DE2131760A1

DE2131760A1 - Kabel

Info

Publication number: DE2131760A1
Application number: DE19712131760
Authority: DE
Inventors: Copp Albert R
Original assignee: SURPRENANT Inc
Current assignee: SURPRENANT Inc
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1971-12-30
Also published as: US3609216A; FR2096528A1

Description

Anmelder: Surprenant Inc., Old Turnpike Road, P.O. Box 3 87, Jaffrey, New Hampshire, USA

Kabel

DieErfindung betrifft ein Kabel, welches eine Anzahl von elektrischen, optischen oder hydraulischen Leitern enthält.

Bekannte derartige Kabel enthalten Leiter, die zu kreisförmigen Kabeln gebündelt oder verknüpft sind, oder wobei die Leiter zu flachen Kabeln verwebt oder verbunden sind. Sowohl kreisförmige als auch flache Kabel haben gewisse Vorteile, was insbesondere von elektrischen Anwendungszwecken bekannt ist.

Kreisförmige Kabel, die aus einzelnen elektrischen Leitern verknüpft sind, ergeben eine größere volumetrische Leiterdichte als flache Kabel. Diese Kabel können leichter elektrisch isoliert werden, zur Erhöhung der Abriebfestigkeit überzogen und abgeschirmt werden, um die Rauschcharakteristiken der Kabel zu verbessern. Jedoch ist jeder Leiter gewöhnlich zufällig in dem Kabel angeordnet und muß durch eine Farbe oder sonstwie eindeutig gekennzeichnet werden. Kabeln mit statistisch verteilter Anordnung der Leiter sind verhältnismäßig wenig flexibel und bereiten bei einer geeigneten Anordnung in einem Gehäuse gewisse Schwierigkeiten. Obwohl eine gewisse Flexibilität erzielt werden kann, in-

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dem die Leiter speziell ausgebildet werden, erhöht dieses Verfahren die Herstellungskosten. Wenn ein einzelner Leiter und eine Einrichtung verbunden werden, muß der Leiter freigelegt und von Hand abgeschnitten werden, weil automatische Verfahren zu diesem Zweck nicht bei kreisförmigen Kabeln anwendbar sind.

Flachkabel haben andererseits eine konstante Leiteranordnung und können mit Hilfe automatischer Verfahren zum Freilegen und Abschneiden an die Einrichtung angeschlossen werden. Sie haben jedoch eine verringerte volumetrische Dichte. Es ist schwieriger, eine zufriedenstellende Abriebfestigkeit mit Flachkabeln als mit kreisförmigen Kabeln zu erzielen. Die Abschirmung ist ebenfalls schwieriger und gewöhnlich auf einzelne Leiter in dem Kabel beschränkt.

Bei bekannten Anwendungen erfordert die Auswahl eines flachen oder kreisförmigen Kabels einen Kompromiß, wobei gewisse Nachteile akzeptiert werden müssen, um andererseits gewisse Vorteile zu ermöglichen. Wenn die Leiteranordnung in dem Kabel beibehalten wird, und wenn die Identifizierung und der Endverschluß von besonderer Bedeutung sind, werden flache Kabel vorgezogen, obwohl dabei die volumetrische Dichte und die Abriebfestigkeit geringer sind. Wenn die Abriebfestigkeit und die Abschirmung wichtiger sind, werden kreisförmige Kabel ausgewählt, wobei das individuelle Abstreifen und Abschneiden der Leiter hingenommen werden muß.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung,^eexne Anzahl von Leitern enthaltendes Kabel so auszubilden, daß es sowohl die Vorteile von kreisförmigen als auch die Vorteile von flachen Kabeln aufweist.

Zum Zwecke der Lösung dieser Aufgabe wurde festgestellt, daß ein flaches Kabel zu einem kreisförmigen Kabel verformt und in dieser Form gehalten werden kann. Mit einem Gabelträger, der ein zunächst flaches Kabel trägt, wird das Kabel auf dem Weg zu einer weiteren Verarbeitungsstufe verdrillt. Eine Umhüllung hält das Kabel in seiner kreisförmigen Form zurück, wobei eine Kante des flachen Kabels im Zentrum und die andere Kante im Umfang des kreisförmigen Kabels liegt.

