschreibung sind die seitlichen Abschnitte des elektrischen Kabels 20 auf dem flächigen Material 30 in Form von durchgehenden senkrechten Flächen 37 oder schrägen Flächen 38 ausgebildet, allerdings ist dies nicht zwingend. Es ist auch möglich, dass die seitlichen Abschnitte des elektrischen Kabels 20 auf dem flächigen Material 30 mit einer Stufenform ausgebildet sind. Beispielsweise ist es möglich, dass eine Innenseite des Wandabschnitts 86, der sich vom Boden der Haltenut 85 bis zum vorderen Ende der Presserteile 89 erstreckt, so ausgebildet ist, dass der Amboss eine Stufenform aufweist, so dass die seitlichen Abschnitte des elektrischen Kabels 20 auf dem flächigen Material 30 mit einer Stufenform versehen sind.
In der obigen Beschreibung ist das elektrischen Kabel 20 ein Rundkabel, allerdings ist dies nicht zwingend. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass ein elektrisches Kabel 20 verwendet wird, das kein Rundkabel ist, wie z.B. ein eckiges Kabel.
In der obigen Beschreibung sind die isolierende Ummantelung 26 und die Elektrokabelfixierungsschicht 32 aus einem Material mit PVC als Basis gebildet sind, aber das ist nicht zwingend. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass die isolierende Ummantelung 26 und die Elektrokabelfixierungsschicht 32 aus einem Material mit PE oder PP als Basis gebildet sind. In diesem Fall ist die Dichte des PE oder des PP, welche als Basis der Elektrokabelfixierungsschicht 32 dienen, niedriger eingestellt als die des PE oder PP, welche als Basis der isolierenden Ummantelung 26 dienen, oder des PE oder PP, welche als Basis der Elektrokabelfixierungsschicht 32 dienen, werden mit Isobutylen reagiert, so dass die Elektrokabelfixierungsschicht 32 weicher gemacht werden kann als die isolierenden Ummantelung 26.
In der obigen Beschreibung sind die isolierende Ummantelung 26 und die Elektrokabelfixierungsschicht 32 aus einem Material mit PVC als Basis gebildet, und die Elektrokabelfixierungsschicht 32 ist weicher gemacht als die isolierende Ummantelung 26, indem der Anteil des Weichmachers geändert wird, allerdings ist dies nicht zwingend. Beispielsweise ist es auch möglich, dass die Elektrokabelfixierungsschicht 32 weicher als die isolierende Ummantelung 26 gemacht wird, indem der Polymerisationsgrad (das Molekulargewicht) des PVCs geändert wird. Dabei wird der Polymerisationsgrad des PVCs, das die Elektrokabelfixierungsschicht 32 bildet, niedriger gemacht als der des PVCs, das die isolierende Ummantelung 26 bildet, so dass die Elektrokabelfixierungsschicht 32 weicher ist als die isolierende Ummantelung 26. Dabei können auch sowohl die Anteile der Weichmacher als auch die Polymerisationsgrade gleichzeitig angepasst werden. Somit können, um die Elektrokabelfixierungsschicht 32 weicher zu machen als die isolierende Ummantelung 26, in der isolierenden Ummantelung 26 und der Elektrokabelfixierungsschicht 32, die aus einem Material mit PVC als Basis gebildet sind, sowohl der jeweilige Anteil des Weichmachers als auch der jeweilige Polymerisationsgrad angepasst werden, nur der jeweilige Anteil des Weichmachers kann angepasst werden, oder nur der jeweilige Polymerisationsgrad kann angepasst werden.
In der obigen Beschreibung ist die zweite Schicht 40 aus einem Kunststoffmaterial gebildet, das härter ist als die erste Schicht 32, um somit die Fähigkeit, die Form beizubehalten, oder auch die Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb zu verbessern, allerdings ist dies nicht zwingend. Beispielsweise kann auch eine Metallfolie, wie z.B. eine Aluminiumfolie als zweite Schicht 40 verwendet werden, so das flächige Material 30 mit guten Abschirmeigenschaften und verbesserten Wärmeabstrahleigenschaften versehen werden kann.
In der obigen Beschreibung hat das flächige Material eine einlagige oder eine zweilagige Struktur, allerdings ist es auch denkbar, dass das flächige Material 30 eine Struktur mit drei oder mehr Lagen aufweist. Mit anderen Worten können eine dritte Schicht und eine vierte Schicht der Reihe nach auf die zweite Schicht auf der Seite gegenüber der ersten Schicht vorgesehen sein. Wenn das flächige Material eine dreilagige Struktur aufweist, dann ist es möglich, dass die zweite Schicht aus einem Material aus PP oder PET gebildet ist, in welche ein Weichmacher nur schwer eindringt, und die dritte Schicht eine Schicht aus PVC ist, die härter ist als die erste Schicht 32 (eine Schicht, die der zweiten Schicht in den obigen Ausführungsformen entspricht). Mit einer solchen Anordnung dient die zweite Schicht als Barriereschicht, die das Eindringen von Weichmacher aus der ersten Schicht in die dritter Schicht verhindert.
In der obigen Beschreibung sind die isolierende Ummantelung 26 und die Elektrokabelfixierungsschicht 32 durch Ultraschallschweißen miteinander verschweißt, allerdings ist dies nicht zwingend. Die isolierende Ummantelung 26 und die Elektrokabelfixierungsschicht 32 können auch durch andere Schweißverfahren als Ultraschallschweißen, wie z.B. durch Heißluftschweißen oder Hochfrequenzschweißen, miteinander verschweißt werden.
Wenn der Kunststoff, der als Basis für die isolierende Ummantelung 26 und die Elektrokabelfixierungsschicht 32 dient, PVC ist, dann sollten Zusatzstoffe, die neben dem Weichmacher hinzugefügt werden, nicht die Härte beeinflussen, die durch die Menge des Weichmachers bestimmt wird. Es ist auch möglich, als Zusatzstoff beispielsweise einen thermischen Stabilisator, ein anorganisches Füllmittel (z.B. Kalziumkarbonat, Talk, Kieselerde, Ton) oder ein Gummimaterial (z.B. chloriertes Polyethylen (CPE), Methylmethacrylat-Butadien-Styren-Kopolymer-Kunststoff (MBS), Polyurethanelastomer, Ethylen-Vinylazetat-Kopolymer-Kunststoff (EVA)) hinzuzugeben.
Die Anordnungen, die in den obigen Ausführungsformen und Abwandlungsbeispielen beschrieben sind, können in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden, solange dies nicht zu Widersprüchen führt.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben wurde, ist die obige Beschreibung lediglich beispielhaft und nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Es versteht sich, dass zahlreiche Abwandlungen und Variationen möglich sind, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

