DE4321006A1 - Kabel, insbesondere für den Schaltschrank- und Steuerungsbau und Verfahren zu seiner Bearbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kabel, insbesondere für den Schaltschrank- und Steuerungsbau und ein Verfahren zu seiner Bearbeitung.

Im Steuerungsbau bzw. in Schaltanlagen aber auch in anderen Bereichen, wie in der Automobilindustrie oder in der Leuchtentechnik, ist zur Verdrahtung von Geräten oder Komponenten die Verwendung von biegsamen Kabeln oder Leitungen, die mit einer aus einem Thermoplast bestehenden Isolation ummantelt sind, weitgehend üblich.

Beim Anschluß derartiger Kabel, beispielsweise an Klemmen von Schaltgeräten, besteht zum einen die Gefahr, daß das Kabel zu weit in die Klemme hineingeschoben und die Isolierung anstelle des Leiters festgeklemmt wird.

Eine erhöhte Wahrscheinlichkeit des Einklemmens besteht dann, wenn mehrere Kabel mit unterschiedlichen Durchmessern und mit den damit bedingten unterschiedlichen abisolierten Längen angeschlossen werden.

Derartige Verdrahtungsfehler führen zu einer später aufwendigen Fehlersuche und vermindern die Qualität einer gesamten Anlage.

Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es bekannt, Adernendhülsen mit einem radial nach außen ausgebildeten Kragen zu verwenden. Das Kabel kann dann nur bis zu dem Kragen hineingeschoben werden, wodurch ein Einklemmen der Isolierung nicht möglich ist. Das Einklemmen von mehreren Kabeln ist durch den starren Kragen oft nicht möglich.

Bei der Massenfertigung von Kabeln ist die Verwendung dieser Hülsen ebenfalls schwierig.

Bei dem Anschluß von Kabeln besteht die Gefahr der Berührung der abisolierten Stelle, was bei unter Spannung stehenden Geräten besonders gefährlich ist.

Aus der DE-OS 34 36 668 ist es bekannt die erhitzte Isolierung eines Lichtwellenleiters mit Backen von Bügeln abzustreifen, wobei eine Heizflamme für die Wärmezuführung sorgt.

Es sind auch Geräte zum thermischen Abisolieren bekannt, beispielsweise aus der EP 0 128 314, bestehend aus zwei Armen, von denen der eine Arm ortfest und der andere Arm bewegt wird. An den freien Enden sind beheizte Messerteile vorgesehen, die die Isolation am Kabelende aufschmelzen.

Abhilfe gegen ein Unterklemmen der Isolierung bei der Verdrahtung bieten diese Geräte jedoch nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Maßnahmen zu treffen damit einerseits keine Berührung der abisolierten Stelle möglich ist und andererseits ein Unterklemmen der Isolierung verhindert wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches 1 gelöst, während in den Unteransprüchen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.

Durch die Erfindung ist es möglich konfektionierte Kabel mit einer Einführungsbegrenzung und einem Fingerschutz kostengünstig in Massenfertigung herzustellen ohne Verwendung zusätzlicher Teile. Durch die Einführungsbegrenzung ist ein Einklemmen der Isolierung nicht mehr möglich, was die Fehlerquote senkt und die Qualität der gesamten Anlage erhöht.

Besonders günstig ist es, wenn der Kragendurchmesser etwa das zwei bis dreifache des Durchmessers der Isolierung beträgt, weil hierdurch ein wirksamer Fingerschutz entsteht.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Kragen biegsam ist, wodurch sich aneinanderstoßende Kragen verformen und in einer Klemme leicht mehrere Kabel geklemmt werden können, ohne daß dies durch die Kragen verhindert wird.

Kostengünstig bei der Massenfertigung ist es, wenn der blanke Leiter bzw. Litze an den Leitungsenden ultraschallverdichtet ist, wobei dann keine Adernendhülsen erforderlich sind.

Günstig und für die Massenfertigung geeignet ist es, wenn der Kragen durch Erhitzen der Isolierung an den Isolierungsenden und anschließendes Stauchen oder Pressen entsteht.

Eine günstige Bearbeitung ergibt sich weiterhin, wenn der Kragen hinter bzw. vor einer zwischenabisolierten Stelle des Kabels geformt wird.

Ein Aufrollen auf einer Kabelrolle mit den fertigen konfektionierten Kabeln ist möglich, wenn die konfektionierten Leitungen noch zusammenhängend sind und die zwischenabisolierten Stellen des Kabels mit einer Sollbruchstelle versehen werden. Ein Abtrennen der Kabeln läßt sich später ohne Werkzeuge in einfacher Weise erreichen.

