EP2580764A1 - Verfahren zum herstellen eines kabels sowie ein solches kabel - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines kabels sowie ein solches kabel

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Publication number
EP2580764A1
EP2580764A1 EP11728208.7A EP11728208A EP2580764A1 EP 2580764 A1 EP2580764 A1 EP 2580764A1 EP 11728208 A EP11728208 A EP 11728208A EP 2580764 A1 EP2580764 A1 EP 2580764A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cable
layers
conductor
insulating material
mold
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11728208.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Wenzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apple Inc
Original Assignee
Apple Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Apple Inc filed Critical Apple Inc
Publication of EP2580764A1 publication Critical patent/EP2580764A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/18—Applying discontinuous insulation, e.g. discs, beads
    • H01B13/20—Applying discontinuous insulation, e.g. discs, beads for concentric or coaxial cables
    • H01B13/208—Applying discontinuous insulation, e.g. discs, beads for concentric or coaxial cables by mechanically removing parts of a continuous insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/14—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for joining or terminating cables
    • H02G1/145—Moulds

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cable and such a cable.
  • Such cables are typically comparatively thin cables having an outer diameter preferably in the range of one to a few millimeters (e.g., 1.5 mm to 3.5 mm) having an internal electrical conductor and an insulation (cable sheath) surrounding the conductor.
  • the conductor is for example a wire, stranded wire, or a stranded individual strand and preferably already has a conductor insulation.
  • the cable preferably has a plurality of such conductors.
  • Such cables are usually produced in the extrusion process.
  • Such an extrusion process makes certain demands on the insulating material used, so that not all materials are suitable for extrusion.
  • the invention has for its object to provide an alternative manufacturing process, as well as a cable manufactured thereafter.
  • Claim 1 and by a cable having the features of claim 23.
  • the conductor is first inserted between layers of an insulating material, and that subsequently - if necessary - laterally projecting insulating material is cut off if necessary and the layers of the insulating material to each other
  • an insulation of a cable sheath with each other in particular materially connected is a tool shape used, in which the conductor is inserted together with the layers of insulating material.
  • the tool mold is preferably a mold with two halves, between which the conductor is inserted with the layers and pressed.
  • material connection is understood in particular to mean a fusion or crosslinking of the material at the boundary layer of the two layers, so that in the original region of the boundary layer a homogeneous
  • Material structure exists without separating layers.
  • the material of the two layers is in particular identical, so that by materially connecting the
  • the tool mold comprises a recess into which the conductor is inserted, so that the course of the cable is defined by the depression.
  • a recess is in both tool halves
  • the mold is preferably designed such that during
  • Compress immediately the desired separation of the protruding insulating material takes place.
  • the tool shape along a desired cutting line, in particular along the depression, with a separation or
  • Cutting device in particular a cutting or cutting edge equipped.
  • an elastically or plastically deformable starting material is used, which by treatment, for example thermally or by a chemical reaction, together to form the insulation material, for example, by
  • a thermoplastic such as PP or PE is used as the material, which is preferably crosslinkable.
  • a rubbery material in particular a silicone rubber is used.
  • the material connection takes place in particular by a crosslinking reaction (curing). This is preferably thermally activated and in particular within the mold. Alternatively it can also be provided to carry out the curing outside of the mold.
  • the crosslinkable starting material is preferably one One-component system, therefore, no material mixtures are required to start the crosslinking reaction.
  • the cable produced by this method is usually an elongated, in particular branched cable, in which the cable length is a multiple of the cable diameter, preferably more than 200 times.
  • Branched cables are partially manufactured in injection molding processes by placing a prefabricated conductor bundle into a corresponding one
  • Injection mold or other mold is inserted and then the insulating material of the cable sheath is poured or injected into the tool mold.
  • the insulating material of the cable sheath is poured or injected into the tool mold.
  • elongated cable is such a method by casting or injection molding but not or only with great effort possible. At least a plurality of pouring / injection points are required. However, this is not desirable for design reasons.
  • Tool mold introduced the surface of the insulating material influencing element.
  • This element may be a powder material, e.g. Mica.
  • the individual layers are preformed according to the desired cable design.
  • the layers therefore already have a desired negative shape and are designed in the manner of shell halves, wherein the two shell halves connect to the tubular structure of the desired cable sheath in the further course of the process.
  • the preformed layers or shells usually have a thickness in the mm range. In this respect, therefore, these are preformed, structured or embossed films, preferably of a thermoplastic material.
  • the cable is provided that the material thickness of the insulation and thus of the cable sheath over the length of the cable varies and assumes different thicknesses and / or different cross-sectional shapes.