10: Kabelstrang
20: Elektrisches Kabel
22: Aderkern
23: Blanker Draht
26: Isolierende Ummantelung
30: Flächiges Material
32: Erste Schicht (Elektrokabelfixierungsschicht)
33: Hauptoberfläche
34: Elektrokabelfixierungsabschnitt
34B: Elektrokabelanordnungsabschnitt
35: Verformungsabschnitt
36: Elektrokabelfreier Abschnitt
37: Senkrechte Fläche
38: Schräge Fläche
39: Ausnehmung
40: Zweite Schicht
80: Ultraschallschweißmaschine
82: Horn
84: Amboss
85: Haltenut
89: Presserteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015072798 A [0003]

Claims

Kabelstrang, aufweisend: ein elektrisches Kabel mit einem Aderkern und einer isolierenden Ummantelung, die den Aderkern umgibt; und ein flächiges Material aus Kunststoff, wobei das elektrische Kabel auf einer Hauptoberfläche des flächigen Materials angeordnet ist und ein Teil der Hauptoberfläche, der in Kontakt mit dem elektrischen Kabel ist, mit der isolierenden Ummantelung des elektrischen Kabels verschweißt ist, und so einen Elektrokabelfixierungsabschnitt bildet; wobei die größte Dicke des Elektrokabelfixierungsabschnitts im flächigen Material größer ist als eine Dicke in einem Abschnitt des flächigen Materials, in dem das elektrische Kabel nicht angeordnet ist.
Kabelstrang gemäß Anspruch 1, wobei seitlich von dem elektrischen Kabel in der Hauptoberfläche des flächigen Materials eine Ausnehmung vorgesehen ist.
Kabelstrang gemäß Anspruch 1, wobei auf der Hauptoberfläche des flächigen Materials in einem Abschnitt seitlich vom elektrischen Kabel eine schräge Fläche so ausgebildet ist, dass eine Höhe derselben in Dickenrichtung mit zunehmendem Abstand vom elektrischen Kabel abnimmt.
Verfahren zur Herstellung eines Kabelstrangs mit folgenden Schritten: (a) Anordnen eines elektrischen Kabels mit einem Aderkern und einer isolierenden Ummantelung, die den Aderkern umgibt, auf einem Elektrokabelanordnungsabschnitt, aus Kunststoff, eines flächigen Materials, und Einklemmen des elektrischen Kabels und des Elektrokabelanordnungsabschnitt mit einem Einklemmelement; und (b) nach Schritt (a), Einbringen eines Teils des flächigen Materials, auf dem das elektrische Kabel nicht angeordnet ist, in den Elektrokabelanordnungsabschnitt und Verschweißen der isolierenden Ummantelung und des Elektrokabelanordnungsabschnitts.