EP1713096B1 - Flachleiter-bandleitung - Google Patents

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EP1713096B1
EP1713096B1 EP05290830A EP05290830A EP1713096B1 EP 1713096 B1 EP1713096 B1 EP 1713096B1 EP 05290830 A EP05290830 A EP 05290830A EP 05290830 A EP05290830 A EP 05290830A EP 1713096 B1 EP1713096 B1 EP 1713096B1
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winding
flat conductor
flat
conductors
stator
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Udo Mayer
Reinhard Meier
Frank Schröer
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Nexans SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H01B7/0823—Parallel wires, incorporated in a flat insulating profile

Definitions

  • the invention relates to a winding tape cassette according to the preamble of the claim ( EP 0 735 632 B1 ).
  • Such a device is needed, for example, to supply power to moving parts of a motor vehicle. It is housed in the steering wheel of a motor vehicle. A major problem for this device is the power transmission between fixed and moving parts of the motor vehicle.
  • the wound flat conductor strip line - hereinafter referred to as "FL-BL" - divided into an inner and an outer winding region in which the turns have different winding direction.
  • the two winding areas are connected by an approximately U-shaped reversal point. Between the two winding areas is a reversal point soudusder, annular guide body which is movable in the circumferential direction of the cassette. It is moved by the wound FL-BL or by its reversal point when the rotor of the cassette is rotated.
  • the FL-BL is not only continuously wound up and unwound in the two winding areas, but in particular in the reversal "moving" moves. This requires a high flexibility of the FL-BL and the lowest possible resistance during bending.
  • the advantage of the FL-BL lies in the firm embedding of their conductors in insulating material, so that they are largely protected in the same against mechanical damage.
  • the FL-BL is constantly dynamically bent over small radii over the long term, it is desirable to thin the insulation of the FL-BL beyond that needed for dynamic bends around larger radii.
  • the reduced thickness of the insulating material of the FL-BL also means a lower mechanical stability of the FL-BL total, which can be in the device according to the EP 0 735 632 B1 lead to problems when the windings of the FL-BL push the guide body in one winding direction.
  • the invention has for its object to make the initially described winding tape cassette so that the movement of the guide body is not hindered by the FL-BL.
  • the FL-BL on the one hand Due to the smaller insulation wall thickness on one flat side of the FL-BL and the larger insulation wall thickness on the other flat side, the FL-BL on the one hand has a high dynamic bending strength even for small radii and on the other hand a sufficient mechanical stability.
  • the FL-BL In the case of dynamic bending around the flat side with thinner insulation wall thickness, the FL-BL is permanently more resistant to bending over lines with thick insulation on both sides.
  • the mechanical strength of the FL-BL, on the other hand is significantly higher than that of a line with thin insulation on both sides. Because of the thinner insulation wall thickness also results in a reduced use of insulating material.
  • the FL-BL can join the constantly reversing with the reversal bending stress permanently unscathed so that it does not hinder the movement of the guide body. Because of its good stability, the FL-BL can even support the movement of the guide body when the turns of the respective winding area push it in one of the directions of movement.
  • the FL-BL 1 shown in a plan view in FIG. 1 has four flat electrical conductors 2 with a rectangular cross-section.
  • the FL-BL 1 should have at least two conductors. But it can also be three or more than four conductors.
  • the conductors 2 are shown in FIGS. 2 and 3 in a plane next to each other. They are separated by spaces and completely embedded in insulating material, which will be referred to as "insulation 3" hereinafter.
  • the conductors 2 can be introduced in so-called laminating between two sheets of insulating material, which are firmly connected to the insulation 3 with inclusion of the conductors 2, for example by supplying heat and applying pressure.
  • the insulation 3 can also be splashed around the conductor 2 by means of an extruder.
  • the conductors 2 are arranged off-center in the insulation 3 as shown in FIG. 2, so that different wall thicknesses for the insulation 3 result at their flat sides.
  • the wall thickness W1 of the insulation 3 over the conductors 2 is greater than the wall thickness W2 below the same.
  • the dimensions of the wall thickness W 1 and W 2 can behave advantageously as 2: 1.
  • the FL-BL 1 is used in the winding tape cassette according to the invention so that it is bent around the flat side with the smaller wall thickness W2.
  • the FL-BL 1 is used in a winding tape cassette of a motor vehicle for supplying power to moving parts thereof.
  • the winding tape cassette - hereinafter referred to as "cassette K" - is constructed in a so-called reverse technique, in which the FL-BL 1 is divided into an outer and an inner winding area and with each rotation of the steering wheel with progressing or decreasing in the circumferential direction is claimed on bending.
