DE9004748U1

DE9004748U1 - Electrical line

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Publication number: DE9004748U1
Application number: DE9004748U
Authority: DE
Original assignee: WL Gore and Associates GmbH
Current assignee: WL Gore and Associates GmbH
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1990-09-06
Anticipated expiration: 2000-04-27
Also published as: JPH06342605A; EP0453729A3; EP0453729A2

Description

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Elektrische LeitungElectrical line BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitung mit mindestens einem elektrischen Leiter, auf den mindestens ein Isoliermantel aufgebracht ist.The invention relates to an electrical line with at least one electrical conductor to which at least one insulating sheath is applied.

Isolierte Leitungen/ insbesondere mit massivem Leiter, zeigen bei Wechselbiegung besondere Effekte. Durch starkes Biegen über kleine Radien wird der Leiter gedehnt. Diese Dehnung ist ein plastischer Vorgang.Insulated cables, especially those with solid conductors, show special effects when subjected to alternating bending. Strong bending over small radii stretches the conductor. This stretching is a plastic process.

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Die Isolation des Leiters erfährt durch solches starkes Biegen meist eine Dehnung im elastischen Bereich. Denn die elastische Dehnbarkeit von Kunststoff ist wesentlich höher als die des Leitermaterials, beispielsweise ;j Kupfer.,The insulation of the conductor is usually stretched in the elastic range by such strong bending. This is because the elastic extensibility of plastic is much higher than that of the conductor material, for example ;j copper.,

Bei starker Haftung der Isolation auf dem Leiter wird die Isolation auch nach solcher starken Biegung der Leitung den wiedergestreckten Leiter ganz bedecken. Ist die Haftung der Isolation auf dem Leiter zu schwach, geht die Isolation bei dem Strecken des Leiters auf ihre Ursprungslänge zurück. Der Leiter dagegen bleibt gegenüber seiner Ursprungslänge gedehnt. Dies führt dazu, daß das Leiterende aus der Isolation herauswandert. Häufig verwendete Isolationsstoffe wie Polyester, PoIyimid usw. haben eine sehr hohe Zugfestigkeit und erfahren daher nur eine sehr geringe Dehnung, wenn ihnen eine Relativbewegung zum Leiter möglich ist. Bei solchen Materialien ist daher die Gefahr sehr groß, daß der Leiter aus der Isolation heraustritt.If the insulation adheres strongly to the conductor, the insulation will completely cover the stretched conductor even after such a strong bend of the cable. If the insulation adheres too weakly to the conductor, the insulation will return to its original length when the conductor is stretched. The conductor, on the other hand, will remain stretched compared to its original length. This will cause the end of the conductor to move out of the insulation. Commonly used insulation materials such as polyester, polyimide, etc. have a very high tensile strength and therefore only experience very little stretching if they are able to move relative to the conductor. With such materials, there is therefore a very high risk that the conductor will come out of the insulation.

In der Medizin gibt es eine spezielle Technik zur Zertrümmerung von Blasen- oder Nierensteinen, die sogenannte Stoßwellen-Lithotripsie. Dabei wir ein Endoskoprohr in den Körper eingeführt und mit dessen Hilfe der Blasenoder Nierenstein fixiert. Durch das Endoskoprohr wird eine zweiadrige Hochspannungsleitung geschoben und an den Stein angelegt. Dabei liegen die Stirnflächen der beiden Adorn an den zum Stein weisenden Ende frei. Die Stoßwelle wird dadurch erzeugt, daß die Leitung vom anderen Ende her mit Hochspannung beaufschlagt wird und an dem zum Stein weisenden Ende zwischen den beiden Leitungen ein Funke überspringt. Die dadurch erzeugte= StoßwelleIn medicine, there is a special technique for breaking up bladder or kidney stones, known as shock wave lithotripsy. An endoscope tube is inserted into the body and used to fix the bladder or kidney stone. A two-wire high-voltage cable is pushed through the endoscope tube and placed against the stone. The front surfaces of the two wires are exposed at the end facing the stone. The shock wave is generated by applying high voltage to the cable from the other end and a spark jumping between the two wires at the end facing the stone. The shock wave generated in this way

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zertrümmert den Stein zur Gries, der dann ausgespült oder anderweitig entfernt werden kann.crushes the stone into grit, which can then be rinsed out or otherwise removed.