  • this batch process compared to a continuous extrusion process, namely that over the cable length varying configurations of the cable sheath are readily possible, which differ in terms of cross-sectional area and / or material thickness.
  • the preformed layers already show these variations over the length of the cable, that is to say they have varying thicknesses.
  • at least to one end side is preferably provided to all end sides of the cable, a change in shape, in particular a thickening.
  • the cable is preferably a cable with a branched structure, for example in the manner of a cable harness with a plurality of cable ends.
  • the cable bifurcates and expediently forms a Y-structure.
  • the cable is in this case used in particular for a headset, in particular with stud earrings, as it is used for many especially portable small electrical appliances such as mobile phones, MP3 players, or other mobile playback devices. Especially with these devices, design aspects are very important.
  • Branching point a particular U-shaped separating element is inserted for separating the conductor.
  • the conductors are fastened and tensioned at their end points when they are inserted into the tool mold. Due to the U-shaped separating element, the particular advantage is achieved that the two branched conductors can be defined and guided very close to one another.
  • the two conductors are continued at least substantially in parallel at a small distance of, for example, a few millimeters. As a result, the necessary width for the layers (preformed films) is kept as low as possible, so that the material waste is kept low during manufacture.
  • a structured embossing or shaping roller is provided, via which a continuous film in particular is continuously guided and thereby brought into the desired preformed embossing.
  • the embossing roller is preferably already supplied with a film having a film thickness varying over the length of the roller, so that overall the smallest possible degree of deformation of the film itself is required. This can be high
  • the cable longitudinal direction extends longitudinally of the roller, i. the embossed structure for producing the preformed film is not impressed in the circumferential direction of the roller but in the longitudinal direction thereof.
  • the length of the roller therefore corresponds at least to the length of the desired cable (for example in the range of 1 to 2 m).
  • the invention relates in particular to the production of a particular branched cable with an insulation of two material together by means of a mold in a discontinuous process associated insulating layers.
  • the particular advantage of this discontinuous method is the fact that many design degrees of freedom for the design of the cable allows and the cable can be freely designed in a wide range, especially with over the length of the cable varying wall thicknesses of the insulation. Also, the material is freely selectable within wide limits, which is also special among design aspects is advantageous. It is therefore made possible by this method, the production of a cable with special design effects.
  • the cable is a cable for electrical or electronic equipment in which the cable is visible.
  • it is intended for electric and in particular mobile playback devices (picture / sound) and in particular designed as a headphone cable.
  • the method described here can in principle be transferred to all other cables in which a special cable design is desired. Further applications are therefore, for example, the supply cables of household electrical appliances that impose a special design claim.
  • Fig. L to 5 show in a schematic, simplified perspective
  • FIG. 3 shows a branched headphone cable in a schematic plan view
  • FIG. 7 shows in a greatly simplified manner a pre-structured foil / layer
  • Fig. 8 shows in a highly simplified schematic perspective
  • Fig. 9 shows greatly simplified around a separator guided around ladder.
  • Figures 1 to 5 show an example of the production of a cable.
  • Fig. 1 shows a bottom plate 7 of a mold.
  • the lower plate 7 has cutting edges 13 and a recesses 9.
  • the depressions 9 has a branch 11.
  • a layer 3 of insulating material In the lower plate 7, a layer 3 of insulating material, the so-called
  • This layer 3 may be sheet-shaped or e.g. be preformed in the cross-section half-round.
  • FIG. 2 shows how the conductor 1 is inserted into the lower plate 7 designed with insulating material 3.
  • the conductor 1 may be a simple wire or made of stranded wires.
  • the conductor 1 is by means of suitable devices 17 tightened and can also be biased. It can also be another coaxial cable inserted.
  • FIG. 3 like the so-called cover layer, shows a further layer 5
  • Insulating material is placed on the conductor 1 and the base layer.
  • the cover layer can be made of the same material as the base layer, or of another material.
  • This layer 5 may be sheet-shaped or e.g. in the
  • Cross-section preformed semi-circular It is also possible to insert additional layers, e.g. for shielding the cables or as protection against environmental influences. It is also possible to introduce various additives, e.g. for a better one
  • Figure 4 shows the closing of the mold by placing a top plate 15.
  • the top plate 15 may also have recesses for the conductor 1.
  • bottom and top plate 7, 15 can also be one-piece, e.g. be formed with a hinge.
  • Lower and upper plates 7, 15 are pressed against each other and preferably heated. By pressing together the lower and upper plates 7, 15, the over the conductor 1 in all directions protruding insulating material 3, 5 is separated.