Um das Kabel mit einer Einrichtung zu verbinden, entfernt der Benutzer einen Teil der Umhüllung. Der Teil des Kabels, welcher

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der Länge der entfernten Umhüllung entspricht, versucht in die ursprüngliche flache Ausbildung zurückzukehren, so daß das Kabel die Vorteile von kreisförmigen und ebenen Kabeln aufweist.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind deshalb darin zu sehen, daß ein flaches Kabel verdrillt und mit einer Umhüllung versehen wird. Wenn ein Teil der Umhüllung am einen Ende des Kabels entfernt wird/ kann das Kabel ohne weiteres wieder abgeflacht werden, um den AnschlußVorgang zu vereinfachen.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung zur Herstellung eines Kabels gemäß der Erfindung; und

Fig. 2 ein Kabel gemäß der Erfindung.

Obwohl das dargestellte Ausführungsbeispiel ein elektrisches Kabel betrifft, ist die Erfindung auch auf optische und hydraulische Leiter und Leitungen anwendbar. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein flaches Kabel durch eine Zuführeinrichtung schraubenlinienförmig um eine Längsachse verdrillt. Eine Umhüllung hält das verdrillte flache Kabel zu einem Kabel mit einem kreisförmigen Querschnitt zusammen. Diese Ausbildung hat besondere Vorteile gegenüber dem Versuch, lediglich das flache Kabel zu rollen. Zwar könnte ein kreisförmiges Kabel dadurch hergestellt werden, daß das gesamte flache Kabel gleichzeitig um eine Längsachse gerollt wird. Dadurch würde sich aber eine schlechte Flexibilität ergeben, sowie größere Schwierigkeiten als bei der Herstellung von schraubenförmigen gewickelten Kabeln.

Verbundene und gewebte flache Kabel sind im Handel verfügbar. Beide Sorten von Kabeln sind an sich verwendbar, obwohl verwebte Kabel aus noch zu erläuternden Gründen vorgezogen werden. Kabelhersteller speichern gewöhnlich flache Kabel auf einer zylindrischen Spule 10, wobei eine Rolle aus einem flachen Kabel 12 gebildet wird, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Bei der Umwandlung des flachen Kabels in ein kreisförmiges Kabel wird zumindest ein Arbeitsvorgang in einer Bearbeitungsstation durchgeführt. Fig. zeigt zwei Bearbeitungsstationen 14 und 16 zur Durchführung von zwei Arbeitsvorgängen.

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Eine Welle 18 trägt die Spule 10. Das Kabel 10 kann unter Spannung gehalten werden, wenn es die Spule 10 verläßt. Ein Gabelträger 20 mit Armen 22 und 24 trägt die Welle 18, während eine Antriebswelle 26 von einer Antriebseinheit 28 ein Basisglied 30 des Gabelträgers 20 trägt. Wenn die Bearbeitungsstation 14 das Kabel 12 von der Spule 10 abzieht, dreht die Antriebseinheit den Gabelträger 20 kontinuierlich um die Achse der Antriebswelle 26. Diese Rotation des Gabelträgers verdrillt das flache Kabel schraubenförmig, wobei eine Kante 32 im Zentrum und die andere Kante 34 auf der Außenseite des kreisförmigen Kabels liegt.

Der Anstieg der Schraubenlinie hängt von der relativen Drehzahl ab, mit welcher die Antriebseinheit 28 den Gabelträger 20 dreht, sowie von der Geschwindigkeit, mit der das Kabel 12 der ersten

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Bearbeitungsstation zugeführt wird. Die Steigung eines Kabels ist bei verschiedenen Kabeln unterschiedlich und kann in einfacher Weise experimentell bestimmt werden. Grundsätzlich muß die Steigung geringer als diejenige sein, welche eine Verdrillung des Kabels um sich selbst oder eine Ausbiegung bewirkt. Die Steigung sollte jedoch groß genüg sein, damit das flache Kabel fest verdrillt wird.