Die Formung des Kragens ist in Massenfertigung möglich, wenn der Kragen durch zwei gegenüberliegende zangenähnliche Stauchelemente mit L-förmigen Backen geformt wird, wobei ein Stauchelement beweglich ist und zwei die Litze umschließende Einschnitte aufweist und das andere Stauchelement ortsfest ist und zwei die Isolierung festhaltende Einschnitte aufweist. Ein Auftrennen der Kabel ist bei der Herstellung nicht erforderlich.

Vorteilhaft ist es, wenn die Erwärmung der zu stauchende Stelle durch ein Heizschwert erfolgt, weil die erforderliche Wärmeenergie auf die zu bearbeitende Stelle besser konzentriert werden kann.

Vorteilhaft ist es, wenn die Erwärmung der zu stauchende Stelle durch ein Heißluftgerät erfolgt, weil die eine preiswerte Lösung darstellt.

Vorteilhaft ist es, wenn die zu stauchende Isolierlänge annähernd Isolierungsdurchmesser beträgt, weil benötigte Energie zum Verformen der Isolierung zum Kragen gering ist.

Vorteilhaft ist es, wenn die zu stauchende Stelle nur gering über die Grenztemperatur des Isolierungsmaterials erwärmt wird, weil dann möglichst wenig Wärme abgeführt werden muß und durch geeignete Maßnahmen auf Fremdkühlung verzichtet werden kann.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher beschrieben und erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1a eine Darstellung des Kabels mit einem Kragen,

Fig. 1b eine Darstellung des Kabels mit einem Kragen in einer anderen Ausführung,

Fig. 1c eine Darstellung des Kabels mit einem Kragen von vorne,

Fig. 2a eine Darstellung der zwischenabisolierten Stelle des Kabels,

Fig. 2b eine Darstellung der ultraschallverdichteten Stelle des Kabels,

Fig. 2c eine Darstellung der eingekerbten Stelle des Kabels,

Fig. 2d eine Darstellung der kragenförmigen Stelle des Kabels,

Fig. 3a-d Darstellungen der Bearbeitungsschritte mit Stauchelementen von der Seite,

Fig. 4a-b Darstellungen der Stauchelementen von der Seite,

Fig. 5 eine Darstellung einer Bearbeitungsvorrichtung für ein konfektioniertes Kabel und

Fig. 6a-d Darstellungen der Bearbeitungsschritte mit einer anderen Ausführungsform der Stauchelementen.

Die Fig. 1a zeigt ein Kabel 2 mit einem Kragen 30, der direkt hinter der abisolierten Stelle bzw. der Kabellitze 6 angeordnet ist. Der Kragen 30 ist aus dem Material der Isolierung 7 geformt.

Durch den Kragen 30 ist es nicht möglich die Isolierung einzuklemmen, weil eine Anschlagbegrenzung durch den Kragen 30 stattfindet. Ein Berühren der Kabellitze 6 während des Anschließens wird ebenso verhindert.

Der Kragen 30 entsteht durch Erhitzen der Isolierung 7 im Bereich der Übergangsstelle zu der Litze und anschließendes Stauchen, wobei das Stauchen entweder beidseitig oder auch einseitig sein kann. Bei dem einseitigen Stauchen weist der Kragen 30 eine Form beispielsweise gemäß der Fig. 1b auf.

Eine Anformung des Kragens 2 ist auch dann möglich, wenn nur eine Zwischenabisolierung vorhanden ist. Bei Verwendung von Hülsen ist dagegen nur ein Anbringen durch Aufstecken an den Enden möglich.

Das Anformen des Kragens 30 ist besonders günstig, wenn das Kabel 2 als konfektioniertes Kabel ausgeführt werden soll. Das Kabel 2 wird zunächst zwischenabisoliert, wie in der Fig. 2a dargestellt ist, anschließend an der abisolierten Stelle ultraschallverdichtet, danach mit einer Sollbruchstelle 16 versehen und dann der Kragen 30 geformt.

Die Fig. 5 zeigt eine Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines Litzekabels bzw. zur Herstellung eines konfektionierten Kabels 2.

Das Kabel 2 ist in einem Kabelfaß 3 untergebracht bevor es über einen als Entnahmearm ausgebildeten Kabeleinlauf 4 einem Richtgerät 5 zugeführt wird.