Bei dieser Technik muß das Leitungsende, an dem der Funkenüberschlag stattfindet, möglichst glatt und gleichmäßig sein. An diesem Ende aus der Isolation heraustretende Leiter könnten Verletzungen des Patienten erzeu-With this technique, the end of the cable where the sparkover occurs must be as smooth and even as possible. Conductors emerging from the insulation at this end could cause injury to the patient.

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Weitere Anwendungen, bei denen eine Verschiebung zwischen den Leitern und deren Isolation verhindert werden muß, sind elektrische Verdrahtungen in Turbinen oder Raketenmotoren, wo sehr hohe Beschleunigungs- und Fliehkräfte auftreten. Eine Verschiebung der Isolation relativ zu den Leitern könnte zu Kurzschlüssen führen.Other applications where displacement between the conductors and their insulation must be prevented are electrical wiring in turbines or rocket engines, where very high acceleration and centrifugal forces occur. Displacement of the insulation relative to the conductors could lead to short circuits.

In einigen Bsreisiisn der elektrischen Meßtesiinik; in denen sehr kleine Meßgrößen auftreten,. z.B. bei der Sensorik in der Medizintechnik, müssen Meßleitungen extrem mikrophoniearm sein. Das heißt, es muß vermieden werden, daß durch Relatiwerschiebung einzelner Komponenten der beteiligten elektrischen Leitungen statische Aufladungen und bei deren Entladung Störsignale auftreten. Aus diesem Grund strebt man bei dieser Meßtechnik Leitungen an, bei denen die Isolation möglichst fest auf den Leitern haftet.In some areas of electrical measurement technology, in which very small measurement quantities occur, e.g. in sensors in medical technology, measuring cables must have extremely low microphonic properties. This means that static charges and interference signals when discharged must be avoided due to relative displacement of individual components of the electrical cables involved. For this reason, this measuring technology aims to use cables in which the insulation adheres as firmly as possible to the conductors.

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Der Erfindung liegt di<t Aufgabe zugrunde, eine elektrische Leitung mit sehr fester Haftung zwischen elektrischem Leiter und 4er auf ihn aufgebrachten Isolation verfügbar zu machen.The invention is based on the object of making available an electrical line with very strong adhesion between the electrical conductor and the insulation applied to it.

Eine Lösung dieser Aufcfabe ist im Anspruch 1 angegeben und kann den Unterainsprüchen gemäß vorteilhaft weitergebildet werden.A solution to this problem is given in claim 1 and can be advantageously developed according to the subclaims.

Dadurch, daß man erfindungsgemäß einen aufgerauhten Leiter mit der Isolation verklebt, erzielt man eine sehr gute Haftfestigkeit zwischen Leiter und Isolation, weil sich der Klebstoff besser an der Leiteroberfläche festhalten kann.By bonding a roughened conductor to the insulation according to the invention, a very good bond between the conductor and the insulation is achieved, because the adhesive can adhere better to the conductor surface.

Versuche haben gezeigt, daß selbst dann, wenn man PoIyimidisolation mit FEP als Klebstoff auf einen glatten, also nicht aufgerauhten Leiter aufklebt, das Auswandern des Leiters aus der Isolation infolge von Biegedehnungen nicht verhindert wird. Dies zeigt, daß die erfindungs-Tests have shown that even if polyimide insulation is bonded to a smooth, i.e. non-roughened, conductor using FEP as an adhesive, the conductor cannot be prevented from migrating out of the insulation as a result of bending strain. This shows that the inventive

setzung für das mit der Erfindung erzielte hohe Haftvermögen darstellt.the prerequisite for the high adhesive strength achieved with the invention.

