DE4112206A1 - Mehrlagenkabel - Google Patents

Description

Stand der Technik mit Kritik

Es ist ein Mehrlagenkabel bekannt, bei dem ein oder mehrere Rundleiterbandkabel spiralförmig um einen Kern (Kabelseele) gewickelt sind. Die einzelnen Adern sind dabei jeweils isoliert, so daß im Falle einer Kontaktierung zu einer verhältnismäßig aufwendigen Abisolierung mit eingeschränkter Handhabbarkeit kommt. Infolge des Materialeinsatzes ist die Adernzahl begrenzt (DE-OS 32 09 579).

In Weiterentwicklung dieser Kabelkonzeption wurde vorgeschlagen, die un-isolierten Adern mit seitlichem Abstand auf flexiblen Leiterstreifen zu befestigen, mehrere solcher Leiterstreifen übereinander anzuordnen und in dieser Paketanordnung als Band um einen Kern herum zu wendeln (DD- AP H01B/34 20 897). Auf diese Weise wurden zwar eine hohe Adernzahl bei geringem Fertigungsaufwand, günstige elektrische und übertragungstechnische Eigenschaften sowie eine Kontaktierung ohne Abisolierung erreicht; bezüglich der systematisierten Adernzuordnung und gezielten Verbindung mit Geräten bzw. anderen Kabeln bestanden bestimmte Unzulänglichkeiten fort. Diese fanden ihren Ausdruck darin, daß die Kontaktierung entweder in einer sukzessiven Aufreihung oder in einer raumgreifenden Anordnung erfolgen mußte; in beiden Fällen treten technologische Nachteile ein.

Um die Adernkontaktierung einfacher und sicherer zu gewährleisten, wurde deshalb ein Mehrlagenkabel vorgeschlagen, das Kontaktierungsschächte aufweist, die im Verlaufe der Kabellänge jeweils durch Ummantelungsstege voneinander getrennt hintereinanderliegen. Die Anzahl der Kontaktierungsschächte entspricht der Anzahl der Kabellagen, so daß nacheinander die Adern einer anderen Lage peripher erreichbar, d. h. kontaktierbar sind. Die Anordnung dieser Kontaktierungsschächte kann sich fortlaufend wiederholen, so daß im Verlaufe der Kabellänge an beliebiger Stelle eine zugehörige programmierbare Kontaktierungsschelle anbringbar ist (DD-AP H01R/34 29 501). Es hat sich allerdings gezeigt, daß diese Prinziplösung nach anwendungstechnischen, konstruktiven und Zuverlässigkeitsgesichtspunkten beurteilt verbesserungsbedürftig ist.

Problem

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die einzelnen auf Leiterstreifen aufgebrachten Kupferadern eines aus mehrlagig geschichteten, um einen Kabelgrundkörper als Band gewendelten Pakten von Leiterstreifen bestehenden Mehrlagenkabels derart mit peripher erreichbaren Kontaktierungsstellen zu verbinden, daß bei einfacher technologischer Handhabung eine freie Programmierbarkeit und hohe Kontaktierungssicherheit erreicht wird.

Erfindung

Dieses Problem wird mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.

Erzielbare Vorteile

Der erfindungsgemäße konstruktive Aufbau des Mehrlagenkabels vereint die Vorteile einer hohen Flexibilität bei hoher Zuverlässigkeit und hoher Packungsdichte mit einer deutlich verbesserten Zuordnungssicherheit, die auch durch angebrachte Kontaktierungseinheiten nicht beeinträchtigt wird. Außerdem ist der Vorgang des Kontaktierens weder raumgreifend noch erfordert er mehrere Arbeitsgänge. Prüf-, Eingriffs- bzw. Manipuliervorgänge sind auch bei geschlossener mechanischer Adaptierung uneingeschränkt möglich. Die vorgeschlagene Lösung gestattet zudem auch die Verwendung herkömmlicher Kontaktierungselemente und läßt eine mehrfache Wiederholung der Kontaktierung zu.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Gemäß Anspruch 2 wird durch eine alternierend wechselnde Anordnung von aktiven Adern und Schirmadern sowohl in der Ebene der Leiterstreifen als auch in Richtung der Schichtung eine sehr effektive und wirkungsvolle elektrische bzw. magnetische Schirmung ermöglicht.

Nach Anspruch 3 sind die Kontaktierungsschächte bzw. Teile davon für die erwähnte Schirmung von Adern und/oder Lagen mit ergänzenden Funktionen ausgestattet, z. B. farblich markiert, mit Fixierungshilfen versehen, wodurch sich vor allem die Kontaktierungssicherheit erhöht.

Eine weitere Optimierung des Mehrlagenkabels ist nach Anspruch 4 möglich, indem in dem Kabelgrundkörper ohne Einbußen bezüglich der Flexibilität und Funktion Leistungsadern eingebettet sind.

