DE3447018C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochflexibles elektrisches Flachbandkabel gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Kabel sind bspw. in der japanischen Patentanmeldung 58- 1 43 540 beschrieben.

Ein solches Flachkabel ist schwierig herzustellen aufgrund der gebogenen oder gewickelten flexiblen Leiteraufbauten 4. Bei derartigen Flachkabeln ergaben sich Brüche bzw. Unterbrechungen auf­ grund von Zugspannungen und Druck.

Die vorliegende Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein möglichst biegsames und haltbares elektrisches mehradriges Flachbandkabel zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem Flachbandkabel gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungs­ gemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des hochflexiblen elektrischen mehradrigen Flachbandkabels gemäß Patent­ anspruch 1 sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 ange­ führt.

Es ist ein hochflexibles, elektisches mehradriges Flachbandkabel geschaffen worden, das z. B. in Robotern eingesetzt werden kann, bei denen solche Kabel viele Male gebogen werden. Das Kabel weist eine Vielzahl von Aderaufbauten auf, welche parallel zueinander zwischen Isolierumhüllungen gehalten werden. Die Aderaufbauten weisen einen langgestreckten, nicht leitfähigen, mittlieren Kernfaden auf, der längs sei­ ner Längserstreckung von einem ersten Leiter in Folien- oder Bandform wie z. B. einer Kupferfolie schraubenförmig bzw. spiralförmig überwickelt ist, wobei dieser erste Bandleiter eine äußere Umhüllung aus leitfähigem Material mit geringem Reibungskoeffizienten aufweist. Die leitfähige Umhüllung ist längs ihrer Längserstreckung von einem zwei­ ten Leiter in Folien- oder Bandform wie z. B. einer Kupfer­ folie schraubenförmig bzw. spiralförmig überwickelt, wobei der zweite Bandleiter mit einer Ganghöhe bzw. Steigung gewickelt ist, welche der Steigung des ersten Leiters entgegengesetzt ist, d. h. z. B., wenn ein Folienleiter S- förmig gewickelt ist, ist der andere Folienleiter Z-förmig gewickelt. Ein bevorzugtes Kernfadenmaterial besteht aus expandiertem, porösem, gesintertem Polytetrafluoräthylen.

Eine bevorzugte leitfähige Umhüllung besteht aus leit­ fähigem, ungesintertem Polytetrafluoräthylen­ schichten.

Das flache Kabel wird durch parallele Anordnung einer Viel­ zahl von Aderaufbauten, die jeweils durch Wickeln von zwei Leiterschichten, welche sich untereinander in der Wicklungsrichtung unterscheiden, um einen flexiblen faden­ förmigen Kern hergestellt werden, und durch Einschließen einer Vielzahl von so angeordneten Adern innerhalb von Isolierumhüllungsschichten hergestellt, um die Adern festzulegen. Zwischen den beiden Leiterfolien wird eine leitfähige Schicht mit geringem Reibungskoeffizienten angeordnet. Entsprechend der Kon­ struktion der Aderaufbauten ist eine leitfähige Schicht mit geringem Reibungskoeffizienten zwischen den beiden Leiterfolien gebildet, die in verschiedenen Richtungen auf die Oberfläche des fadenförmigen Körpers gewickelt sind, so daß die Leiterschichten einander nicht berühren und im wesentlichen keine Reibung zwischen sich erzeugen. Daher werden die Leiterschichten beim Biegevor­ gang nicht durch gegenseitige Reibung beschädigt, so daß sie die Biegehaltbarkeit solcher Flachkabel nicht wesentlich verschlechtern. Da die Leiterschichten in Bezug zueinander aufgrund der leitfähigen Schicht mit geringem Reibungskoeffizienten zwischen sich gleiten, verringern sie die Flexibilität solcher Flachkabel nicht wesentlich. Beim Verbinden der flexiblen Aderaufbauten in Endverbin­ dungsabschnitten entweder durch eine Druckverbindungs­ methode, eine Kontaktverbindungsmethode oder dergleichen wirkt die leitfähige Schicht mit geringem Reibungskoeffi­ zienten als komprimierter Leiter zum Ausfüllen des Zwischenraums zwischen den Folienleiterschichten, so daß die Schicht den Kontaktwiderstand am Verbindungsabschnitt verringert, was vorteilhaft ist.

Wenn eine ungesinterte, teilweise gesinterte oder gesinter­ te, leitfähige Polytetrafluoräthylen (PTFE)-Schicht, die man durch Füllen mit einem leitfähigen Material wie z. B. Ruß, durch Oberflächenbehandlung oder durch Imprägnieren erhält, in den flexiblen Leiteraufbauten in der vorliegen­ den Konstruktion benutzt wird, hat die leitfähige Schicht mit geringen Reibungskoeffizienten nicht nur ausgezeichnete geringe Reibungseigenschaften, sondern auch ausgezeichnete chemische und pyhsikalische Eigenschaften und mechanische Stabilität, so daß sie eine stabile Leistungsfähigkeit und eine große Lebensdauer für solche Flachkabel schafft.

