DE4243336C2

DE4243336C2 - Flachkabel

Info

Publication number: DE4243336C2
Application number: DE4243336A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Kanno; Akira Ikegaya; Tsuneyuki Horiike
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2012-12-22
Also published as: US5342997A; AU3105093A; DE4243336A1; JPH05217429A; AU657592B2

Description

Die Erfindung betrifft ein mehradriges Flachkabel zur Verwendung insbesondere für Leitungs-Verkabelungen im Kraftfahrzeug, mit einem vergrößerten Leitungsquerschnitt und einem höheren zulässigen Stromdurchgang, wobei das Flachkabel eine Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten elektrischen Leitern, die von der oberen und der unteren Seite her von Isoliermaterialbändern abgedeckt und gehalten sind, und Isolierglieder aufweist, deren Dicke mit der Dicke der Leiter übereinstimmt, und wobei die Leiter und Isolierglieder einander abwechseln. Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Flachkabels beschrieben.

Derartige Flachkabel wurden hauptsächlich für Verkabelungen in Verkehrsmitteln entwickelt. Die meisten derartigen Flachkabel weisen Signalleiter jeweils mit einem Querschnitt von etwa 0,01 mm² auf, die von beiden Seiten her zwischen Isoliermaterialbändern gehalten und eingebunden sind. Jeder Leiter ist etwa 0,1 mm dick. Wenn ein solches Flachkabel in Leistungskreisen in kraftfahrzeugtechnischen Verkabelungen verwendet werden soll, sind im Hinblick auf den zulässigen Stromdurchgang Leiter mit einem Querschnitt von wenigstens 1,25 mm² erforderlich. Bei konventionellen Leitern mit einer Dicke von etwa 0,1 mm erhält der Leiter jedoch eine Breite von mehr als 12,5 mm, wodurch die Schaltungsintegrität reduziert wird. Bei dem Versuch, die Leiterbreite durch eine größere Leiterdicke zu verringern, kann ein konventionelles Herstellungsverfahren zu einer unerwünschten Situation führen. Wenn nämlich, wie in Fig. 6 gezeigt, ein Leiter a mit Isoliermaterialbändern b verklebt wird, kann an den Seitenflächen a1 des Leiters ein nicht vom Klebmittel ausgefüllter Spalt c entstehen. Ein mögliches Eindringen von Wasser in solche Spalte führt zur Korrosion und zu anderen nachteiligen elektrischen Bedingungen.

Um dieses Problem zu umgehen, wurde ein Flachkabel vorgeschlagen (JP-GM Showa 62-74 709), bei welchem die Seiten des Leiters als Keile a2 ausgebildet sind, wie in Fig. 7 gezeigt, um die Ausbildung eines Luftspaltes an den Seitenflächen des Leiters zu verhindern.

Jedoch wird durch die Ausbildung der Seiten des Leiters a als Keile a2 die Produktivität verringert, was zur Kostensteigerung führt.

Aus der DE-OS 27 44 998 ist ein Flachbandkabel bekannt, das eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden, rechteckförmigen Leitern aufweist, zwischen denen rechteckförmige Streifen aus Isoliermaterial angeordnet sind. Die Leiter und die Isoliermaterialstreifen sind von der unteren Seite her von einem Isoliermaterial abgedeckt und gehalten. Die Dicke der Leiter stimmt mit der Dicke der Isoliermaterialstreifen überein, und die Leiter und die Isoliermaterialstreifen wechseln einander ab.

Aus der US-PS 3 763 306 ist ein Flachkabel bekannt, bei dem eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Leitern in einem dielektrischen Material voll eingegossen sind, das seinerseits von einem Isoliermantel umgeben ist. Dieses Flachkabel weist jedoch keine diskreten Isolierglieder zwischen den elektrischen Leitern auf.

In der DE-OS 28 50 188 ist ferner ein Flachkabel offenbart, das eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Leitern aufweist, welche von der unteren und der oberen Seite her von Isoliermaterialbändern abgedeckt und gehalten sind. Bei diesem Flachkabel sind ebenfalls keine diskreten Isolierglieder zwischen den elektrischen Leitern vorgesehen.