Beschreibung eines Ausführungsbeispieles

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Abschnitt des Mehrlagenkabels zum Teil in Außenansicht, zum Teil im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Abschnitt des Mehrlagenkabels in einer um 90° zur Fig. 1 gedrehten Außenansicht,

Fig. 3 eine gestreckt dargestellte Ansicht eines Leiterstreifens mit seitlich herausgeführten Kontaktlaschen,

Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt durch das Mehrlagenkabel entlang der durch zwei verschiedene Ebenen führenden Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 5 das Rangierfeld einer Untereinanderverbindung zweier Mehrlagenkabel und

Fig. 6 die beispielhafte Verlegung eines Mehrlagenkabels mit mehreren angeschlossenen Geräten.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist auf einen Kabelgrundkörper 1 aus einem elastischen Werkstoff ein endloses flexibles Leiterband 2 spiralförmig aufgewickelt. Es besteht aus lagenweise übereinander angeordneten Leiterstreifen 3a-3d mit darauf befestigten, isolierenden Abstand zueinander aufweisenden leitfähigen Adern, z. B. Kupferadern 4.

Die tiefergelegenen Zwischenräume zwischen dem sich gewindeartig um den Kabelgrundkörper 1 erstreckenden Leiterband 2 werden zur Anordung der Kontaktierungsschächte 7a-7d genutzt, in die Kontaktierungsstecker 6 eingebracht werden können und die - bezogen auf die Kabellängsrichtung - in einer Ebene hintereinander angeordnet sind. Der elastische Werkstoff, aus dem der Kabelgrundkörper 1 besteht, erweitert sich an bestimmten Stellen, vorzugsweise im Bereich der Kontaktierungsschächte 7a-7d, radial nach außen und bildet Führungsstege 5 einerseits für den Kontaktierungsstecker 6 und andererseits für das Leiterband 2, dessen einzelne Leiterstreifen 3a-3d relativ zueinander verschiebbar bleiben, was sich vorteilhaft auf die Flexibilität des Mehrlagenkabels auswirkt. Die Anzahl der Kontaktierungsschächte 7a-7d entspricht der Anzahl der Leiterstreifen 3a-3d; das Mehrlagenkabel weist eine ständige Wiederholung dieser Reihenfolge auf, so daß in entsprechenden, ausreichend kurzen Abständen jeder Leiterstreifen 3 bzw. jede Kupferader 4 kontaktiert werden kann. Zu diesem Zweck sind die Kupferadern 4 eines Leiterstreifens 3 in regelmäßigen Abständen elektrisch leitend mit Kupferadern 8 eines Paares von Kontaktlaschen 9 verbunden, die gemäß Fig. 3 aus dem Verbund des Leiterbandes 2 seitlich gegenläufig herausgeführt werden und jeweils für den Leiterstreifen 3 mit abgewinkelten Kontaktflächen 10 in einem, konkret in demselben Kontaktierungsschacht 7 enden. Diese Herausführung geschieht wechselweise auf der einen und der anderen (gegenüberliegenden) Seite des Mehrlagenkabels, wodurch jede Gruppe Kontaktierungsschächte 7a-7d nur wenig Kabellänge erfordert und mit geringem Aufwand und Platzbedarf komplett umschlossen werden kann, z. B. durch eine programmierbare Kontaktierungsschelle, die dann im gewünschten, zweckmäßigerweise farblich markierten Bereich von dem Kontaktierungsstecker 6 durchdrungen wird.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, in welcher Weise sich der Kontaktierungsschacht 7 in den Kabelgrundkörper 1 erstreckt und wie die Kontaktierungsflächen 10 der Kontaktierungslaschen 9 in den Kontaktierungsschacht 7 hinein abgewinkelt sind. Beim Einschieben des Kontaktierungssteckers 6 in den Kontaktierungsschacht 7 werden die Kontaktflächen 10 des letzteren durch den Federdruck der Kontaktflächen 11 des ersteren kontaktverstärkend an die Wandungen des Kontaktierungsschachtes 7 gedrückt. Zu erkennen ist gleichzeitig, daß der Kabelgrundkörper 1 Platz für die Unterbringung von Leistungsadern 12; 13 bietet, ohne daß die Flexibilität des Mehrlagenkabels darunter leidet.

Die Untereinanderverbindung zweier Mehrlagenkabel 14; 15 erfolgt nach Fig. 5 mittels eines sogenannten Rangierfeldes 16. Es entsteht, indem jedes Mehrlagenkabel 14; 15 durch je eine programmierbare, eine gesamte Gruppe von Kontaktierungsschächten erfassende Kontaktierungsschelle 17; 18 umgriffen wird und die auf je eine Leiterplatte 19; 20 geführten, jeweils mit einer Kupferader eines Mehrlagenkabels 14; 15 verbundenen Leiterbahnen 21 eine Art zuordnungsfähige Koordinatensystem ergeben. Eine sorgfältige Lagefixierung der Leiterplatten 19; 20 gegeneinander ist dabei unerläßlich. In einem Teil des Rangierfeldes 16 ist sichtbar, daß die Untereinanderverbindung der Mehrlagenkabel 14; 15 in einer Mischung von kontaktierten Kreuzungspunkten 22 und nichtkontaktierten Kreuzungspunkten 23 der Leiterbahnen 21 besteht. Die Leiterbahnen 21 können an beliebig wählbaren Kreuzungspunkten in bekannter Weise kontaktiert bzw. entkontaktiert werden.