  • the heating leads to a material connection of the layers 3, 5 of the insulating material by e.g. Merge and / or crosslink.
  • Figure 5 shows the opening of the mold 7, 15, the removal of the remaining material sections 3a, 3b, 3c and the "finished" cable.
  • Manufacturing process is placed on the lower plate 7 a layer (layer 3) of the insulating material, similar to a dough layer during baking.
  • stranded cores 1 are clamped in the mold and then covered in another with a cover layer 5 (second layer) of the insulating material.
  • cover layer 5 second layer of the insulating material.
  • the length of the layers 3, 5, 6 corresponds generally to at least the total length of the cable (at least as far as the cable sheath extends), as shown in Fig. 6.
  • the layer 3, 5, 6 at the same time also covers a contact plug 10 which is already end-hinged, for example a jack plug, so that the cable jacket also seamlessly covers this contact plug 10.
  • the contact plug 10 is integrated, the actual headphone speakers are still to be connected in a conventional manner with the conductors 1 and the cable ends.
  • These preformed layers 6 are preferably produced in a continuous production process by means of a structure or embossing roller 12 shown in FIG. 8.
  • the roller 12 has, on its outer surface, as can be seen in Fig. 8, a survey 14 which substantially in
  • the conductors 1 are securely separated, which allows a close and space-saving Aneinenderlegen the conductor 1.
  • the method described here is particularly complex
  • Cable structures with branches 11 and at least three cable ends applied In principle, this method also offers the possibility of producing complex hose structures with branches.
  • a forming core is preferably inserted instead of the conductor, which is removed after the connection of the two layers again.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Processing Of Terminals (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kabels mit einem Leiter und einer diesen umgebenden Isolierung, bei dem a) der Leiter zwischen Lagen eines Isoliermaterials eingelegt wird, b) seitlich des Leiters überstehendes abgeschnitten wird, und c) die Lagen des Isoliermaterials stofflich miteinander verbunden werden. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Kabel mit einem Leiter, der zwischen Lagen eines Isoliermaterials eingelegt ist, wobei seitlich überstehendes Isoliermaterial abgeschnitten ist, und die Lagen des Isoliermaterials stofflich miteinander verbunden sind, sodass der Leiter von einer Isolierung umgeben ist.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Kabels sowie ein solches Kabel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kabels sowie ein solches Kabel.
Derartige Kabel sind üblicherweise vergleichsweise dünne Kabel mit einem Außendurchmesser vorzugsweise im Bereich von einem oder einigen wenigen Millimetern (z.B. 1,5 mm - 3,5 mm), die einen innenliegenden elektrischen Leiter aufweisen sowie eine den Leiter umgebende Isolierung (Kabelmantel). Der Leiter ist beispielsweise ein Draht, Litzendraht, oder eine verseilte Einzellitze und weist vorzugsweise bereits eine Leiterisolierung auf. Das Kabel weist vorzugsweise mehrere derartige Leiter auf.
Insbesondere handelt es sich um bei Gebrauch sichtbare Kabel im Elektronik- und / oder Haushaltsbereich.
Derartige Kabel werden üblicherweise im Extrusionsprozess hergestellt. Ein solcher Extrusionsprozess stellt gewisse Anforderungen an das verwendete Isoliermaterial, so dass nicht alle Materialien für die Extrusion geeignet sind. Auch lassen sich mit dem Extrusionsprozess nur bestimmte Kabelformen ausgestalten, in der Regel nur rotationssymmetrische Ausgestaltungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Herstellungsverfahren, sowie ein danach hergestelltes Kabel anzugeben.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die Merkmale des
Anspruchs 1 sowie durch ein Kabel mit den Merkmalen des Anspruchs 23.
Bevorzugte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass der Leiter zunächst zwischen Lagen eines Isoliermaterials eingelegt wird, und dass anschließend - soweit erforderlich - seitlich überstehendes Isoliermaterial bei Bedarf abgeschnitten wird und die Lagen des Isoliermaterials miteinander zur
Ausbildung einer Isolierung eines Kabelmantels miteinander insbesondere stofflich verbunden werden. Vorzugsweise wird hierzu eine Werkzeugform herangezogen, in die der Leiter zusammen mit den Lagen des Isoliermaterials eingelegt wird. Die Werkzeugform ist vorzugsweise eine Pressform mit zwei Hälften, zwischen denen der Leiter mit den Lagen eingelegt und verpresst wird.