Schließlich ist aus der JP-GM Heisei 3-94722 ein Flachkabel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Da bei diesem Flachkabel entsprechend Fig. 8 die Dicke der Iisolierglieder d derjenigen der Leiter a entspricht, ist die Dicke des Flachkabels gleichmäßig, so daß die Preßkraft, unter welcher das Isoliermaterialband b eingebunden wird, über die gesamte Breite hin gleich ist.

Wenn jedoch das Flachkabel gemäß Fig. 8 in einem Kraftfahrzeug verwendet wird und wiederholt seitlichen Verbiegungen und Reibkräften während der Installation und aufgrund von Vibrationen während des Betriebs des Fahrzeugs ausgesetzt wird, konzentrieren sich die Spannungen an den Seitenteilen a3 des Leiters a, so daß das Isoliermaterialband b brechen kann und der Leiter a wie in Fig. 9 gezeigt, freigelegt werden kann. Diese Konstruktion weist eine geringe Dauerhaftigkeit auf.

Wenn der Querschnitt des eingesetzten Isoliergliedes d enger dem eines Quadrates angenähert wird, um die Abstände zwischen den Leitern a zu reduzieren, wird es aufwendiger, sie richtig zu positionieren, wodurch die Produktivität beim Herstellprozeß deutlich gesenkt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flachkabel der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die oben genannten Probleme vermieden sind, welches in Leistungskreisen mit hohem Stromdurchgang verwendet werden kann, bei welchem ein Brechen der Isolierteile vermieden ist und welches eine hohe Dauerhaftigkeit und Betriebssicherheit aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Isolierglieder im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig oder oval sind, daß zwischen den Isoliermaterialbändern und den Leitern und den Isoliergliedern eine Klebmasse angeordnet ist, und daß die Klebmasse die Zwickel zwischen den Leitern und den Isoliergliedern ausfüllt.

Das erfindungsgemäße Flachkabel kann mit einem Verfahren hergestellt werden, bei dem eine Mehrzahl von parallel zueinander derart angeordneten Leitern und Isoliergliedern, daß die Isolierglieder und die Leiter einander abwechseln, wobei die Isolierglieder im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig oder oval sind und einen Außendurchmesser haben, der der Dicke der Leiter entspricht, und zwei Isoliermaterialbänder Preßformwalzen zugeführt werden, die Leiter und die Isolierglieder von den Preßformwalzen von beiden Seiten her zwischen den Isoliermaterialbändern gehalten und die beiden lsoliermaterialbänder von den Preßformwalzen gegen die Leiter und die Isolierglieder gepreßt werden, während zwischen die einander gegenüberliegenden Isoliermaterialbändern eine Klebmasse zwischengefügt wird.

Da gemäß der Erfindung Isolierglieder, die im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig oder oval sind und deren Außendurchmesser mit der Dicke der Leiter übereinstimmt, derart angeordnet sind, daß sie und die Leiter, von welchen die Leitungsadern des Flachkabels gebildet werden, einander abwechseln, wird von der Klebmasse der Raum an den Seitenflächen der Leiter zwischen den Isoliermaterialbändern gut ausgefüllt, bis an den Seitenflächen der Leiter kein Luftspalt mehr zurückgeblieben ist. Hierdurch werden ein Eindringen von Wasser und eine Korrosion des Flachkabels verhindert, wodurch die elektrische Zuverlässigkeit verbessert wird, und die mögliche Herstellgeschwindigkeit erhöht.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen wesentlichen Abschnitt eines Flachkabels als eine Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 zeigt im Querschnitt einen wesentlichen Abschnitt eines Flachkabels als eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3A und 3B zeigen einen Vergleich zwischen dem Querbiegeverhalten des Flachkabels aus Fig. 1 und demjenigen des konventionellen Flachkabels;

Fig. 4 zeigt im Querschnitt einen wesentlichen Abschnitt eines Flachkabels als eine noch andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Flachkabels;

Fig. 6 zeigt ein konventionelles Flachkabel im Querschnitt;

Fig. 7 zeigt ein anderes konventionelles Flachkabel im Querschnitt;

Fig. 8 zeigt ein noch anderes konventionelles Flachkabel im Querschnitt; und

Fig. 9 zeigt im Querschnitt das konventionelle Flachkabel mit einem gebrochenen Isoliermaterialband.