Die primäre Funktion der Bearbeitungsstation besteht darin, eine Halterung für das verdrillte Kabel aufzutragen. Dafür sind verschiedene Möglichkeiten anwendbar. Bei einem Verfahren wickelt die Bearbeitungsstation 14 einen dielektrischen Streifen aus einem polymeren Material um das verdrillte Kabel. Der Streifen ist vorzugsweise ein durch Wärme härtbares Material, so daß er nicht die Isolierschicht erweicht oder sich damit während der folgenden Bearbeitung verbindet, welche auf den einzelnen Leitern vorgesehen ist. Geeignete Bandmaterialien sind in Wärme härtbares Polyester oder wärmehärtbare Polyimidfolien. Ein umwickeltes Kabel 36 von der Bearbeitungsstation 14 gelangt zu der Bearbeitungsstation 16, welche eine thermoplastische Umhüllung auf das umwickelte Kabel 36 durch ein übliches Verfahren extrodiert. Für die Umhüllung geeignete thermoplastische Materialien sind Polyvinylchlorid, Polyäthylen und Polyuräthan.

Andere halternde Umhüllungen und Verfahren zur Halterung des verdrillten Kabels sind anwendbar. Die halternde Umhüllung kann

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Materialien zur elektrischen Abschirmung, zur elektrischen Isolierung oderzur Erhöhung der Abtriebsfestigkeit umfassen, wozu übliche Verfahren zur Umhüllung um das Kabel verwendbar sind. Eine spezielle Umhüllung kann auch mehrere Isolierschichten enthalten oder abschirmende und isolierende Schichten kombinieren. Die resultierenden kreisförmigen Kabel haben immer noch eine verbesserte volumetrische Dichtung, sowie verbesserte Eigenschaften hinsichtlich Isolation und Abriebfestigkeit.

Wie bereits erwähnt wurde, wird die Verwendung von gewebten flachen Kabeln für die Herstellung verdrehter Kabel vorgezogen, im Vergleich zu der Verwendung verbundener oder verklebter Kabel. Gewebte flache Kabel verbessern die Flexibilität des verdrehten Kabels, weil sich die einzelnen Leiter frei relativ zu dem Band und relativ zu den anderen Leitern bewegen können.

Wie bereits erwähnt wurde, haben bekannte kreisförmige Kabel verschiedene Nachteile, welche durch die Erfindung vermieden werden. Fig. 2 zeigt ein Anschlußende 50 eines gewebten Kabels, das zum Anschluß an einen Anschlußblock 52 bereit ist, der eine Anzahl von Kontakten 53 aufweist. Entfernung der Umhüllung 54 und des Bands 57 ermöglicht eine Rückformung des Anschlußendes 50, so daß sich ein flacher Endteil 56 ergibt. Kennzeichnungsfäden 58 in dem ebenen gewebten Kabel identifizieren und lokalisieren jeden Leiter. Bekannte Abzieheinrichtungen können Verwendung finden, um automatisch die Isolierschicht zu entfernen un die Drähte an dem abgeflachten Endteil 56 abzuschneiden. Deshalb vereinigt dieses Kabel die Vorteile flacher Kabel beim Anschluß des Kabels an eine Einrichtung mit den Vorteilen kreisförmiger Kabel, die beim Verlegen des Kabels bestehen.

Elektrische Kabel müssen gewisse Impedanzeigenschaften haben, die bei optischen oder hydraulischen Kabeln erforderlich sind. Die Impedanzunterschiede entlang eines gegebenen Leiters müssen minimal sein. Wenn sich die Impedanz innerhalb eines großen Bereichs ändert, können spezielle Anpassungsnetzwerke erforderlich sein, um eine Einrichtung an das Kabel anzuschließen. Diese Netzwerke müssen speziell gebaut sein, weil die Kabelimpedanz an der Verbindungsstelle nicht bestimmt werden kann, bevor das Kabel abqeschnitten ist. Impedanzabweichungen und insbesondere Impedanz-

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diskontinuitäten können auch bewirken, daß das übertragene Signal gestört wird und daß eine Erhöhung des Übersprechens zwischen den Leitern auftritt. Kabelhersteller konstuieren gewöhnlich Kabel mit speziellen Konfigurationen, um wünschenswerte Impedanzeigenschaften zu erzielen. Praktisch jedes elektrische Kabel muß die erste Eigenschaft aufweisen.