Unter stofflicher Verbindung wird hierbei insbesondere ein Verschmelzen oder Vernetzen des Materials an der Grenzschicht der beiden Lagen verstanden, so dass im ursprünglichen Bereich der Grenzschicht ein homogenes
Materialgefüge vorliegt ohne Trennschichten. Das Material der beiden Lagen ist insbesondere identisch, so dass durch das stoffliche Verbinden das
Materialgefüge im ursprünglichen Bereich der Grenzschicht (zumindest im Inneren des Kabelmantels) ununterscheidbar ist.
Vorzugsweise umfasst die Werkzeugform eine Vertiefung, in die der Leiter eingelegt wird, so dass durch die Vertiefung der Verlauf des Kabels definiert wird. Vorzugsweise ist in beiden Werkzeughälften eine Vertiefung
(symmetrisch) vorgesehen.
Die Werkzeugform ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass beim
Zusammenpressen sogleich das gewünschte Abtrennen des überstehenden Isoliermaterials erfolgt. Dafür ist die Werkzeugform entlang einer gewünschten Schnittlinie, insbesondere entlang der Vertiefung, mit einer Trenn- oder
Schneideinrichtung, insbesondere einer Trenn- oder Schneidkante ausgestattet.
Als Material für die Lagen des Isoliermaterials wird insbesondere ein elastisch oder plastisch verformbares Ausgangsmaterial herangezogen, welches sich durch Behandlung, beispielsweise thermisch oder auch durch eine chemische Reaktion, miteinander zur Ausbildung der Isolierung stofflich beispielsweise durch
Verschmelzen oder Vernetzen verbinden lässt. Bevorzugt wird als Material ein Thermoplast wie beispielsweise PP oder PE verwendet, der vorzugsweise vernetzbar ist. Alternativ wird ein kautschukartiges Material, insbesondere ein Siliconkautschuk herangezogen. Das stoffliche Verbinden erfolgt insbesondere durch eine Vernetzungsreaktion (Aushärten). Dies erfolgt vorzugsweise thermisch aktiviert und insbesondere innerhalb der Werkzeugform. Alternativ kann auch vorgesehen sein, das Aushärten außerhalb der Werkzeugform vorzunehmen. Das vernetzbare Ausgangsmaterial ist dabei vorzugsweise ein Einkomponenten-System, es sind daher keine Materialvermischungen zum Starten der Vernetzungsreaktion erforderlich.
Bei dem mit diesem Verfahren hergestellten Kabel handelt es sich üblicherweise um ein langgestrecktes, insbesondere verzweigtes Kabel, bei dem die Kabellänge ein Vielfaches des Kabeldurchmessers beträgt, bevorzugt mehr als das 200- fache. Verzweigte Kabel werden teilweise in Spritzguss-Prozessen gefertigt, indem ein vorkonfektioniertes Leiterbündel in eine entsprechende
Spritzgussform oder anderweitige Gießform eingelegt wird und anschließend das Isoliermaterial des Kabelmantels in die Werkzeugform eingegossen oder eingespritzt wird. Bei dem hier in Rede stehenden sehr dünnen und
langgestreckten Kabel ist ein derartiges Herstellverfahren mittels Gießen oder Spritzgießen jedoch nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich. Zumindest sind eine Vielzahl von Gieß-/ Anspritzpunkten erforderlich. Dies ist jedoch aus Designaspekten nicht gewünscht.
Zur leichteren Entformung und / oder zur Erzeugung einer speziellen
Oberflächen- und Design-Struktur wird in bevorzugter Variante in die
Werkzeugform ein die Oberfläche des Isoliermaterials beeinflussendes Element eingebracht. Dieses Element kann ein Pulvermaterial sein, wie z.B. Glimmer.
Um ein möglichst effizientes Herstellverfahren mit möglichst geringem
Materialausschuss zu ermöglichen ist in einer zweckdienlichen Weiterbildung vorgesehen, dass die einzelnen Lagen, zumindest eine Lage, entsprechend dem gewünschten Kabeldesign vorgeformt sind. Die Lagen weisen daher bereits eine gewünschte Negativform auf und sind nach Art von Schalenhälften ausgebildet, wobei sich die beiden Schalenhälften zu der schlauchartigen Struktur des gewünschten Kabelmantels im weiteren Verlauf des Prozesses verbinden.
Zwischen die beiden jeweiligen "Schalenhälften" werden die Leiter eingelegt. Die vorgeformten Lagen oder Schalen weisen dabei üblicherweise eine Dicke im mm- Bereich auf. Es handelt sich hierbei also insoweit um vorgeformte, strukturierte oder geprägte Folien, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material.