  • FIG. 4 A section through such a cassette K is shown in FIG. 4:
  • Fig. 4 shows schematically two, for example, circular walls 4 and 5 of a substantially annular cassette K.
  • the wall 4 should in the illustrated embodiment belong to a rotatable in the cassette K rotor, while the wall 5 is part of a fixed stator thereof.
  • the FL-BL 1 is arranged in the cassette K 1 in turns.
  • the cassette K has a terminal 8 belonging to the rotor and a terminal 9 formed as a fixed point belonging to the stator.
  • the terminal 8 is movable with the rotor of the cassette K in the direction of the double arrow 10.
  • the FL-BL 1 - as already mentioned - arranged in turns, which are divided into an outer winding portion 11 and an inner winding portion 12.
  • the two winding areas 11 and 12 are marked by brackets. In the middle position shown in FIG. 4 or in the mounting position of the cassette K, they each comprise two to three turns. In the two winding regions 11 and 12, the turns of the FL-BL 1 have opposite winding directions.
  • the winding areas 11 and 12 are interconnected by an approximately U-shaped reversing point 13 of the FL-BL 1. Between the two winding areas 11 and 12, a ring-shaped guide body 14 is attached to this cassette K, which passes the FL-BL 1 at the reversal point 13.
  • the guide body 14 is in the circumferential direction of the cassette K, ie in the direction of the double arrow 10, easily movable. During its movement, it takes with it the FL-BL 1 or its windings, via its reversal point 13, in which the FL-BL 1 is bent by a relatively small radius. The FL-BL 1 is thus taken on a movement of the rotor of the cassette K and the associated movement of the guide body 14 at its bent reversal point 13, whereby the Reversing point 13 in the course of the FL-BL 1 and the turns thereof constantly back and forth wanders.
  • the FL-BL 1 is mounted in the cassette K so that the thinner flat side of its insulation 3 faces the guide body 14. So it is also at the reversal point 13 "inside" and so can join the constantly migrating bending stress permanently unscathed.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Wickelbandkassette gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ( EP 0 735 632 B1 ).
  • Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise zur Stromzuführung an bewegliche Teile eines Kraftfahrzeugs benötigt. Sie ist im Lenkrad eines Kraftfahrzeugs untergebracht. Ein wesentliches Problem für diese Vorrichtung ist die Stromübertragung zwischen feststehenden und beweglichen Teilen des Kraftfahrzeugs.
  • Bei der Vorrichtung nach der eingangs erwähnten EP 0 735 632 B1 ist die gewickelte Flachleiter-Bandleitung - im folgenden kurz "FL-BL" genannt - in einen inneren und einen äußeren Wickelbereich unterteilt, in denen die Windungen unterschiedliche Wickelrichtung haben. Die beiden Wickelbereiche sind durch eine etwa U-förmige Umkehrstelle miteinander verbunden. Zwischen den beiden Wickelbereichen liegt ein die Umkehrstelle durchlassender, ringförmiger Führungskörper, der in Umfangsrichtung der Kassette bewegbar ist. Er wird durch die gewickelte FL-BL bzw. durch deren Umkehrstelle bewegt, wenn der Rotor der Kassette gedreht wird. Dabei wird die FL-BL nicht nur dauernd in den beiden Wickelbereichen auf- und abgewickelt, sondern insbesondere in der Umkehrstelle "wandernd" bewegt. Das erfordert eine hohe Flexibilität der FL-BL und einen möglichst geringen Widerstand beim Biegen.
