EP3103121A1 - Elektrische leitung sowie verfahren zur herstellung eines elektrischen leitungsbündels - Google Patents

Elektrische leitung sowie verfahren zur herstellung eines elektrischen leitungsbündels

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EP3103121A1
EP3103121A1 EP15707289.3A EP15707289A EP3103121A1 EP 3103121 A1 EP3103121 A1 EP 3103121A1 EP 15707289 A EP15707289 A EP 15707289A EP 3103121 A1 EP3103121 A1 EP 3103121A1
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EP
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adhesive
adhesive layer
insulation
individual
electrical line
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EP15707289.3A
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Marco Preuss
Wolfgang Langhoff
Julian Hiemer
Wolfgang Hauschild
Christian Ernst
Stefan Krug
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Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Leoni Kabel GmbH
Original Assignee
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Leoni Kabel Holding GmbH
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Publication date
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    • H01B13/0023—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for welding together plastic insulated wires side-by-side

Definitions

  • the invention relates to an electrical line, comprising a wire bundle of at least two individual wires, each having a conductor surrounded by an insulation, wherein the individual wires are glued together in the assembled state and a method for producing such an electrical wire bundle.
  • US Pat. No. 5,734,126 B discloses such a conduit.
  • the cable serves as a data line for a high-frequency data transmission.
  • the two wires are connected to each other via a web.
  • the two wires are provided at their contact line with an adhesive.
  • the third variant is still the direct connection of the insulation of the two wires provided by a heat treatment.
  • the pair of wires is stranded together and usually surrounded by a shield if necessary and in addition by a jacket.
  • US 5 334 271 B also deals with twisted wire pairs for high-frequency data transmission.
  • the individual wires are first fixed parallel to each other.
  • the individual cores each have an ePTFE sheath over which the individual cores are sintered together.
  • the core insulation is wrapped by an adhesive tape. After the parallel running fixation the wire pair is twisted. The connection between the individual wires is thereby canceled.
  • sheathed cables are used, for example as Power or as data lines.
  • a sheathed cable usually several individual cores are embedded in a common cable sheath.
  • the single cores themselves are isolated conductors.
  • the conductor consists for example of a solid conductor wire or a stranded conductor. This conductor is surrounded by a conventional insulation such as PVC, PP, etc.
  • the additional externally mounted cable sheath usually serves as a protective sheath against external influences, for example as a mechanical, chemical or even UV protection. Another function of the cable sheath is the cohesion of the wires to allow easy installation.
  • the cable sheath also serves in particular to maintain the special geometric arrangement of the individual wires. These are usually stranded together on data lines, and have a defined lay length. In addition, a defined distance of the individual wires can be set via the cable sheath in which the individual cores are embedded.
  • smaller lines for example, from DE 35 87 183 T2 refer to a method in which stranded metal conductors are coated with a lacquer which cures by UV irradiation. Further insulating coating layers are applied and hardened in the manner of a paint. Paint insulated wires are commonly used for coil windings, etc.
  • the cable sheath is conventionally applied to the cable bundle by an extrusion method, so that the cable sheath immediately encloses the cable bundle and, for example, also penetrates into intermeshing areas between the individual cores, whereby the relative position of the individual cores and their geometrical distances are fixed to one another.
  • DE 1 704 154 A1 glue these together with stranding elements or to hold them together by means of strips. This serves in particular to avoid the so-called stranding, in particular at locations where a change of direction is made.
  • a hot melt, quick-setting binder is sprayed onto the elements to be stranded and thus glued together.
  • DE 1 704 154 A1 it is proposed in DE 1 704 154 A1 to weld the insulation of the individual wires together, in particular before and after reversal points in the stranding.
  • the present invention seeks to provide an electrical line with low space requirements, which is easy to manufacture. Furthermore, the invention has for its object to provide a method for producing such an electrical line.
  • an electrical line with the features of claim 1.
  • this comprises a cable bundle comprising at least two individual wires, each of which has a conductor surrounded by an insulation.
  • an adhesive layer is applied, via which the two individual cores are glued together or glued to a support.
  • the adhesive layer consists of an adhesive applied directly to the insulation of the single wire (adhesive), which is designed as an activatable and curable adhesive, which becomes tacky and / or hardens only after activation.
  • the electrical line is free of a cable sheath, that is, the cable bundle is not embedded in an insulating jacket.
  • the line is also free of other fixing elements, such as a banding.