Eine für die Haftfestigkeit besonders wirksame Aufrauhung erhält man durch Riffelung oder Querkerbung der Leiteroberfläche. Dabei kann schon eine Riffelung oder Querkerbung eines Teils der Leiteroberfläche eine wesentliche Verbesserung gegenüber glatten Leitern bringen. Die teilweise Riffelung oder Querkerbung kann sich auf ausgewählte axiale Bereich und/oder Umfangsteile des Leiters beziehen.A particularly effective roughening for the adhesive strength can be achieved by corrugating or cross-notching the conductor surface. Even corrugating or cross-notching part of the conductor surface can bring a significant improvement compared to smooth conductors. The partial corrugation or cross-notching can relate to selected axial areas and/or peripheral parts of the conductor.

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Ber-anders gut geeignete Materialien für die Isolation und den Kleber sind in den Ansprüchen 5 und 6 angegeben.Other suitable materials for the insulation and the adhesive are specified in claims 5 and 6.

Die erfindungsgemäße Aufrauhung kann sowohl bei Koaxialleitungen als auch bei Leitungen mit nebeneinander liegenden Leitern verwendet werden.The roughening according to the invention can be used both for coaxial cables and for cables with adjacent conductors.

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Die Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention will now be explained in more detail using an embodiment. The drawings show:

Fig. 1 Eine zweiadrige Leitung mit zwei nebeneiander liegenden Leitungen;Fig. 1 A two-core cable with two adjacent wires;

Fig. 2 Eine Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Aufrauhung eines elektrischen Leiters.Fig. 2 A device for roughening an electrical conductor according to the invention.

Die in Figur 1 dargestellte Leitung weist zwei in erfindungsgemäßer Weise aufgerauhte oder gekerbte massive Leiter 11 auf, wobei die Aufrauhung bzw. Kerbung in dieser Figur nicht gezeigt ist. Jeder Leiter 11 ist von einem Isoliermantel 13 umgeben, der für den jeweiligen Leiter 11 eine primäre Isolation bildet. Die Isoliermäntel 13 sind auf den Leitern 11 mittels eines Thermoki ebers, vorzugsweise FEP (Copolymerisat aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen), aufgeklebt. Die beiden isolierten Leiter 11, 13 sind von einer gemeinsamen Isolierhülle 15 umgeben, welche die Sekundärisülatiün deif Leitung bildet und mittels Tneifmöklebeifs mit den Isoliermänteln 13 verklebt ist.The cable shown in Figure 1 has two solid conductors 11 roughened or notched in the manner according to the invention, whereby the roughening or notching is not shown in this figure. Each conductor 11 is surrounded by an insulating jacket 13, which forms a primary insulation for the respective conductor 11. The insulating jackets 13 are glued to the conductors 11 by means of a thermal adhesive, preferably FEP (copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene). The two insulated conductors 11, 13 are surrounded by a common insulating sleeve 15, which forms the secondary insulation of the cable and is glued to the insulating jackets 13 by means of thermal adhesive.

Die Leiter 11 bestehen aus Kupfer, Stahl, einer Kupfer-Eisen-Legierung, einer Kupfer-Zinn-Legierung oder aus Edelmetal. Die Isoliermäntel 13 bestehen ^e-ssugsweise aus Polyimid, Polyester, Polyethylenterephthalat oder Polyvinylidenfluorid (PVDF). Auch die Isolierhülle 15 kann aus solchem Material bestehen.The conductors 11 consist of copper, steel, a copper-iron alloy, a copper-tin alloy or of precious metal. The insulating sheaths 13 consist of polyimide, polyester, polyethylene terephthalate or polyvinylidene fluoride (PVDF). The insulating sheath 15 can also consist of such material.