Allgemein ist beim Kabel vorgesehen, dass die Materialstärke der Isolierung und damit des Kabelmantels über die Länge des Kabels variiert und unterschiedliche Dicken und / oder unterschiedliche Querschnittsformen annimmt. Hierin liegt ein besonderer Vorteil dieses diskontinuierlichen Verfahrens im Vergleich zu einem kontinuierlichen Extrusionsprozess, dass nämlich über die Kabellänge variierende Gestaltungen des Kabelmantels ohne Weiteres ermöglicht sind, die sich im Hinblick auf Querschnittsfläche und / oder Materialdicke unterscheiden.
Zweckdienlicherweise ist vorgesehen, dass bereits die vorgeformten Lagen diese Variationen über die Länge des Kabels zeigen, also variierende Dicken aufweisen. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass zumindest zu einer Endseite vorzugsweise zu allen Endseiten des Kabels eine Formänderung, insbesondere eine Verdickung vorgesehen ist.
Bei dem Kabel handelt es sich vorzugsweise um ein Kabel mit einer verzweigten Struktur beispielsweise nach Art eines Kabelbaums mit mehreren Kabelenden. Insbesondere gabelt sich das Kabel auf und bildet zweckdienlicherweise eine Y- Struktur aus. Das Kabel wird hierbei insbesondere für einen Kopfhörer, insbesondere mit Ohrstecker herangezogen, wie er für viele insbesondere tragbare elektrische Kleingeräte wie Mobiltelefon, MP3-Player, oder sonstige mobile Abspielgeräte verwendet wird. Speziell bei diesen Geräten haben Design- Aspekte ein hohes Gewicht. Durch das hier beschriebene spezielle
Herstellungsverfahren für ein derartiges Kabel, insbesondere Kopfhörer-Kabel, mit verzweigter Struktur, besteht die Möglichkeit, ein derartiges Kopfhörer- Kabel wie aus "einem Guß" mit einem hohen ansprechenden Design zu erstellen.
Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist vorgesehen, dass im
Verzweigungspunkt ein insbesondere U-förmiges Trennelement zum Trennen der Leiter eingelegt wird. Zweckdienlicherweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Leiter beim Einlegen in die Werkzeugform an ihren Endpunkten befestigt und gespannt werden. Durch das U-förmige Trennelement wird der besondere Vorteil erzielt, dass die beiden verzweigten Leiter definiert und sehr eng beieinander geführt werden können. Vorzugweise ist vorgesehen, dass die beiden Leiter zumindest weitgehend parallel in einem geringen Abstand von beispielsweise wenigen Millimetern weitergeführt werden. Hierdurch wird die notwendige Breite für die Lagen (vorgeformte Folien) möglichst gering gehalten, so dass der Materialausschuss beim Herstellen gering gehalten ist. Um die vorgeformten Lagen möglichst kostengünstig und in einem einfachen Verfahren herstellen zu können ist eine strukturierte Präge- oder Formwalze vorgesehen, über die eine insbesondere Endlos-Folie kontinuierlich geführt und dabei in die gewünschte vorgeformte Prägung gebracht wird. Der Prägewalze wird hierbei vorzugweise bereits eine Folie mit über die Länge der Walze variierende Foliendicke zugeführt, so dass insgesamt ein möglichst geringer Umformgrad der Folie selbst erforderlich ist. Dadurch können hohe
Prozessgeschwindigkeiten eingestellt werden. Zweckdienlicherweise verläuft die Kabellängsrichtung in Längsrichtung der Walze, d.h. die Prägestruktur zur Erzeugung der vorgeformten Folie ist nicht in Umfangsrichtung der Walze sondern in deren Längsrichtung auf dieser aufgeprägt. Die Länge der Walze entspricht daher zumindest der Länge des gewünschten Kabels (beispielsweise im Bereich von l bis 2 m).
Im Sinne eines möglichst einheitlichen und kompakten Designs "aus einem Guß" ist weiterhin vorgesehen, dass endseitig an den Leitern bereits ein elektrisches Funktionselement, insbesondere Kontaktstecker, im Falle eines Kopfhörers beispielsweise ein Klinkenstecker, angeschlagen bzw. angeschlossen ist, welcher bei der Ausbildung des Kabelmantels von den beiden Lagen Isoliermaterial umgeben wird. Der Kabelmantel geht daher ansatzlos und homogen in den Isoliermantel des elektrischen Funktionselements über. Prinzipiell besteht die Möglichkeit, an allen Enden bereits die gewünschten erforderlichen elektrischen Funktionselemente anzuschlagen, im Falle eines Kopfhörers wären dies daher die entsprechenden Lautsprecher- Einheiten. Zugleich wird hierdurch der Vorteil einer zuverlässigen Abdichtung zwischen dem eigentlichen Kabel und dem daran angeschlossenen Funktionselement erreicht. Zusammenfassend betrifft die Erfindung daher insbesondere das Herstellen eines insbesondere verzweigten Kabels mit einer Isolierung aus zwei stofflichen miteinander mittels einer Pressform im Rahmen eines diskontinuierlichen Verfahrens verbundenen Isolierlagen.