Eine nachgeordneten Zwischenabisoliereinheit 8 entfernt ein Stück der Isolierung ohne das Kabel 2 abzuscheiden, wie in der Fig. 2a gezeigt ist. An dem blanken Leiterstück (Litze 6) ist dann sowohl rechts und links davon eine Isolierung 7 angeordnet.

Das Abisolieren kann auch thermisch geschehen.

Die abisolierten Stelle wird anschließend durch einen Ultraschallverdichter 11, wie in der Fig. 2b gezeigt ist, bearbeitet.

Der Ultraschallverdichter 11 weist in bekannter Weise einen Verdichterkopf 12 auf, in dem ein Amboßsystem, ein bewegliches Schiebersystem und ein Teil des Swingersystems angeordnet ist. Die Litze wird zunächst durch das Amboß- und Schiebersystem mechanisch vorverdichtet und anschließend durch Ultraschallwellen in bekannter Weise verdichtet bzw. verschweißt.

Nach diesem Bearbeitungsschritt durchläuft das Kabel 2 über Umlenkrollen 14 ein Kerbgerät 13, das mittels eines stumpfes Messerpaares zwei gegenüberliegende kerbenförmige Vertiefungen in der Mitte der ultraschallverdichteten Stelle 15 als Sollbruchstelle 16 bildet, wie in der Fig. 2c gezeigt ist.

Durch das Ultraschallverdichten und das Einkerben können nicht nur die Leitungen später durch abknicken leicht voneinander ohne Werkzeuge getrennt werden sondern es sind auch Adernendhülsen entbehrlich.

Ein Tintenstrahldrucker 17, der hinter dem Kerbgerät 13 angeordnet ist, druckt in bekannter Weise an den Endstellen der Isolierung 7 neben den blanken Stellen des Kabels 2 eine Aufschrift bzw. eine Kennzeichnung.

Eine nachgeordnete Bearbeitungsstation 29 formt dann den Kragen 30 in einer später näher erläuterten Weise.

Am Ende der Bearbeitungsstationen ist eine Vorschubeinheit 19, bestehend aus einer Transporteinheit, angeordnet, die zwei gegeneinander laufende Bänder aufweist. Der Bandantrieb wird durch einen Schrittmotor angetrieben. Die Vorschubeinheit 19 ist zum Transport und Regelung oder Steuerung der Kabellänge vorgesehen.

Die noch miteinander an den Sollbruchstellen 16 verbundenen konfektionierten Kabel 2 werden am Ende in einem Ringwickler 20, bzw. Kabelrolle oder Spule aufgewickelt. Der Ringwickler 20 zieht mit einer konstanten einstellbaren Kraft an dem Kabel 2 hinter der Vorschubeinheit 19.

Eine Zentralsteuerung 21 regelt und steuert das Auslösen des Ultraschallverdichters 11, das Auslösen des Kerbgerätes 13, die Beschriftung durch den Tintenstrahldrucker 17, die Kabellängen durch die Vorschubeinheit 19 und die Bearbeitungsstation 29 für die Formung des Kragens 30.

Die Zentralsteuerung 21 ist hier in einem Personal Computer eingebunden.

Die Fig. 3a bis 4b zeigen die Bearbeitung des Kabels in der Bearbeitungsstation 29, wobei die Bearbeitungsstation 29 hier zwischen dem Zwischenabisoliergerät 8 und dem Ultraschallverdichter 11 angeordnet ist. Die Bearbeitungsstation 29 kann aber auch an einer anderen Stelle vorhanden sein.

Die Bearbeitungsstation 29 besteht aus zwei nebeneinanderliegenden zangenähnlichen Stauchelementen 22 und 23 mit jeweils zwei L-förmigen Backen 24, 25 und 26, 27, wobei die Seitenflächen der Backen 24, 26 bzw. 25, 27 zunächst im Abstand angeordnet und die Stauchelemente 22, 23 geöffnet sind, wie in der Fig. 3a dargestellt ist.

Das Stauchelement 22 weist an jeder Backe jeweils einen halbkreisförmigen Einschnitt 28 auf, der etwa den Außendurchmesser des Kabels aufweist und die Isolierung 7 im geschlossenen Zustand einklemmt ohne sie dabei zu beschädigen.

Das Stauchelement 23 weist ebenfalls Einschnitte 29, wie das Stauchelement 22 auf, jedoch mit einem Durchmesser wie die Kabellitze 7. wobei das Stauchelement entlang der Kabellitze 7 verschiebbar ist.