Fig. 1 zeigt eine erläuternde Darstellung des Querschnittes eines elektrischen Flachkabels A gemäß der Erfindung.

Das Flachkabel A besteht aus: einer Mehrzahl von elektrischen Leitern 1 mit rechteckigem Querschnitt, die parallel zueinander angeordnet sind; einer Mehrzahl von Isoliergliedern 2, die im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig sind und im Außendurchmesser im wesentlichen mit der Dicke der rechteckigen Leitern 1 übereinstimmen, wobei die rechteckigen Leiter 1 und die Isolierglieder 2 so angeordnet sind, daß sie einander abwechseln; und Isoliermaterialbändern 3, 3′, von denen die rechteckigen Leiter 1 und die Isolierglieder 2 von oben und von unten zusammengehalten werden, wobei zwischen ihnen eine Klebmaterialschicht 4 angeordnet ist.

Das Isolierglied 2 ist eine Rundschnur aus Kunststoffmaterial oder aus synthetischen Fasern oder ein Band aus feinen synthetischen Fasern, deren Durchmesser gleich der Dicke des rechteckigen Leiters 1 ist. Es ist erwünscht, wenn die gesamte Oberfläche oder ein Teil der Oberfläche des Isoliergliedes mit einem Klebmittel versehen wird.

Der Querschnitt des Isoliergliedes 2 kann eine andere Form als eine Kreisform haben, z. B. eine ovale Form oder Formen, die der Kreisform angenähert sind.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist es möglich, in den Zwischenräumen zwischen den Leitern eine Mehrzahl von Isoliergliedern 2 (z. B. drei Schnüre nach Fig. 2) entsprechend der Dicke der rechteckigen Leiter 1 und des Abstandes zwischen diesen eng aneinanderliegend vorzusehen.

Fig. 3 zeigt den Vergleich zwischen dem Verhalten des Flachkabels A gemäß der Erfindung und demjenigen des in Fig. 6 gezeigten konventionellen Flachkabels T. Wenn das konventionelle Flachkabel T seitlich abgebogen wird, entstehen Spannungen an dem Außengurt S des Isoliermaterialbandes b, wie in Fig. 3B gezeigt, durch welche die Leiter a und das Isolierglied d auseinandergedrückt werden können. Dies führt leicht zum Brechen des Isoliermaterialbandes b an der Kante a3 des Leiters 1.

Da demgegenüber das Flachkabel A gemäß der Erfindung im Querschnitt im wesentlich kreisförmige Isolierglieder aufweist, die mit den Leitern 1 abwechseln, wird von der Klebstoffschicht der Raum zwischen den Seitenflächen der rechteckigen Leitern 1 und den Isoliergliedern 2 leicht ausgefüllt, wodurch die Flexibilität des Kabels erhöht wird.

Durch die erhöhte Flexibilität wird verhindert, daß an dem äußeren Biegescheitel S′ des Isoliermaterialbandes 3′ so starke Spannungen entstehen, daß das Isoliermaterialband 3, 3′ unter Freilegen des rechteckigen Leiters 1 brechen kann. Die Beständigkeit des Kabels ist daher verbessert.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Flachkabels B, welches mit im Querschnitt runden Leitern 5 statt mit rechteckigen Leitern 1 wie bei dem Flachkabel A versehen ist. Auch in diesem Fall wird, da die Räume rings der Rundleiter 5 und der Isolierglieder 2 mit der Klebmasse 4 ausgefüllt sind, die Elastizität des Kabels erhöht, so daß das Entstehen übermäßiger Spannungen an den Biegestellen und daher ein Brechen der Isoliermaterialbänder 3, 3′ verhindert wird und die Dauerhaftigkeit der Verkabelung erhöht wird.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Flachkabel A und B erläutert.

Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung, die einen wesentlichen Teil des Flachkabel-Herstellprozesses zeigt. Die parallel zueinander angeordneten rechteckigen Leiter 1 (oder runden Leiter 5) und Isolierglieder 2 werden um Führungsrollen 6a, 6b geführt, an denen sie miteinander in einer solchen Weise vereinigt werden, daß sie einander abwechseln, bevor sie zwischen Formwalzen 7, 7′ eingeführt werden. Gleichzeitig werden den Formwalzen 7, 7′ die Isoliermaterialbänder 3, 3′ zugeführt, die jeweils mit einer Klebstoffschicht 4 an ihrer Oberseite beschichtet sind. Von den Isoliermaterialbändern werden die rechteckigen Leiter 1 und die Isolierglieder 2 zwischen sich gehalten und über die Bänder von den Formwalzen 7, 7′ zusammengepreßt und erwärmt, so daß das Flachkabel A (B) ausgebildet wird.

Da der Querschnitt der Isolierglieder 2 wenigstens annähernd kreisförmig ist und daher keine bestimmte Sollausrichtung hat, können die Isolierglieder 2, verglichen mit solchen mit rechteckigem Querschnitt, leicht aufeinander ausgerichtet werden. Dies ermöglicht es, daß die Formwalzen 7, 7′ mit höherer Drehzahl angetrieben werden, wodurch die Produktivität gesteigert wird.

Da die Isolierglieder, die im Querschnitt wenigstens annähernd kreisförmig oder oval sind und im Durchmesser mit der Dicke der Leiter übereinstimmen, in dem Flachkabel mit den Leitern abwechseln, wird von dem Klebmaterial zwischen den Isoliermaterialbändern der Raum an den Seitenflächen der Leiter ohne Schwierigkeiten ausgefüllt, bis kein Luftspalt mehr an den Seitenflächen der Leiter verbleibt. Hierdurch werden das Eintreten von Wasser und eine Korrosion des Flachkabels verhindert, wie auch die elektrische Zuverlässigkeit verbessert und die Herstellgeschwindigkeit gesteigert.

Das mehradrige Flachkabel gemäß der Erfindung, bei dem der Querschnitt der Leiter für einen höheren Stromdurchgang vergrößert werden kann und das in Leistungskreisen verwendet werden kann, hat eine wesentlich verbesserte Querflexibilität und eine verbesserte Biegedauerfestigkeit.

Claims

1. Flachkabel mit einer Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten elektrischen Leitern (1, 5), die von der oberen und der unteren Seite her von Isoliermaterialbändern (3, 3′) abgedeckt und gehalten sind, und mit Isoliergliedern (2), deren Dicke mit der Dicke der Leiter (1, 5) übereinstimmt, wobei die Leiter (1, 5) und die Isolierglieder (2) einander abwechseln, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierglieder (2) im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig oder oval sind, daß zwischen den Isoliermaterialbändern (3, 3′) und den Leitern (1, 5) und den Isoliergliedern (2) eine Klebmasse (4) angeordnet ist, und daß die Klebmasse (4) die Zwickel zwischen den Leitern (1, 5) und den Isoliergliedern (2) ausfüllt.

2. Flachkabel nach Anspruch 1, wobei die Leitern (1) im Querschnitt rechteckig sind.

3. Flachkabel nach Anspruch 1, wobei die Leitern (5) im Querschnitt kreisförmig sind.

4. Flachkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das eine Mehrzahl von dicht nebeneinander in einer Reihe angeordneten Isoliergliedern (2) zwischen den Leitern (1, 5) aufweist.

5. Flachkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Isolierglieder (2) aus einer Rundschnur aus Kunststoffmaterial oder aus synthetischen Fasern oder aus einem Band aus feinen synthetischen Fasern hergestellt sind.