  • This embodiment is based on the idea to dispense with the geometrical fixation of the individual wires to a surrounding cable sheath or banding, but at the same time the function of such a cable sheath as a geometric fixing form in that the individual cores are initially provided with a tacky coating and are then connected and glued together so that they are completely irreversibly glued together.
  • a fixation on a carrier is made possible simultaneously or alternatively, so that, if necessary, no further fixing elements for fastening and guiding the line to a carrier is required.
  • the adhesive layer is applied directly around the circumference of the individual cores in the manner of a jacket and preferably as an annular coating. It is particularly but not necessarily applied as a continuous uninterrupted layer on the individual wires. It can be interrupted both in the longitudinal direction and in the circumferential direction. Due to the adhesive layer applied around the circumference, no special preferred orientation of the adhesive is given, so that the single core is adhesive over the entire circumference.
  • this is formed, in particular, in the manner of a ring jacket concentric with the individual core, with a layer thickness that remains constant around the circumference.
  • the adhesive comes directly in contact with the insulation and, for example, not an additional carrier layer is present, as is the case for example with an adhesive tape wound around the insulation.
  • the individual wires are glued together in the final assembled state and / or glued to the carrier.
  • final packaging is understood here the, that this is the operating state in which the line is used in normal operation, ie in particular for power management or data transmission. It is therefore not an intermediate state in the manufacture of an example sheathed cable for data transmission.
  • the adhesive layer preferably becomes adhesive only after activation, simple handling of the individual cores is possible. These can thereby be provided as prefabricated individual cores and kept ready for subsequent fabrication steps.
  • provided with the not yet activated adhesive layer provided individual cores, for example on drums, etc. as prefabricated single cores and stored. Due to the inactive in the original state adhesive layer while gluing or caking of adjacent individual cores is avoided.
  • activation is understood to mean, in particular, the initiation of the curing at a defined time.
  • the activation is preferably initially produced by the activation at all.
  • the adhesion is therefore initially generated by the activation and in a processing time window, the individual wires are glued together and / or applied to a support before the curing takes place.
  • the activation can take place thermally, chemically or by radiation.
  • the individual cores are conventional insulated cores, in which an internal conductor, for example a single wire or else a stranded conductor, is surrounded directly by an insulation, for example made of PVC, PP, etc.
  • the insulation is usually extruded.
  • the adhesive layer extends continuously, in particular over the entire length of the individual wires.
  • the adhesive layer preferably runs continuously and uninterruptedly along the individual wires.
  • the adhesive layer is applied to the insulation in particular concentrically with a layer thickness in the range of 5 ⁇ to 50 ⁇ and extends in particular continuously over the entire length of the individual wires.
  • the adhesive layer is therefore a comparatively thin adhesive layer which surrounds the insulation of the respective individual core.
  • Adhesive layer in the present case is generally understood to mean any coating which acts in the manner of an adhesive layer and which has an adhesive property, so that the two individual cores are fixed to one another. If several individual cores are combined, then all single cores adhere to each other. Furthermore, a fixation of the electrical line to a surface of the carrier is made possible and provided on the adhesive layer on which the cable is to be laid on the adhesive layer.
  • the adhesive is a hot melt adhesive which is thermally activatable.
  • hot melt adhesive material systems are generally understood, which melt by heat input (activation), thereby becoming tacky and cure after cooling again.
  • thermoplastic hot melt adhesive in which a repeated melting is possible.
  • a reactive hot melt adhesive hot melt
  • thermoplastic hot melt adhesive which is preferably adhesive only after activation and cured in the final state, that is thermally stable.
  • a reaction adhesive is generally used as the adhesive in which an irreversible crosslinking takes place by a chemical reaction. Due to the configuration of the adhesive layer in the manner of a curable adhesive, which is at least partially crosslinked and thus thermally stable, in particular by a suitable treatment, an irreversible adhesive bond between the two individual wires is preferably achieved. In this case, in particular a cohesive connection with the isolation of the individual wires. Under irreversible connection is understood here that a separation of the individual wires without damaging the insulation is not possible. Depending on the adhesive system, it is also possible that the adhesive force is not too large, so that a release of the individual cores from each other with a corresponding high force input is possible again. When using a hot melt adhesive, the adhesive force can be reduced by heating again, so that the individual wires can be separated again.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • POE polyolefinic elastomer
  • the material systems used are suitably adjusted.
  • an EVA with a vinyl acetate content of typically in the range of 7 to about 20 wt .-% is used.
