DE19629688A1

DE19629688A1 - Kabel und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE19629688A1
Application number: DE1996129688
Authority: DE
Inventors: Willy Bentz; Heiko Buss; Michael Weiss; Waldemar Ernst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-01-29

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft zunächst ein Kabel, insbesondere für einen Kabelbaum eines Kraftfahrzeugs.

Bei der Verkabelung in Kraftfahrzeugen werden gewöhnlich mehrere einzelne Kabel zu sogenannten Kabelbäumen zusammengefaßt, die an ihren Enden Steckverbindungen aufweisen, welche mit Steuergeräten oder anderen Kom ponenten eines Kraftfahrzeugs verbunden werden. Diese Kabelbäume werden beispielsweise im Motorraum oder an anderen Stellen des Kraftfahrzeugs durch Befestigungs elemente an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt. Nachteilig bei der Verkabelung von Kraftfahrzeugen mittels solcher Kabelbäume ist, daß derartige Kabelbäume, die eine Vielzahl von einzeln oder zusammengefaßt ummantelten Kupferdrähten umfassen, zum einen ein erhebliches Gewicht aufweisen, zum anderen auf umständli che Weise in dem Kraftfahrzeug verlegt und an dem Chassis oder der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt werden müssen. Darüber hinaus besteht eine nicht unerhebliche Gefahr, daß Kabel derartiger Kabelbäume falsch verlegt werden, was entweder zu Ausschuß oder zu der Notwendig keit einer Neuverlegung führt, die beide kostenintensiv sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kabel der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß dieses bei einfacher und damit kostengünstiger Herstellung in Kraftfahrzeugen leicht zu verlegen ist und zum anderen eine Gewichtseinsparung ermöglicht.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einem Kabel, insbesondere für einen Kabelbaum eines Kraftfahrzeugs der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch eine flexible Trägerfolie, auf welcher wenigstens eine Leiterbahn angeordnet ist, die in einem vorgegebenen Längenraster von einer wiederablösbaren Schutzschicht überdeckte Kontaktelemente aufweist und bis auf diese Kontaktelemente und deren Schutzschicht ,von einem nichtleitenden flexiblen Medium abgedeckt ist.

Die Ausbildung des Kabels als flexible Trägerfolie, auf welcher eine oder mehrere Leiterbahnen angeordnet sind, die in einem vorgegebenen Längenraster von einer wieder ablösbaren Schutzschicht überdeckte Kontaktelemente aufweisen und bis auf diese Kontaktelemente und deren Schutzschicht von einem nicht leitenden flexiblen Medium abgedeckt sind, hat den besonders großen Vorteil, daß diese Kabel auf eine weiter unten noch näher zu be schreibende Weise einfach hergestellt werden können und daß durch die Anordnung der Kontaktelemente in einem vorgegebenen Längenraster einerseits die technisch besonders einfache Ausbildung beliebig langer, an ihren Enden Kontaktelemente aufweisender Kabel, andererseits eine problemlose Kontaktierung mit den Komponenten des Kraftfahrzeugs, beispielsweise Steuergeräten, durch diese Kontaktelemente ermöglicht. Dabei erweist es sich als sehr vorteilhaft, daß ein aus derartigen Kabeln bestehen der Kabelbaum durch Direktanschlag an Fahrzeugkomponen ten, beispielsweise Motorsteuerungen, angeordnet werden kann, wodurch Steckverbindungen entfallen können. Der Wegfall derartiger Steckverbindungen hat nicht nur eine erhebliche Gewichtsreduzierung, sondern auch eine Kostenreduzierung zur Folge.

Die Leiterbahnen sind zur Ausbildung einer besonders einfach herzustellenden Isolierung an ihrer Oberseite bis auf die Kontaktelemente und deren Schutzschicht voll ständig von einem nichtleitenden, flexiblen Medium abgedeckt.

Rein prinzipiell können als Trägerfolie die unterschied lichsten Folienarten in Betracht kommen. Insbesondere hinsichtlich ihrer Formstabilität wird jedoch vorteilhaf terweise als Trägerfolie eine Polyimid-Folie verwendet.