Dem Problem der Isolationsverschiebung auf elektrischen Leitern bewegter Leitungen geht man meist dadurch aus dem Weg, daß man für die Leitungsadern nicht massiveThe problem of insulation displacement on electrical conductors of moving cables is usually avoided by not using massive

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Lelter sondern Litzenleiter verwendet. Dies ist aber nicht immer möglich. Verwendet nan die Leitung z.B. für die Stoßwellen-Lithotripsie, muß man hohe Impuieströme übertragen. Oiee erfordert einen möglichet großen Leitorquerschnitt. Der Gesamtdurchmesser der Leitung muß aber trotzdem recht klein bleiben, um diese Leitung zusätzlich zu optischen Leitungen und möglicherweise Spül- und/oder Absaugleitungen in einem Endoskoprohr unterbringen zu können, da· seinerseits einen kleinen Durchmesser haben nuß, um durch den Harnleiter des Patienten hindurch bis zum zu zertrümmernden Blasen* oder Nierenstein eingeführt werden zu können. Und weil der elektrisch wirksame Querschnitt eines massiven Leiters erheblich größer ist als der eines Litzenleiters gleichen Gesamtdurchmessere, werden für diese medizinische Anwendung massive Leiter bevorzugt.Instead of conductors, stranded conductors are used. However, this is not always possible. If the cable is used for shock wave lithotripsy, for example, high impulse currents must be transmitted. This requires a conductor cross-section that is as large as possible. The overall diameter of the cable must nevertheless remain quite small in order to be able to accommodate this cable in addition to optical cables and possibly flushing and/or suction lines in an endoscope tube, which in turn must have a small diameter in order to be able to be inserted through the patient's ureter to the bladder or kidney stone that is to be broken up. And because the electrically effective cross-section of a solid conductor is considerably larger than that of a stranded conductor of the same overall diameter, solid conductors are preferred for this medical application.

Figur 2 zeigt in schematisch vereinfachter Weise eine Ausführungsforn eines Gerätes zur Riffelung oder Querkerbung eines Leiters 11. Dieses Gerät weist eine Rändelrolle 21 auf/ die an ihren Umfang mit Rändelzähnen 23 versehen ist. Auf der der Rändelrolle 21 entgegengesetzten Seite des Leiters 11 befindet eich eine Geqenaruckrolle 25, die mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Leiterführungsnut versehen ist. Die Gegendruckrolle 25 ist ortsfest gelagert. Die Rändelrolle 21 ist senkrecht zur Längsachse des Leiters Il federnd beweglich gehalten, und zwar mittels einer Schraubenfeder 27.Figure 2 shows in a simplified schematic way an embodiment of a device for corrugating or cross-grooving a conductor 11. This device has a knurling roller 21 which is provided with knurling teeth 23 on its circumference. On the side of the conductor 11 opposite the knurling roller 21 there is a counterpressure roller 25 which is provided with a conductor guide groove not shown in the drawing. The counterpressure roller 25 is mounted in a fixed position. The knurling roller 21 is held in a spring-loaded manner perpendicular to the longitudinal axis of the conductor II by means of a helical spring 27.

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Bein Hindurchlaufen des Leiters 11 durch das Händelgerät wird dessen der Rändelrolle 21 zugewendete Oberfläche geriffelt oder quergekerbt. Die Kerbung nur dieses Oberflächenteils des Leiters 11 reicht iss aHLgesielasfis sue, us siß «iiSreicfesBd fsst&s Verkl.sban 4es Igoliermantels 13 mit den Leiter 12 zu erzielen, Will »an die Haftfestigkeit weiter erhöhen, kann nan auch mindestens einen Teil des restlichen Obcflächenbereichs des Leiters 11 rändeln, dee kam, entweder dadurch geschehen, daß aan den Leiter 11 alt geänderter axialer Dreheteilung nochaals durch dasselbe Rändelgerät führt oder daß »an ein Rändelgerät v«~»endet, bei den auch die Gegendruckrolle 25 mit Rändelzähnen versehen ist. Eine weitere Möglichkeit ist die, den Leiter 11 durch aehrere hintereinander angeordnete Rändelgeräte zu führen, die unter verschiedenen Umfangewinkeln an Leiter 11 angreifen.As the conductor 11 passes through the handling device, its surface facing the knurling roller 21 is grooved or transversely notched. The notching of only this surface part of the conductor 11 is sufficient to achieve a sufficiently strong bond between the insulating jacket 13 and the conductor 12. If the adhesive strength is to be increased further, at least part of the remaining surface area of the conductor 11 can also be knurled, which can be done either by passing the conductor 11 through the same knurling device with a different axial rotation pitch or by passing it to a knurling device in which the counter-pressure roller 25 is also provided with knurling teeth. Another possibility is to guide the conductor 11 through several knurling devices arranged one behind the other, which act on the conductor 11 at different circumferential angles.