  • the vinyl acetate content may also be higher, for example up to 60% by weight.
  • the adhesive layer is preferably applied by spraying or extrusion and in particular as a continuous closed jacket. This allows a simple cost-effective production.
  • the individual wires are stranded together.
  • the electrical line is designed in particular as a data line. In such a case, it depends on the exact and exactly to be observed lay length in the stranding crucial. This is done via the adhesive layer guaranteed.
  • the individual cores are stranded together to form a pair, as is known in the case of the so-called "twisted pair" cables Several such paired individual cores can be combined to form bundles of cables kind of star quad etc.
  • Such stranded (data) lines are preferably used in the automotive sector. In the present case, consciously to save costs and weight on an additional shield, so a screen coat, omitted.
  • the absence of a shield requires a highly accurate and highly symmetrical stranding, which can usually be maintained in conventional lines only with a cable sheath.
  • Particularly critical here are the laying process, in which the cables are subjected to a mechanical load, in particular at bending points. Due to the permanent bonding of the individual wires together over their entire length, the maintenance of the set lay length over the entire length is guaranteed.
  • the line as a whole is designed as a branched line, in which at least one individual core branches off at a defined branching point from the remaining group of lines.
  • the line is therefore designed in the manner of a cable set, are connected via the plurality of consumers at different positions, which are connected for example to a common control unit, leads to the trunk group.
  • the adhesive layer is applied sufficiently thick at least in a partial area and preferably only in a partial area, namely in particular in the region of the sealing element, so that a longitudinal water-tightness is achieved.
  • the adhesive layer is preferably applied sufficiently thick at least in this subregion, so that all free spaces in the interior of the cable bundle are filled with the material of the adhesive layer.
  • the thickness of the adhesive layer in this subregion is usually in particular significantly greater than in the remaining regions of the conduit. The required thickness depends on the material requirements for filling in the free spaces, which in turn depends on the diameter of the individual cores and / or their arrangement, for example.
  • the line is used in particular in a motor vehicle and is part of the electrical system there.
  • the sheath-free design generally provides a cost-effective line with low material consumption and low weight compared to a conventional sheathed cable.
  • the line is preferably a prefabricated, jacket-free line to which at least one plug is connected at the end or an electrical component is directly contacted.
  • the line is glued over the adhesive layer directly on a component of the motor vehicle, which defines a support for the line.
  • This component is, for example, a body component, such as a carrier element or a strut.
  • the cable is fastened to a modular component which is used as a prefabricated unit. special in conjunction with other functional units (electrical / mechanical) is installed in the vehicle.
  • This module component can be, for example, a door module which carries components such as loudspeakers, windows, etc. Alternatively, it is a dashboard or a dashboard or other other modules.
  • the use is not limited to motor vehicles.
  • the carrier or the component, to which the line is applied can also be used in other vehicles, aircraft, ships or in stationary machines or other installations.
  • the conduit is preferably a live conduit, i. In operation, it is used to power electrical components and not for data transmission.
  • the object is further achieved by a single wire with adhesive layer attached thereto according to claim 13.
  • the cited in connection with the line advantages and preferred embodiments can be analogously transmitted to the single wire.
  • the individual wire with the applied adhesive layer is preferably stored, for example, wound on drums. If necessary, then the laying of the individual vein on a carrier and / or the connection with other individual wires, in particular in the context of a stranding.
  • the object is finally achieved according to the invention by a method for producing such an electrical line with the features of claim 15, which is formed from a wire bundle of at least two individual wires, each having a conductor surrounding an insulation.
  • an adhesive layer is applied to the insulation of at least one of the individual cores, preferably on all individual cores, then the individual cores are joined together to form a cable bundle and glued together via the adhesive layer or glued to a support.
  • the adhesive layer is preferably a reactive coating which, after assembly, crosslinks the individual cores, so that a composite, in particular irreversibly releasable, is formed.
  • the material for the adhesive layer is in particular a reactive one-component adhesive.
  • the crosslinking reaction is triggered in particular by physical means, for example by heat input and / or light irradiation (UV radiation).
  • the adhesive layer is applied to the insulation of the respective individual core immediately before joining the individual wires to the cable bundle.
  • the application of the adhesive layer and the joining of the individual cores therefore occur within an open time window, within which the particular reactive adhesive is processable.
  • the adhesive layer is applied by extrusion, in particular by coextrusion or tandem extrusion together with the insulation.