  • Der Vorteil der FL-BL liegt in der festen Einbettung ihrer Leiter in Isoliermaterial, so daß sie in derselben weitestgehend gegen mechanische Beschädigungen geschützt sind. Bei Anwendungen, in denen die FL-BL langfristig immer wieder - dynamisch - um kleine Radien gebogen wird, ist es zweckmäßig, die Isolierung derselben dünner auszuführen, als dies bei dynamischen Biegungen um größere Radien erforderlich ist. Die verminderte Dicke des Isoliermaterials der FL-BL bedeutet allerdings auch eine geringere mechanische Stabilität der FL-BL insgesamt, Das kann bei der Vorrichtung nach der EP 0 735 632 B1 zu Problemen führen, wenn die Windungen der FL-BL in der einen Wickelrichtung den Führungskörper schieben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Wickelbondkassette so zu gestalten, daß die Bewegung des Führungskörpers durch die FL-BL nicht behindert wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Durch die kleinere Isolationswandstärke auf der einen Flachseite der FL-BL und die größere Isolationswandstärke auf deren anderer Flachseite hat die FL-BL einerseits eine hohe dynamische Biegefestigkeit auch um kleine Radien und andererseits eine ausreichende mechanische Stabilität. Die FL-BL ist bei dynamischer Biegung um die Flachseite mit dünnerer Isolationswandstärke auf Dauer deutlich biegefester als Leitungen mit beidseitig dicker Isolierung. Die mechanische Festigkeit der FL-BL ist andererseits deutlich höher als die einer Leitung mit beidseitig dünner Isolierung. Wegen der dünneren Isolationswandstärke ergibt sich außerdem ein verminderter Einsatz an Isoliermaterial. Diese Eigenschaften der FL-BLwirken sich bei der Wickelbandkassette noch der Erfindung mit besonderem Vorteil aus, da die FL-BL die mit der Umkehrstelle ständig wandernde Biegebeanspruchung auf Dauer unbeschadet mitmachen kann, so daß sie die Bewegung des Führungskörpers nicht behindert. Die FL-BL kann wegen ihrer guten Stabilität sogar die Bewegung des Führungskörpers unterstützen, wenn die Windungen des jeweiligen Wickelbereichs denselben in einer der Bewegungsrichtungen schieben.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Draufsicht auf eine in der Wickelbandkassette nach der Erfindung verwendbare FL-BL.
    • Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II - II in vergrößerter Darstellung.
    • Fig. 3 einen Schnitt durch eine gegenüber Fig. 2 andere Ausführungsform einer FL-BL.
    • Fig. 4 einen Schnitt durch eine Wickelbandkassette nach der Erfindung.
  • Die in Fig. 1 in einer Draufsicht dargestellte FL-BL 1 hat vier flache elektrische Leiter 2 mit rechteckigem Querschnitt. Die FL-BL 1 soll mindestens zwei Leiter haben. Es können aber auch drei oder mehr als vier Leiter sein. Die Leiter 2 liegen gemäß den Fig. 2 und 3 in einer Ebene nebeneinander. Sie sind durch Zwischenräume voneinander getrennt und vollständig in Isoliermaterial eingebettet, das im folgenden als "Isolierung 3" bezeichnet wird.
  • Zur Herstellung einer FL-BL 1 können die Leiter 2 in sogenannter Kaschiertechnik zwischen zwei Folien aus Isoliermaterial eingebracht werden, die unter Einschluß der Leiter 2 beispielsweise durch Wärmezufuhr und unter Anwendung von Druck fest zur Isolierung 3 miteinander verbunden werden. Die Isolierung 3 kann aber auch mittels eines Extruders um die Leiter 2 herumgespritzt werden.
  • Die Leiter 2 sind gemäß Fig. 2 außermittig in der Isolierung 3 angeordnet, so daß sich an deren Flachseiten unterschiedliche Wandstärken für die Isolierung 3 ergeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wandstärke W1 der Isolierung 3 über den Leitern 2 größer als die Wandstärke W2 unter denselben. Die Maße der Wandstärken W 1 und W2 können sich mit Vorteil wie 2 : 1 verhalten. Die FL-BL 1 wird in der Wickelbandkassette nach der Erfindung so eingesetzt, daß sie um die Flachseite mit der kleineren Wandstärke W2 gebogen wird.
  • Der gleiche Sachverhalt gilt für die FL-BL 1 gemäß Fig. 3, bei welcher die Isolierung 3 zwischen den Leitern 2 an ihrer äußeren Oberfläche eingedellt ist.
  • Die FL-BL 1 wird in einer Wickelbandkassette eines Kraftfahrzeugs zur Stromzuführung an bewegliche Teile desselben eingesetzt. Die Wickelbandkassette - im folgenden kurz "Kassette K" genannt - ist in sogenannter Reverse-Technik aufgebaut, bei welcher die FL-BL 1 in einen äußeren und in einen inneren Wickelbereich unterteilt ist und bei jeder Drehung des Lenkrades mit in Umfangsrichtung fortschreitender oder zurückgehender Bewegung auf Biegung beansprucht wird. Ein Schnitt durch eine solche Kassette K ist in Fig. 4 dargestellt:
  • Fig. 4 zeigt schematisch zwei beispielsweise kreisförmig ausgebildete Wände 4 und 5 einer im wesentlichen kreisringförmigen Kassette K. Die Wand 4 soll im dargestellten Ausführungsbeispiel zu einem in der Kassette K drehbaren Rotor gehören, während die Wand 5 Teil eines feststehenden Stators derselben ist. Zur Stromversorgung einer Elektronik 6 aus einer Batterie 7 eines Kraftfahrzeugs ist die FL-BL 1 in der Kassette K 1 in Windungen angeordnet. Die Kassette K hat eine zum Rotor gehörende Endstelle 8 und eine als Festpunkt ausgebildete, zum Stator gehörende Endstelle 9. Die Endstelle 8 ist mit dem Rotor der Kassette K in Richtung des Doppelpfeiles 10 bewegbar.