Die Verlegung des Mehrlagenkabels 24 in einem Raum mit mehreren angeschlossenen Peripheriegeräten 25; 26; 27; 28 (z. B. Computer-Terminals, NC-Steuerungen, Meßgeräte) zeigt Fig. 6. Dabei wird deutlich, daß das Mehrlagenkabel allen örtlichen Gegebenheiten flexibel angepaßt werden kann. Der Anschluß der Geräte erfolgt in der bereits geschilderten Weise mittels programmierbarer Kontaktierungsschellen 29; 30; 31; 32 an der jeweils gewünschten bzw. erforderlichen Stelle des Mehrlagenkabels 24, d. h. es kann jederzeit auch eine Veränderung bzw. ein weiterer Geräteanschluß erfolgen. Die Anwendung des Mehrlagenkabels 24 ist nicht auf Räume, d. h. auf stationäre Einsatzfälle beschränkt, sondern uneingeschränkt auch bei mobilen Einrichtungen möglich.

Bezugszeichenübersicht:

 1 Kabelgrundkörper
 2 Leiterband
 3a-d Leiterstreifen
 4 Kupferader
 5 Führungssteg
 6 Kontaktierungsstecker
 7a-d Kontaktierungsschacht
 8 Kupferader
 9 Kontaktierungslasche
10 Kontaktierungsfläche
11 Kontaktfahne
12 Leistungsader
13 Leistungsader
14 Mehrlagenkabel
15 Mehrlagenkabel
16 Rangierfeld
17 Kontaktierungsschelle
18 Kontaktierungsschelle
19 Leiterplatte
20 Leiterplatte
21 Leiterbahn
22 kontaktierter Kreuzungspunkt
23 nichtkontaktierter Kreuzungspunkt
24 Mehrlagenkabel
25 Peripheriegerät
26 Peripheriegerät
27 Peripheriegerät
28 Peripheriegerät
29 Kontaktschelle
30 Kontaktschelle
31 Kontaktschelle
32 Kontaktschelle

Claims (4)

1. Mehrlagenkabel, das aus einem spiralförmig um einen Kabelgrundkörper aus elastischem Material gewendelten flexiblen Leiterband von lose übereinander angeordneten, elektrisch leitende Adern tragenden Leiterstreifen besteht und frei kontaktierbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) den flexiblen Leiterstreifen (3a-3d) bzw. einem definiertem Verbund solcher Leiterstreifen sind aus dem Leiterband (9) zugeordnet, deren leitende Adern, z. B. Kupferadern (8) mit den auf den Leiterstreifen (3a-3d) befindlichen Adern, z. B. Kupferadern (4) elektrisch leitend verbunden sind und die bis zu Kontaktierungsschächten (7a-7d) verlaufen, wo sie mit Kontaktflächen (10) enden,
• b) die Anzahl der Kontaktierungsschächte (7a-7d) entspricht der Anzahl der Leiterstreifen (3a-3d) bzw. der Anzahl von Verbünden von Leiterstreifen,
• c) die Kontaktierungsschächte (7a-7d) liegen jeweils zwischen den Leiterbändern (2) hintereinander vorzugsweise in gleichen in Kabellängsrichtung verlaufenden Ebenen, wobei eine Anordnung sowohl auf nur einer Kabelseite als auch auf einander gegenüberliegenden Seiten möglich ist und sich das Ordnungsprinzip der Kontaktierungsschächte (7a-7d), d. h. ihre Zuordnung zu den Leiterstreifen (3a-3d) zyklisch wiederholt.
• d) das Mehrlagenkabel weist neben den Kontaktierungsschächten (7a-7d) Fixierungshilfen (z. B. Ausnehmungen, farbliche Kennzeichnungen) für die Anbringung von Kontaktierungseinheiten wie Leiterplattenadapter, Wandsteckdosen, freitragende Kontaktierungsschellen (13; 17; 18; 29; 30; 31; 32) o. ä. auf, die das Mehrlagenkabel formschlüssig und eindeutig fixiert in einem frei wählbaren Bereich umschließen und mit den Kontaktierungsschächten (7a-7d) fluchtende Öffnungen für die Durchdringung durch übliche Kontaktstecker (6) besitzen.

2. Mehrlagenkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern sowohl nebeneinander als auch in Richtung der Schichtung der flexiblen Leiterstreifen (3a-3d) alternierend in aktive Adern und Schirmadern unterteilt sind.

3. Mehrlagenkabel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsschächte (7a-7d) bzw. Teile davon für ergänzende Funktionen wie elektrische bzw. magnetische Adern- und/oder Lagenschirmung ausgestattet, z. B. farblich markiert, mit Fixierungshilfen versehen sind.

4. Mehrlagenkabel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kabelgrundkörper (1) Leistungsadern (12; 13) eingebettet sind.