Wenn expandiertes, gesintertes, poröses PTFE als flexibler fadenförmige Kernkörper der flexiblen Leiteraufbauten benutzt wird, hat der flexible fadenförmige Körper aus­ reichende Flexibilität, ausreichende mechanische Festigkeit und thermische und chemische Stabilität, was vorteilhaft ist. Wenn PTFE als Isolierumhüllung benutzt wird, werden in ähnlicher Weise stabile Flachkabelprodukte erhalten.

Im nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der vor­ liegenden Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Endabschnitts eines bekannten Flachkabels,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Endabschnitts eines Flachkabels gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine Teilendansicht des Endabschnitts des in Fig. 2 gezeigten Kabels, und

Fig. 4 eine Teilendansicht des Endabschnitts einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kabels.

Fig. 1 zeigt ein Kabel gemäß Stand der Technik. Es wird durch parallele Anordnung einer Vielzahl von flexiblen Aderaufbauten 4, welche durch schraubenförmiges Wickeln eines Leiters 3, wie z. B. einer Kupferfolie in einer Richtung um einen flexiblen, faden­ förmigen Körper 2 hergestellt. Um diese Aderaufbauten zu fixieren und Umhüllungsschichten zu schaffen werden die flexiblen Aderaufbauten 4 zwischen Kunststoff­ schichten 5, 6 eingebettet.

In Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht des Endab­ schnitts eines Flachkabels 10 dargestellt. Das Flachkabel 10 wird durch Anordnung einer Vielzahl von flexiblen Leiteraufbauten 15 durch Lami­ nierung zwischen Isolierumhüllungen 16 hergestellt. Die flexiblen Leiteraufbauten 15 werden dadurch hergestellt, daß ein Leiter 12, z. B. eine Kupferfolie um einen flexiblen fadenförmigen Körper 11 gewickelt wird, welcher aus Nylon­ faser, Polyamidharz oder aus porösem, expandiertem, gesintertem PTFE mit ausreichen­ der thermischer und chemischer Stabilität und ausreichender mechanischer Festigkeit in einer Richtung besteht, eine leitfähige Schicht 13 mit geringem Reibungskoeffizienten um den Umfang des Leiters 12 aufgebracht wird und außerdem ein Leiter 14 um den Umfang der Schicht 13 mit einer Wick­ lungsrichtung gewickelt wird, die sich von der Wicklungs­ richtung des Leiters 12 unterscheidet. Als leitfähige Schicht 13 mit geringem Reibungskoeffizienten wird vor­ zugsweise eine ungesinterte, leitfähige PTFE-Schicht be­ nutzt. Als Isolierumhüllungsschichten 16 werden vor­ zugsweise nicht poröse, gesinterte PTFE-Schichten benutzt.

In Fig. 3 ist ein Teilendabschnitt des so erhaltenen Flachkabels 10 der Fig. 2 gezeigt. Die flexiblen Leiterauf­ bauten 15 sind in diesem Falle direkt zwischen den Iso­ lierumhüllungen 16 festgelegt. Wenn eine leitfähige oder nicht leitfähige Schicht 17 mit geringem Reibungskoeffi­ zienten wie z. B. eine ungesinterte oder teilweise gesinterte PTFE-Schicht, wie in Fig. 4 gezeigt ist, zwischen den flexiblen Leiteraufbauten 15 und den Isolierumhüllungen 16 angeordnet ist, wird die Flexibilität des Flachkabels ver­ bessert, so daß die Schicht 17 vorteilhaft sein kann.

Es ist auch möglich eine Vielzahl von getrennten bzw. gesonderten Paaren von Folienleitern auf einen flexiblen fadenförmigen Kern zu wickeln und die Isolierumhüllungen direkt durch Extrusion aufzubringen.

Claims (8)

1. Hochflexibles elektrisches mehradriges Flachbandkabel, dessen Adern parallel zueinander zwischen Isolierstoffschichten gehalten sind und einen langgestreckten, nicht leitfähigen, mittleren Kern­ faden aufweisen, der längs seiner Längserstreckung von einem ersten Leiter in Folien- oder Bandform schrauben­ förmig umwickelt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dieser erste Leiter (12) eine äußere Umhüllung (13) aus leitfähigem Material mit ge­ ringem Reibungskoeffizienten aufweist, daß diese Umhül­ lung (13) längs ihrer Längserstreckung von einem zweiten Leiter (14) in Folien- oder Bandform schraubenförmig umwickelt ist, und daß dieser zweite Leiter (14) mit einer Steigung gewickelt ist, die sich von der Stei­ gung des ersten Leiters (12) unterscheidet.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiter (14) eine Steigung aufweist, die der Stei­ gung des ersten Leiters (12) entgegengesetzt ist.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leiter (12) und der zweite Leiter (14) aus Kupferfolien bestehen.

4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kernfaden (11) eine Nylonfaser oder ein Polytetrafluoräthylenfaden ist.

5. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kernfaden (11) ein expandierter, poröser, gesinterter Polytetrafluoräthylenfaden ist.

6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die leitfähige Umhüllung (13) eine Umhül­ lung aus leitfähigem Polytetrafluoräthylen ist.

7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polytetrafluoräthylen ungesintert ist.

8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Isolierstoffschichten (16) Polytetraflouräthylenschichten sind.