Der besondere Vorteil dieses diskontinuierlichen Verfahrens ist darin zu sehen, dass viele Designfreiheitsgrade für die Gestaltung des Kabels ermöglicht und das Kabel in weiten Bereichen frei gestaltet werden kann, insbesondere mit über die Länge des Kabels variierenden Wanddicken der Isolierung. Auch ist das Material in weiten Grenzen freiwählbar, was unter Designaspekten ebenfalls besonders vorteilhaft ist. Es wird daher durch dieses Verfahren die Herstellung eines Kabels mit speziellen Designeffekten ermöglicht.
Das Kabel ist insbesondere ein Kabel für elektrische oder elektronische Geräte, bei denen das Kabel sichtbar ist. Vorzugsweise ist es für elektrische und insbesondere mobile Abspielgeräte (Bild / Ton) vorgesehen und insbesondere als ein Kopfhörer- Kabel ausgebildet. Die hier beschriebene Methode lässt sich prinzipiell jedoch auf alle anderen Kabel übertragen, bei denen ein spezielles Kabeldesign gewünscht ist. Weitere Einsatzgebiete sind daher beispielsweise die Versorgungskabel von elektrischen Haushaltsgeräten, die einen besonderen Designanspruch erheben.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Die Figuren mit den darin enthaltenen Erläuterungen sind selbsterklärend.
Fig. l bis 5 zeigen dabei in schematischen, vereinfachten perspektivischen
Darstellungen einzelne Schritte des Verfahrens in einer einfachen Ausführungsvariante, wobei Fig. 3 ein verzweigtes Kopfhörer- Kabel in einer schematischen Aufsicht-Darstellung zeigt,
Fig. 7 zeigt stark vereinfacht eine vorstrukturierte Folie/Lage,
Fig. 8 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen perspektivischen
Darstellung eine Prägewalze zur Ausbildung der in Fig. 7 dargestellten vorgeformten Folie/ Lage und
Fig. 9 zeigt stark vereinfacht um ein Trennelement herumgeführte Leiter.
Figuren ι bis 5 zeigen beispielhaft die Herstellung eines Kabels. Fig. 1 zeigt eine Unterplatte 7 einer Werkzeugform. Die Unterplatte 7 weist Schneidkanten 13 und eine Vertiefungen 9 auf. Die Vertiefungen 9 weist eine Verzweigung 11 auf. In die Unterplatte 7 wird eine Lage 3 aus Isoliermaterial, die sogenannte
Grundschicht, eingelegt. Diese Lage 3 kann blattförmig oder z.B. im Querschnitt halbrund vorgeformt sein.
Figur 2 zeigt, wie der Leiter 1 in die mit Isoliermaterial 3 ausgelegte Unterplatte 7 eingelegt wird. Der Leiter 1 kann ein einfacher Draht sein oder aus verseilten Adern bestehen. Der Leiter 1 wird mithilfe von geeigneten Vorrichtungen 17 festgespannt und kann auch vorgespannt werden. Es kann auch ein weiterer Draht koaxial eingelegt werden.
Figur 3 zeigt, wie die sogenannte Deckschicht, eine weitere Lage 5 aus
Isoliermaterial, auf den Leiter 1 und die Grundschicht aufgelegt wird. Die Deckschicht kann aus demselben Material wie die Grundschicht bestehen, oder aus einem anderen Material. Diese Lage 5 kann blattförmig oder z.B. im
Querschnitt halbrund vorgeformt sein. Möglich ist auch das Einlegen weiterer Lagen, z.B. zur Abschirmung der Kabel oder als Schutz gegen Umwelteinflüsse. Möglich ist auch das Einbringen diverser Zusätze, z.B. für ein besseres
Entformen oder zum Erzeugen bestimmter Oberflächen(effekte).