  • Coextrusion is understood here to mean that the insulation of the individual core as well as the adhesive layer are applied within a process step by means of an extrusion tool.
  • the adhesive layer is applied by other application methods such as dipping, spraying, printing, etc.
  • the assembly of the individual cores takes place immediately after the application of the adhesive layer.
  • the individual cores are here in particular stranded together.
  • the wires are preferably brought into contact with each other or with the carrier, in particular pressed against each other, so pressed under the action of force against each other or against the carrier. This is preferably done with the aid of a (press) tool, which is moved, for example, relative to the wire bundle, for this purpose, either the wire bundle is pulled through the tool or alternatively, the tool is moved along the wire bundle.
  • the individual wires are placed in a tool mold and glued therein by activating the adhesive layer.
  • the crosslinking of the reactive material is preferably initiated by means of the tool.
  • the tool is, for example, a hot air blower, an induction tool, heating resistors, etc., in order to apply in each case a required melting and activation temperature for the initiation of the crosslinking reaction.
  • the pressing together of the individual cores does not necessarily have to be done via the tool. Rather, there is also the possibility that this is done, for example, by the stranding process itself to a sufficient extent, i. the forces exerted on the individual wires during the stranding process are sufficient.
  • a hot plier is used as the activation tool, which simultaneously presses the individual wires against each other or against the carrier and also initiates the crosslinking reaction via a temperature entry.
  • FIGS. show each in partially simplified representations:
  • FIG. 2 is a fragmentary view of an electrical line consisting of a trunk group with two individual cores stranded together, which are glued together, 3 a branched electrical line designed in the manner of a cable set with a sealing element designed in the manner of a grommet, FIG.
  • FIG. 4 shows an exemplary cross-sectional view in the region of the sealing element of FIG. 3 and FIG
  • Fig. 5 is a block diagram representation for illustrating the manufacturing method for
  • the electrical line 2 shown in FIGS. 2 and 3 comprises in each case a line bundle 4, which is formed from a plurality of individual wires 6, which are preferably stranded together.
  • the single core 6 is formed of a central inner conductor 8, which is surrounded by an insulation 10 directly.
  • the insulation 10 is usually applied by extrusion to the conductor 8.
  • the insulation 10 in turn is surrounded by an adhesive layer 12, which in turn is preferably applied to the insulation 10 by extrusion.
  • the adhesive layer 12 may also be applied by other application methods.
  • the adhesive layer 12 surrounds the insulation 10 circumferentially and preferably forms a completely closed, annular jacket around the insulation 10.
  • the adhesive layer 12 extends in particular continuously over the entire length of the individual core. 6
  • the adhesive layer 12 typically has a thickness in the range of 5 ⁇ to 50 ⁇ . It therefore typically has a smaller thickness compared to the insulation 10.
  • the adhesive layer 12 is a reactive coating, in particular a reactive adhesive, which thus hardens after activation due to a crosslinking reaction and is therefore thermally stable.
  • the material for the adhesive layer 12 is an ethylene vinyl acetate, also referred to as EVA for short.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • the proportion of vinyl acetate is preferably in the range of 7 to 20 wt .-%, so that the desired properties are achieved.
  • EVA exhibits a thermoplastic behavior prior to crosslinking, and upon initiation and completion of the crosslinking reaction, it is thermally stable and exhibits a thermoset behavior.
  • the temperature for starting the crosslinking is typically in the range of 80 ° C to 250 ° C.
  • Such a material is generally thermoplastic prior to starting the crosslinking reaction and thus processable by extrusion, for example.
  • the material After application to the insulation 10, the material can cool again and harden thermoplastically, since the crosslinking reaction starts only at higher temperatures.
  • the activation of the adhesive layer 12 is therefore preferably offset in time for the application of the adhesive layer 12.
  • the provided with the adhesive layer 1 2 single core is also well storable.
  • the electrical line 2 according to FIG. 2 is designed as a stranded pair of two individual wires 6. These are firmly connected to one another via the adhesive layer 12, which is not visible here, so that the lay length set during the stranding process is fixed. In this electrical line 2 is in particular a data line. Several such paired single cores 6 may also be combined to form an overall trunk group 4. The individual couples do not necessarily need to be glued together. It is important that the individual wires 6 of a particular stranded composite are glued together. Nevertheless, it is also possible to twist all the individual wires 6 of the pairs with each other, so that all the individual wires 6 of the wire bundle 4 are glued together. FIG.