  • Zwischen den beiden Endstellen 8 und 9 ist die FL-BL 1 - wie schon erwähnt - in Windungen angeordnet, die in einen äußeren Wickelbereich 11 und einen inneren Wickelbereich 12 unterteilt sind. Die beiden Wickelbereiche 11 und 12 sind durch Klammern gekennzeichnet. Sie umfassen in der aus Fig. 4 ersichtlichen Mittelstellung bzw. in der Montageposition der Kassette K jeweils zwei bis drei Windungen. In den beiden Wickelbereichen 11 und 12 haben die Windungen der FL-BL 1 entgegengesetzte Wickelrichtungen. Die Wickelbereiche 11 und 12 sind durch eine etwa U-förmig ausgeführte Umkehrstelle 13 der FL-BL 1 miteinander verbunden. Zwischen den beiden Wickelbereichen 11 und 12 ist bei dieser Kassette K ein ringförmig ausgeführter Führungkörper 14 angebracht, der die FL-BL 1 an der Umkehrstelle 13 durchläßt.
  • Der Führungskörper 14 ist in Umfangsrichtung der Kassette K, also in Richtung des Doppelpfeils 10, leicht beweglich. Er nimmt bei seiner Bewegung die FL-BL 1 bzw. deren Windungen mit, und zwar über ihre Umkehrstelle 13, in welcher die FL-BL 1 um einen relativ kleinen Radius gebogen verläuft. Die FL-BL 1 wird also bei einer Bewegung des Rotors der Kassette K und der damit verbundenen Bewegung des Führungskörpers 14 an ihrer gebogenen Umkehrstelle 13 mitgenommen, wodurch die Umkehrstelle 13 im Verlauf der FL-BL 1 bzw. der Windungen derselben ständig vor und zurück wandert. Die FL-BL 1 ist in der Kassette K so angebracht, daß die dünnere Flachseite ihrer Isolierung 3 dem Führungskörper 14 zugewandt ist. Sie liegt also auch an der Umkehrstelle 13 "innen" und kann so die ständig wandernde Biegebeanspruchung auf Dauer unbeschadet mitmachen.

Claims (1)

  1. Wickelbandkassette zur Stromzuführung an bewegliche Teile eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem Stator und einem um eine mit dem Stator gemeinsame Achse drehbaren Rotor, zwischen denen eine in Windungen verlaufende, als Flachleiter-Bandleitung (1) ausgebildete elektrische Leitung angeordnet ist, die mindestens zwei in Isoliermaterial eingebettete und mit Abstand parallel zueinander verlaufende flache elektrische Leiter (2) hat, bei welcher sowohl der Stator als auch der Rotor eine mit der Flachleiter-Bandleitung (1) verbundene Endstelle (8,9) zum Anschluß weiterführender Leitungen trägt, bei welcher die in Windungen verlaufende Flachleiter-Bandleitung (1) in einen äußeren Wickelbereich (11) und einen inneren Wickelbereich (12) unterteilt ist, die entgegengesetzte Wickelrichtungen haben und durch einen Umkehrstelle (13) miteinander verbunden sind, und bei welcher zwischen den beiden Wickelbereichen (11,12) ein ringförmiger Führungskörper (14) angeordnet ist, der die Flachleiter-Bandleitung (1) an der Umkehrstelle (13) durchläßt,
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Wandstärke des Isoliermaterials (3), in welches die Leiter (2) der Flachleiter-Bandleitung (1) eingebettet sind, auf der einen Flachseite der Leiter kleiner als auf der gegenüber liegenden Flachseite ist und
    - daß die Flachleiter-Bandleitung (1) so in der Wickelbandkassette (K) angeordnet ist, daß ihre Flachseite mit der kleineren Wandstärke des Isoliermaterials in beiden Wickelbereichen (11,12) dem Führungskörper (14) zugewandt ist.
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