Man könnte annehmen, daß das verdrillte Kabel gemäß der Erfindung diese Eigenschaft nicht liefert. Versuche haben jedoch gezeigt, daß dieses Kabel zufriedenstellende Impedanzeigenschaften aufweist. Bei diesen Versuchen wurde ein Impuls durch einen Leiter übertragen und die reflektierte Spannung wurde gemessen, um die Lage von Unterschieden und/oder Diskontinuitäten relativ zu einer Zeitskala anzuzeigen, welche die Leiterlänge repräsentiert. Diese Versuche zeigten, daß Impedanzänderungen entlang dem verdrillten Kabel innerhalb eines schmalen Bereichs liegen. Dieser Bereich ermöglicht die Verwendung von üblichen Anpassungsschaltungen zur Verbindung des Kabels mit anderen Einrichtungen.

Derartige kreisförmige Kabel können unterschiedliche Arten von Leitern enthalten. Beispielsweise enthält das Kabel in Fig. 2 ein verdrilltes Paar von Leitern 59, einen abgeschirmten Leiter 60 und zwei Leiter 62 und 64, die eine unterschiedliche Größe haben. Ferner kann ein einziges Kabel irgendeine Kombination von elektrischen, optischen oder hydraulischen Leitern aufweisen.

Es wurde deshalb ein Kabel angegeben, das in der bevorzugten Ausführungsform ein flaches gewebtes Kabel enthält, das schraubenförmig verdrillt ist und durch eine Umhüllung umgeben ist. Das kreisförmige Kabel hat eine hohe volumetrische Leiterdichte und eine gute Flexibilität, wodurch die Verlegung des Kabels zwischen Einrichtungen vereinfacht und Nachteile vermieden werden, die sonst bei der Verwendung von flachen Kabeln bestehen. An den Enden des Kabels werden dagegen die Nachteile kreisförmiger Kabel vermieden, weil das Kabel bei Entfernung der Umhüllung wieder die ursprüngliche flache Gestalt einnimmt. Dadurch werden die Arbeiten bei der Durchführung eines Anschlusses vereinfacht.

Patentansprüche 109853/1380

Claims

-7-Patentansprüche

ι Iy Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß es ein gewebtes Kabel mit gekrümmten Leitern und Kennzeichnungsmaterial ist, welches zwei Kanten aufweist und schraubenförmig um die erste Kante verdrillt ist, und daß das Kabel durch eine äußere Umhüllung in seiner verdrillten Konfiguration gehalten ist, so daß sich ein Kabelende verflacht, wenn die Umhüllung entfernt wird.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Kabel schraubenförmig entlang einer Achse verdrillt ist.
3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kante etwa entlang der Achse des Kabels verläuft, und daß die zweite Kante im äußeren Umfang liegt.
4. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung durch ein Band auf dem Kabel und eine äußere Schicht auf diesem aufgewickelten Band gebildet ist.
5. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter elektrische Leiter sind, und daß die Umhüllung eine Einrichtung zur Abschirmung des Kabels enthält.
6. Verfahren zur Herstellung eines Kabels nach einem der vorhergehenden Ansprüche aus einem gewebten flachen Kabel mit einer Anzahl von Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Kabel um seine Längsachse verdrillt wird, und daß eine Umhüllung auf das verdrillte Kabel aufgebracht wird, um das Kabel in der verdrillten Konfiguration zu halten.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel schraubenförmig um die Längsachse gewickelt ist.

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8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel umhüllt wird, indem es mit einem Band umwickelt wird, und daß dann ein thermoplastisches Material um das Band extrudiert wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines Kabels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter zu einem flachen Kabel verwebt werden, wobei die Leiter in Längsrichtung entlang des flachen Kabels angeordnet sind, daß das gewebte flache Kabel um seine Längsachse verdrillt wird, und daß eine isolierende halternde Umhüllung um das verdrillte Kabel gelegt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das verdrillte Kabel mit einem wärmehärtbaren Band umwickelt wird, und daß dann ein thermoplastisches Material über das aufgewickelte Band extrudiert wird.

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