Als nichtleitendes, flexibles Medium sind die unter schiedlichsten Ausführungen denkbar. Beispielsweise kann ein Schutzlack vorgesehen sein, der auf besonders einfache Weise beispielsweise durch Aufspritzen auf die Leiterbahnen aufgebracht werden kann.

Des weiteren kann das nichtleitende, flexible Medium auch eine über eine Klebeschicht befestigte Polyimid-Folie sein, so daß in diesem Falle die Leiterbahnen vorteilhaf terweise an seiner Ober- und Unterseite von ein und demselben Material mit denselben physikalischen Eigen schaften (z. B. Wärmeausdehnung) umschlossen ist.

Um insbesondere die Zuführung und Fixierung des Kabels zu erleichtern, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, daß die Trägerfolie eine im wesentlichen parallel zu der wenigstens einen Leiterbahn verlaufende Perforation aufweist. Durch diese Perforation kann das Kabel mit einfachen Mitteln leicht zugeführt werden, außerdem kann diese Perforation der Befestigung des Kabels dienen.

Rein prinzipiell sind die unterschiedlichsten Ausführun gen denkbar, um die Kontaktelemente der Leiterbahn, die nicht an Anschlußelementen eines Steuergeräts, einer Komponente des Kraftfahrzeugs oder einem Stecker u. dgl. befestigt sind, zu beschichten. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Kontaktelemente wenigstens teilweise von einer Umschäumung eingeschlossen sind, die auf besonders einfache Weise herzustellen ist.

Vorzugsweise weist diese Umschäumung die Gestalt eines Befestigungselements zur Befestigung des Kabels auf. Auf diese Weise ist eine sichere und auf einfache Weise herzustellende Befestigung des Kabels im Längenraster der Kontaktelemente möglich.

Insbesondere hinsichtlich einer optimalen Zugentlastung ist vorgesehen, daß die Einschäumung die Perforation wenigstens teilweise durchdringt.

Darüber hinaus ist es auch möglich, daß das gesamte oder mehrere Kabel in eine Umschäumung eingebettet sind, die im Bereich der Kontaktelemente jeweils die Gestalt von Befestigungselementen aufweist. Auf diese Weise wird nicht nur ein optimaler Schutz des oder der Kabel gewährleistet, sondern das/die Kabel können auf einfache Weise an Karosserieteilen des Fahrzeugs befestigt werden.

Zur Herstellung einer besonders einfachen Verbindung des Kabels mit einem Steuergerät, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Kontaktelemente direkt an Kontakten eines Steuergeräts befestigbar sind.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird darüber hinaus auch noch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels, insbesondere für einen Kabelbaum eines Kraftfahrzeugs gelöst, welches folgende Schritte umfaßt: Beschichten einer endlosen flexiblen Trägerfolienbahn mit einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden, in einem vorgegebe nen Längenraster Kontaktelemente aufweisenden Leiterbah nen; Überdecken der Anschlußelemente mit einer wieder ablösbaren Schutzschicht; Beschichten der nicht mit der Schutzschicht überdeckten Bereiche mit einem nicht leitenden Medium und Auftrennen der Trägerfolienbahn in mehrere einzelne, eine oder mehrere Leiterbahnen auf weisende Streifen.

Durch Beschichten einer endlosen, flexiblen Trägerfolien bahn mit einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden, in einem vorgegebenen Längenraster Kontaktelemente auf weisenden Leiterbahnen können im Nutzen mehrere Kabel gleichzeitig hergestellt werden.

Das Überdecken der Anschlußelemente mit einer wieder ablösbaren Schutzschicht hat insbesondere den Vorteil, daß die Kontaktelemente beim anschließenden Beschichten der Leiterbahnen mit einem nichtleitenden Medium zur Isolation der Leiterbahnen nicht versehentlich mit diesem nichtleitenden Medium beschichtet werden können.

Das Auftrennen der Trägerfolienbahn in mehrere, einzelne eine oder mehrere Leiterbahnen aufweisende Streifen ermöglicht schließlich auf einfache Weise die Herstellung von Kabeln mit unterschiedlicher Leiterbahnanzahl.