Claims

SchutzansprnchProtection claim

1. Elektrische Leitung «it mindestens einee elektri schen Leiter (11), auf uen mindestens ein Isoliermantel (13) aufgebracht ist,1. Electrical cable with at least one electrical conductor (11) to which at least one insulating sheath (13) is applied,

dadurch gekennzeichnet^ daß der Leiter Minds auf eines Teil seiner Oberfläche aufgerauht ist und daß der Leiter (11) mit demcharacterized in that the conductor Minds is roughened on a part of its surface and that the conductor (11) with the

2. Elektrische Leitiii. mach ät- r»ruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (11) mindestens teilsseiss juer gekerbt ist, vor ise in Fore von Riffelung.2. Electrical conductor (11), characterized in that the conductor (11) is at least partially notched, preferably in the form of corrugation.

3. Elektric tie Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (11) über seine gesaate Länge auf mindestens eines Teil seines Umfange aufgerauht bzw. quergekei&t ist.3. Electrical line according to claim 1 or 2, characterized in that the conductor (11) is roughened or cross-grained over its entire length on at least a part of its circumference.

4.4. Elektrische Leitung nach einem der Ansprüche bis 3, Electrical cable according to one of claims 1 to 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (11) durch einen massiven Kupferleiter gebildet ist,characterized in that the conductor (11) is formed by a solid copper conductor,

5.5. Elektrische Leitung nach einem der Ansprüche bis 4,Electrical cable according to one of claims to 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffmantel (13) aus Polylmid, Polyester, Poly-characterized in that the insulating jacket (13) is made of polyimide, polyester, poly-

-10-ethylenterephthalat oder Polyvinylidenfluorid besteht.-10-ethylene terephthalate or polyvinylidene fluoride.

6. Elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 ; is 5,6. Electrical cable according to one of claims 1 ; is 5,

This is due to the fact that FEP is used as the adhesive.

7. Elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,7. Electrical cable according to one of claims 1 to 6,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei je mindestens teilweis« aufgerauhte oder quergekerbte elektrische Leiter (11) vorgesehen sind, auf die je eincharacterized in that two at least partially roughened or transversely notched electrical conductors (11) are provided, onto each of which a

Isoliermantel (13) aufgeklebt ist und die vorzugsweiseInsulating jacket (13) is glued and preferably

von einer gemeinsamen Isolierhülle (15) umgeben sind.are surrounded by a common insulating sheath (15).

<:' 8. Elektrische Leitui<g nach einem der Ansprüche<:' 8. Electrical conductor according to one of the claims

1 bis 6,1 to 6,

jf gekennzeichnet durch einen koaxialenjf characterized by a coaxial

&iacgr;&iacgr; Aufbau mit mindestens zwei elektrischen Leitern.Structure with at least two electrical conductors.

9. Elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,9. Electrical cable according to one of claims 1 to 8,

: dadurch gekennzeichnet, daß an: characterized in that

J einem Ende der Leitung die Stirnflächen der Leiter (11)J one end of the cable the end faces of the conductors (11)

! freiliegen und daß an das andere Ende der Leitung ein! are exposed and that the other end of the cable is

Stoßvellen-Lithotripsie-Hochspanmingsgenerator angeShock wave lithotripsy high voltage generator

schlossen ist.is closed.

10» Elektrische Leitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem Endoskoprohr umgeben ist.10» Electrical line according to claim 9, characterized in that it is surrounded by an endoscope tube.