Die zu stauchende Stelle wird mit einem Heißluftstrom 31 erhitzt.

Die Temperatur der erhitzten Stelle beträgt 140 bis 160 Grad Celsius, vorzugsweise 145 Grad Celsius, wobei die Nenntemperatur.

Nach dem Verschließen der Backen 24 bis 27, wie in Fig. 3b gezeigt wird, bewegt sich das Stauchelement 23 in Richtung des Stauchelementes 22. Die Backen 26 und 27 schieben hierbei die erhitzte Isolierung 7 gegen die Stirnflächen der Backen 24 und 25 bis der Kragen 30 einen bestimmten Durchmesser aufweist, wie aus den Fig. 3c und 3d ersichtlich ist.

Anstelle eines Heißluftstromes kann die zu stauchende Stelle mit einem Heizschwert erhitzt werden, das die Isolierung gegen eine ortsfeste Fläche drückt.

Die Wärmeeinwirkung kann auch durch Wärmestrahlung, wie mit einem Infrarotstrahler oder einem Laser erfolgen.

Der Kragendurchmesser beträgt etwa das zwei bis dreifache des Durchmessers der Isolierung 7. Die zu stauchende Isolierlänge beträgt annähernd Isolierungsdurchmesser.

Vorteilhafterweise sind zusätzliche Elemente, wie Spezialhülsen oder dergleichen, dann nicht erforderlich.

Die Bearbeitung kann auch in vorteilhafter Weise stattfinden, ohne daß es erforderlich ist das Kabel auf zutrennen.

Die Einführungsbegrenzung durch den Kragen ist schon auf der Kabelrolle vorhanden, so daß keine Bearbeitungsschritte mehr notwendig sind.

Die Sequenz der miteinanderverbundenen konfektionierten Kabel können mit der Verdrahtungsreihenfolge eines später zu verdrahtendes Gerätes oder dergleichen identisch sein, um die Verdrahtung zu erleichtern.

Die konfektionierten Kabel können in allen Bereichen eingesetzt werden, in denen die Energie zum Betreiben Steuern oder Regeln durch Kabel, die eine Kunststoff-Isolierung aufweisen, eingesetzt werden.

Unter dem Begriff Kabel sind alle elektrischen Leiter mit einer Ummantelung als Isolierung zu verstehen.

Der Kragen läßt sich auch nachträglich anformen, beispielsweise mit einem Handgerät, wobei dann Adernendhülsen ohne Kragen verwendet werden können.

Wichtig ist, daß der Kragen radial nach außen ausgebildet ist.

Die Stauchelemente 22′, 23′ können auch L-förmig sein, die parallel zum Kabel 2 verlaufen und gegenüber angeordnet sind, wie in den Fig. 6a-6d dargestellt ist.

Claims (13)

1. Kabel, insbesondere konfektioniertes Kabel für den Schaltschrank- und Steuerungsbau, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (2) an der Übergangsstelle zwischen Isolierung (7) und dem Leiter einen aus Isolierungsmaterial angeformten Kragen (30) oder Wulst aufweist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragendurchmesser etwa das zwei bis dreifache des Durchmessers der Isolierung 7 beträgt

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (30) biegsam ist.

4. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der blanke Leiter bzw. Litze (6) an den Leitungsenden ultraschallverdichtet ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Kragens nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (30) oder Wulst durch Erhitzen der Isolierung (7) an den Isolierungsenden und anschließendes Stauchen oder Pressen entsteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen hinter bzw. vor einer zwischenabisolierten Stelle des Kabels geformt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischenabisolierten Stelle des Kabels mit einer Sollbruchstelle versehen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen durch zwei gegenüberliegende zangenähnliche Stauchelemente (22, 23) mit L-förmigen Backen (24 bis 27) geformt wird, wobei ein Stauchelement (23) beweglich ist und zwei die Litze umschließende Einschnitte (29) aufweist und das andere Stauchelement (22) ortsfest ist und zwei die Isolierung (7) festhaltende Einschnitte (28) aufweist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der zu stauchende Stelle durch ein Heizschwert erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der zu stauchende Stelle durch ein Heißluft erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zu stauchende Isolierlänge annähernd Isolierungsdurchmesser beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zu stauchende Stelle 35 bis 55 Grad Celsius über der Nenntemperatur der Isolierung erwärmt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der zu stauchende Stelle etwa 145 Grad Celsius und die Nenntemperatur der Isolierung 105 Grad beträgt.