Insbesondere hinsichtlich einer besonders einfachen Herstellung sieht eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens vor, daß die Beschichtung der Trägerfolienbahn mit Leiterbahnen, das Überdecken der Kontaktelemente und das Beschichten der nicht überdeckten Bereiche auf einer Nutzenplatte erfolgt, deren Länge einem Vielfachen des Längenrasters der Kontaktelemente und deren Breite der Breite der Trägerfolienbahn entspricht. Auf diese Weise können durch Verschieben der Trägerfolienbahn um ein Vielfaches des Längenrasters der Kontaktelemente auf einfache und schnelle Weise gleichzeitig eine Vielzahl von Kabeln hergestellt werden.

Besonders zweckmäßig ist es, daß die Trägerfolienbahn mit einer zwischen jeweils zwei Leiterbahnen längsseitig verlaufenden Perforation, beispielsweise durch Stanzen, versehen wird. Auf diese Weise wird ein einfaches Handling der einzelnen Kabel durch einfache Zuführung und Fixierung auf die oben beschriebene Weise ermöglicht.

Vorzugsweise besteht die Trägerfolienbahn aus Polyimid, das besonders formstabil ist.

Die Beschichtung der Trägerfolienbahn mit den Leiterbah nen kann auf die unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. Um insbesondere die unterschiedlichsten Leiterbahnkonfigurationen auf der Trägerfolienbahn zu ermöglichen, erfolgt die Beschichtung der Trägerfolienbahn mit den Leiterbahnen auf folgende Weise: Aufkleben einer die Trägerfolienbahn im wesentlichen vollständig über deckenden Kupferbahn und Ätzen der Leiterbahn.

Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichne rischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Kabels;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Kabels;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Kabels;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Kabels mit umschäumten Befestigungs elementen;

Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Kabels mit umschäumten Befestigungs elementen;

Fig. 6 eine wiederum andere Ausführungsform eines vollständig umschäumten erfindungsgemäßen Kabels;

Fig. 7a, b Seitenansichten der im Bereich der Kontakt elemente angeordneten Befestigungselemente und

Fig. 8 schematisch und teilweise weggebrochen die Darstellung einer auf einer Nutzenplatte an geordneten Trägerfolienbahn zur Veranschauli chung einer Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Kabel, dargestellt in Fig. 1 bis 6, umfaßt eine flexible Trägerfolie 10, beispielsweise eine aufgrund ihrer Formstabilität besonders geeignete Polyimid-Folie, auf welcher Leiterbahnen 20 angeordnet sind, die in einem Periodisch sich wiederholenden vorgegebenen Längenraster der Länge L Kontaktelemente 21 aufweisen, die von einer wiederablösbaren, beispielsweise aus einem organischen Material bestehenden Schutzschicht 110 überdeckt sind. Die Leiterbahnen 20 sind bis auf diese Kontaktelemente 21 und deren Schutzschicht 110 von einem nichtleitenden flexiblen Medium, beispielsweise einem Schutzlack 27 (siehe insbesondere Fig. 3) oder einer über eine Klebe schicht befestigten Polyimid-Folie (nicht dargestellt) abgedeckt. Dieses nichtleitende, flexible Medium dient dem Schutz der Leiterbahnen 20 vor Umgebungseinflüssen und der elektrischen Isolation.

Zwischen jeweils zwei benachbarten Leiterbahnen 20 ist eine Perforation 40 vorgesehen, die im wesentlichen parallel zu den Leiterbahnen 20 verläuft. Diese Perfora tion 40 dient einer besonders einfachen Zuführung des gesamten Kabels sowie einer besonders einfachen Befesti gung, wobei die Perforation 40 selbst beispielsweise an einem Fahrzeug angeordnete (nicht dargestellte) Befesti gungselemente aufnehmen kann.