Figur 4 zeigt das Schließen der Werkzeugform durch Auflegen einer Oberplatte 15. Die Oberplatte 15 kann ebenfalls Vertiefungen für den Leiter 1 aufweisen. Unter- und Oberplatte 7, 15 können aber auch einteilig, z.B. mit einem Scharnier ausgebildet sein. Unter- und Oberplatte 7, 15 werden aufeinander gepresst und vorzugsweise beheizt. Durch das Aufeinanderpressen von Unter- und Oberplatte 7, 15 wird das über den Leiter 1 in alle Richtungen überstehende Isoliermaterial 3, 5 abgetrennt. Das Beheizen führt zu einer stofflichen Verbindung der Lagen 3, 5 des Isoliermaterials durch z.B. Verschmelzen und/oder Vernetzen.
Figur 5 zeigt das Öffnen der Werkzeugform 7, 15, das Entnehmen der übrig gebliebenen Materialabschnitte 3a, 3b, 3c und der„fertigen" Kabels.
Zum Herstellen eines Kabels gemäß Figuren 1 - 5 werden also eine Unter- und eine Oberplatte 7, 15 (mit der eingearbeiteten Form) benötigt. Beim
Fertigungsprozess wird auf die Unterplatte 7 eine Schicht (Lage 3) aus dem Isoliermaterial, ähnlich einer Teigschicht beim Backen, aufgelegt. Im zweiten Schritt werden die beispielsweise verseilten Adern 1 (Leiter mit Leiterisolierung) in die Form eingespannt und dann in einem weiteren mit einer Deckschicht 5 (zweite Lage) des Isoliermaterials abgedeckt. Beim Schließen der Form mit der Oberplatte 15 wird das überschüssige Isoliermaterial 3a, 3b, 3c abgeschnitten und das verbleibende Material in die gewünschte Form gepresst. Zum Aushärten des Produkts wird die Form aufgeheizt, um den Vernetzungsprozess
abzuschließen. Alternativ zu der Verwendung von glatten, ebenen Lagen (Grundschicht 3, Deckschicht 5) aus dem Isoliermaterial (insbesondere thermoplastisches Material) werden vorgeformte, strukturierte Lagen 6 genommen, die nach Art von insbesondere Halbschalen zusammengefügt werden. Ein Beispiel hierfür ist in der Fig. 7 dargestellt. Diese vorgeformte Lage 6 weist hierbei insbesondere Materialverdickungen 8 in den Endbereichen und/oder in Knotenpunkten bei Verzweigungsstellen 11 auf. Auf diese Weise kann sowohl die Materialstärke, als auch der Querschnitt des Kabels (rund, flach usw.) variiert werden.
Die Länge der Lagen 3, 5, 6 entspricht allgemein zumindest der Gesamtlänge des Kabels (zumindest soweit der Kabelmantel verläuft), wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Vorzugsweise überdeckt die Lage 3, 5, 6 zugleich auch einen bereits endseitig angeschlagenen Kontaktstecker 10, beispielsweise einen Klinkenstecker, so dass der Kabelmantel nahtlos auch diesen Kontaktstecker 10 überdeckt. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Kopfhörer- Kabel ist lediglich der Kontaktstecker 10 mit integriert, die eigentlichen Kopfhörer- Lautsprecher sind noch in herkömmlicher Weise mit den Leitern 1 und den Kabelenden zu verbinden.
Diese vorgeformten Lagen 6 werden vorzugweise in einem kontinuierlichen Herstellungsprozess mit Hilfe einer in der Fig. 8 dargestellten Struktur- oder Prägewalze 12 hergestellt. Die Walze 12 weist auf ihrer Außenfläche, wie in der Fig. 8 zu erkennen ist, eine Erhebung 14 auf, die im Wesentlichen in
Längsrichtung der Walzenlängsachse verläuft und die gewünschte Kabel- Struktur, insbesondere eine verzweigte Struktur abbildet. Über den Umfang der Walze 12 verteilt sind hierbei vorzugsweise mehrere derartige Erhebungen bzw. Strukturen 14 ausgebildet.
Beim Einlegen der Leiter 1 in die Form wird vorzugsweise an dem
Verzweigungspunkt 11 ein insbesondere U-förmiges Trennelement 16 eingelegt und die einzelnen Leiter 1 werden um dieses Trennelement 16 herum entlang geführt, wie dies stark vereinfacht in Fig. 9 dargestellt ist. Durch das
Trennelement 16 werden die Leiter 1 sicher getrennt, was ein nahes und raumsparendes Aneinenderlegen der Leiter 1 ermöglicht.
Das hier beschriebene Verfahren wird insbesondere bei komplexen
Kabelstrukturen mit Abzweigungen 11 und mindestens drei Kabelenden angewandt. Grundsätzlich besteht mit diesem Verfahren auch die Möglichkeit der Herstellung von komplexen Schlauchstrukturen mit Abzweigungen. In diesem Fall wird an Stelle der Leiter vorzugsweise ein Formgebungskern eingelegt, der nach erfolgter Verbindung der beiden Lagen wieder entfernt wird.