Im Bereich der Kontaktelemente 21 sind Umschäumungen vorgesehen, die die Gestalt eines Befestigungselements 50 zur Befestigung des Kabels an dem Fahrzeug aufweist. Diese Umschäumungen dienen zum einen dem Schutz der nicht mit dem nichtleitenden, flexiblen Medium überdeckten Bereiche, der Leiterbahnen 20, nämlich der Kontakt elemente 21, sie dienen zum anderen auf besonders vorteilhafte Weise aufgrund ihrer Ausgestaltung als Befestigungselemente 50 auch der einfachen Befestigung des Kabels an Fahrzeugteilen.

Dabei können die Befestigungselemente 50 wie in Fig. 4, 5, 6 und 7a dargestellt, beispielsweise zwei Bohrungen 51 umfassen, in die entsprechende, am Fahrzeug befestigte Aufnahmestifte (nicht dargestellt) eingeführt werden. Möglich ist es aber auch, wie in Fig. 7b dargestellt, daß die Befestigungselemente 50 selbst ein Rastelement 52 aufweisen, daß in eine Aufnahmeöffnung, die am Fahrzeug angeordnet ist (nicht dargestellt) einrastbar ist.

Die Befestigung des Kabels an Komponenten des Fahrzeugs, beispielsweise Steckern oder Steuergeräten erfolgt auf einfache Weise durch Ablängen des Kabels entlang einer Mittellinie 30 durch die Kontaktelemente 21. Aufgrund der Ausbildung der Kontaktelemente 21 als verbreiterte, nicht von dem nicht leitenden flexiblen Medium überdeckte blanke oder mit einer wiederablösbaren, organischen Schutz schicht überdeckten Kupferflächen, ist eine einfache Kontaktierung mit Kontaktelementen eines Steuergeräts 70 möglich, wobei das Steuergerät 70 zusammen mit dem Kabel in eine weitere Einschäumung 71, die als Zugentlastung dient, vorgesehen sein kann.

Wie in Fig. 6 dargestellt, kann auch das gesamte Kabel von einer geschlossenen Hülle 72 umschäumt sein, wobei diese Hülle im Bereich der Kontaktelemente 21 die Gestalt der oben beschriebenen Befestigungselemente 50 aufweist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, kann das Kabel so gewählt werden, daß auf der Trägerfolie 10 beisielsweise drei Leiterbahnen 20 vorgesehen sind. Möglich ist es aber auch, lediglich zwei Leiterbahnen 20 auf der Trägerfolie 10 vorzusehen (vergl. Fig. 2).

Der Kabelbaum selbst kann wiederum eines oder auch mehrere der in Fig. 1 oder 2 dargestellten Kabel umfassen (vergl. Fig. 4 und 5). Den Variationsmöglichkeiten sind hierbei keine Grenzen gesetzt. Durch das Umschäumen der Kontaktelemente 21 können auf diese Weise die unter schiedlichsten Befestigungselemente 50 hergestellt werden.

Ein Verfahren zur Herstellung der im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 7 beschriebenen Kabel läßt sich am besten in Verbindung mit Fig. 8 verdeutlichen.

Zunächst wird eine Trägerfolienbahn 100 aus einer Polyimid-Folie, welche eine vorgegebene Breite B auf weist, im Nutzen mit nebeneinanderliegenden Leiterbahnen 20, die in einem vorgegebenen Längenraster der Länge L Kontaktelemente 21 aufweisen, beschichtet. Dies geschieht beispielsweise durch Aufkleben einer die Trägerfolienbahn 100 im wesentlichen vollständig abdeckenden Kupferbahn und anschließendes Belichten und Ätzen der Leiterbahn 20. Dabei lassen sich die unterschiedlichsten Leiterbahnen 20 und insbesondere die unterschiedlichste Gestalt der Kontaktelemente 21 erzielen. Daraufhin erfolgt in dem vorgegebenen Längenraster ein Überdecken der Trägerfo lienbahn 100 im Bereich der Kontaktelemente 21 mit der wiederablösbaren Schutzschicht 110, die beispielsweise aus einem organischen Material besteht. Im nächsten Schritt wird dann der nicht mit der Schutzschicht 110 überdeckte Bereich der Trägerfolienbahn mit einem nichtleitenden Medium beschichtet, beispielsweise durch Auftragen eines Schutzlacks 27 oder durch Befestigen einer weiteren Polyimid-Folie mittels eines Klebers. Im letzten Schritt wird die Trägerfolienbahn 100 längsweise in mehrere einzelne, eine oder mehrere Leiterbahnen 20 aufweisende Streifen 140 aufgetrennt. Auf diese Weise entstehen Endlosbahnen von Kabeln, welche im Längenraster der Länge L periodisch sich wiederholende Kontaktelemente 21 aufweisen.

Claims

1. Kabel, insbesondere für einen Kabelbaum eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch eine flexible Trägerfolie (10) auf welcher wenigstens eine Leiter bahn (20) angeordnet ist, die in einem vorgegebenen Längenraster (L) von einer wiederablösbaren Schutz schicht (110) überdeckte Kontaktelemente (21) aufweist und bis auf diese Kontaktelemente (21) und deren Schutzschicht (110) von einem nichtleitenden, flexiblen Medium abgedeckt ist.

2. Kabel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Trägerfolie (10) eine Polyimid-Folie ist, auf welcher die Leiterbahn mittels einer Klebe schicht (25) befestigt sind.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das nichtleitende, flexible Medium ein Schutzlack (27) ist.

4. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das nichtleitende, flexible Medium eine über eine Klebeschicht befestigte weitere Polyimid- Folie ist.

5. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie (10) eine im wesentlichen parallel zu der wenigstens einen Leiterbahn (20) verlaufende Perforation (40) auf weist.

6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie (10) im Bereich der Kontaktelemente (21) wenigstens teilweise von einer Umschäumung eingeschlossen ist.

7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschäumung die Gestalt eines Befestigungs elements (50) zur Befestigung der Trägerfolie (10) an einem Fahrzeug aufweist.

8. Kabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschäumung die Perforation wenigstens teilwei se durchdringt.

9. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Trägerfolien (10) unter Ausbildung einer das/die Trägerfolien (10) vollständig umgebenden Hülle (72) umschäumt sind, welche im Bereich der Kontaktelemente (21) die Gestalt von Befestigungselementen (50) aufweist.

10. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (21) direkt an Kontakten eines Steuergeräts (70) befestigbar sind.

11. Verfahren zur Herstellung eines Kabels, insbesondere für einen Kabelbaum eines Kraftfahrzeugs, gekenn zeichnet durch folgende Schritte:

- Beschichten einer endlosen Trägerfolienbahn (10) mit einer Mehrzahl von nebeneinanderlie genden, in einem vorgegebenen Längenraster (L) Kontaktelemente (21) aufweisende Leiterbahnen (20)
- Überdecken der Trägerfolienbahn (100) im Bereich der Kontaktelemente (21) mit einer wieder ablösbaren Schutzschicht (110),
- Beschichten der nicht mit der Schutzschicht (110) überdeckten Bereiche mit einem flexi blen, nicht leitenden Medium und
- längsweises Auftrennen der Trägerfolienbahn (100) in mehrere einzelne, eine oder mehrere Leiterbahnen (20) aufweisende Streifen (140)

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der Trägerfolienbahn (100) mit Leiterbahn (20), das Überdecken der Kontaktelemente (21) und das Beschichten der nicht überdeckten Bereiche auf einer Nutzenplatte erfolgt, deren Länge ein Vielfaches des Längenrasters (L) der Kontakt elemente (21) und deren Breite der Breite (B) der Trägerfolienbahn (100) entspricht.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trägerfolienbahn (100) aus Poly imid besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der Trägerfolienbahn (100) mit den Leiterbahnen (20) folgende Schritte umfaßt:

- Aufkleben einer die Trägerfolienbahn (100) im wesentlichen vollständig überdeckenden Kupfer bahn und
- Belichten und Ätzen der Leiterbahnen (20).

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolienbahn (100) mit einer zwischen jeweils zwei Leiterbahnen (20) längsweise verlaufenden Perforation (30) versehen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforation (30) durch