Claims

Ansprüche
Verfahren zum Herstellen eines Kabels mit einem Leiter (l) und einer diesen umgebenden Isolierung, bei dem
a. der Leiter (l) zwischen Lagen eines Isoliermaterials (3, 5) eingeleg wird,
b. seitlich des Leiters (1) überstehendes Isoliermaterial (3, 5)
abgeschnitten wird, und
c. die Lagen des Isoliermaterials (3, 5) stofflich miteinander
verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Leiter (1) zusammen mit den Lagen des Isoliermaterials (3, 5) in eine Werkzeugform (7, 15) eingelegt wird und zumindest einer, vorzugsweise beide der Verfahrensschritte b, c in/mit der Werkzeugform (7, 15) ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Lagen des Isoliermaterials (3, 5) durch einen Schmelz- oder Vernetzungsprozess miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Vernetzungsprozess der Lagen (3, 5) zumindest teilweise nach der Entnahme aus der Werkzeugform (7, 15) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Werkzeugform (7, 15) eine dem gewünschten Verlauf des Kabels entsprechende Vertiefung (9) aufweist, die insbesondere auch
Verzweigungen (11) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Werkzeugform (7, 15) eine zweiteilige Pressform ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Werkzeugform (7, 15) entlang einer gewünschten Schnittlinie, insbesondere entlang der Vertiefung (9), eine Trenn- oder
Schneideinrichtung (13), insbesondere eine Trenn- oder Schneidkante aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die stoffliche Verbindung durch thermische Behandlung erfolgt, insbesondere wird die Werkzeugform (7, 15) erhitzt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Material für die Lagen (3, 5) ein vernetzbares Ausgangsmaterial verwendet wird und der Vernetzungsprozess durch eine insbesondere thermisch aktivierte Vernetzung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Material der Lagen (3, 5) im Ausgangszustand plastisch oder elastisch verformbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Material der Lagen (3, 5) wahlweise ein Thermoplast wie PP oder PE und/oder ein Elastomer, wie Silikonkautschuk ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kabellänge ein Vielfaches des Kabeldurchmessers beträgt, insbesondere mehr als das 200-fache vorzugsweise mehr als das 500 oder 1000- fache.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in die Werkzeugform (7, 15) ein die Oberfläche des Isoliermaterials (3, 5) beeinflussendes Element, insbesondere pulverartiges Material wie Glimmer eingebracht wird und/oder ein das Entformungsverhalten verbesserndes Element.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Lagen (3, 5) entsprechend dem gewünschten Kabeldesign bereits vorgeformt sind (Negativ-Form (6), vorgeformte Folien). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Materialstärke der Lage (3, 5) über die Länge des Leiters (1) variiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest zu einer Endseite des Kabels dieses eine Formänderung, insbesondere eine Verdickung (8) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kabel eine verzweigte Struktur (11) aufweist und sich insbesondere aufgabelt (Y- Struktur).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Verzweigungspunkt ein insbesondere U-förmiges Trennelement (16) zum Trennen der Leiter (1) eingelegt wird und die Leiter (1) vorzugsweise gespannt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leiter (1) nach dem Verzweigungspunkt zumindest im Wesentlichen parallel verlaufen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Lagen (3, 5) mit Hilfe einer insbesondere strukturierten (Präge-) Walze (12) hergestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der vorgesehene Leiterverlauf in der vorgeformten Lage (6) zumindest in etwa entlang der Walzenachse verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem endseitig des Kabels ein elektrisches Funktionselement, wie ein Kontaktelement, insbesondere ein Kontaktstecker (10) vorgesehen ist, wobei dieses ebenfalls zwischen die Lagen (3, 5, 6) eingelegt wird, so dass diese übergangsfrei auch die Ummantelung des Kontaktelements bilden.
Kabel umfassend einen Leiter (1), der zwischen Lagen eines
Isoliermaterials (3, 5) eingelegt ist, wobei seitlich des Leiters (1) überstehendes Isoliermaterial (3, 5) abgeschnitten ist, und die Lagen des Isoliermaterials (3, 5) stofflich miteinander verbunden sind, sodass der Leiter (1) von einer Isolierung umgeben ist.
Kabel nach Anspruch 23, bei dem die Materialstärke der Lage (3, 5) über die Länge des Leiters (1) variiert.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine verzweigte Struktur (11) aufweist, und sich insbesondere aufgabelt (Y-Struktur).
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