  • FIG. 3 shows, by way of example, an electrical line 2 branched in the manner of a line set, as used for example in motor vehicles.
  • this wiring harness is for integration in a door module for electrical connection of components 14 in the door, such as speakers, windows, etc.
  • components 14 are exemplified by circles.
  • the illustrated components 14 are connected directly to the electrical line 2.
  • a connector 1 6 is shown, via which a further component can be connected via a plug connection.
  • the line bundle 4 has a plurality of branching points 18, at which usually two individual cores 6 branch off and lead to the respective component 14 or to the plug 1 6. Due to the irreversible adhesive connection, the branching points 18 are already formed in the production of the electrical line 2, that is already in the production, the individual branched individual wires 6 separated according to their later course from the rest of the trunk group 4 and only to the branch point 18 with the other individual wires. 6 bonded.
  • the conduit 2 is glued directly to a carrier, for example a prefabricated module unit such as the mentioned door module, over the adhesive layer 12.
  • a carrier for example a prefabricated module unit such as the mentioned door module
  • no further holding elements for fixing the line 2 are present on the carrier.
  • the assembly of the line 2 takes place on the carrier by the line 2 is heated and pressed against the carrier.
  • a branched line 2 is used, for example, in a door module.
  • the electrical line 2 is led from a wet to a dry area.
  • a sealing element 20 designed in the manner of a grommet is attached, which For example, sprayed or cast around the cable bundle 4. It consists of a suitable plastic or rubber material.
  • the adhesive layer 12 has a sufficient thickness, so that all inner interstices 22 between the individual cores 6 are reliably closed by the material of the adhesive layer 12.
  • FIG. 4 shows a section through the sealing element 20 in a simplified manner.
  • a total of six individual wires 6 are connected to one another to form a cable bundle 4. Conveniently, two are each stranded into a pair.
  • At least one individual core is adhesively bonded to a carrier (not illustrated here).
  • the adhesive layer is activated.
  • the individual wires 10 need not necessarily be glued together, but can also be laid next to each other for themselves on the support.
  • step I the production of the individual wire 6 takes place by an extrusion process, for example a coextrusion or tandem extrusion process.
  • the conductor 8 in particular a stranded wire, a first material M for the insulation 12, an adhesive material K and, if necessary, a color concentrate F a tool, in particular special an extrusion tool supplied.
  • the first material M is first extruded onto the conductor 8 together with the color concentrate F to form the insulation 10 and then or parallel thereto, the adhesive K is extruded onto the extruded insulation 10 as a reactive substance.
  • step II the individual wires 6 are brought together, in particular stranded with each other, so that the line bundle 4 is already formed.
  • step III an activation of the adhesive K by a heat input, so that the crosslinking reaction is started. This is preferably done by means of an activation tool.
  • the finished end product namely the particular stranded pair 2, obtained.

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Abstract

Die elektrische Leitung (2) weist ein Leitungsbündel (4) aus zumindest zwei Einzeladern (6) auf, die jeweils einen von einer Isolierung (10) umgebenen Leiter (8) umfassen. Zumindest auf einer, vorzugsweise auf allen Einzeladern (6) ist eine die Isolierung (10) ringförmig umgebende Kleberschicht (12) aufgebracht, über die die Einzeladern (6) miteinander verklebt sind. Das Leitungsbündel (4) weist dabei keinen das Leitungsbündel (4) umgebenden Kabelmantel auf. Bei der Kleberschicht handelt es sich insbesondere um eine reaktive Beschichtung, die nach Aktivierung vernetzt ist, sodass eine thermisch stabile Verbindung erzielt ist. Bei dem Leitungsbündel handelt es sich insbesondere um miteinander verseilte Einzeladern (6), die insbesondere als Datenleitung eingesetzt werden. Durch diesen Aufbau mit der Kleberschicht (12) ist der Verzicht auf den Kabelmantel ermöglicht, sodass ein kompakter Aufbau erreicht wird. Gleichzeitig ist die Geometrie des Leitungsbündels (4) fixiert, insbesondere die Schlaglänge, was sich positiv auf die Übertragungseigenschaften bei einer Datenleitung auswirkt.

Description

Beschreibung
Elektrische Leitung sowie Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungsbündels
Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitung, umfassend ein Leitungsbündel aus zumindest zwei Einzeladern, die jeweils einen von einer Isolierung umgebenen Leiter aufweisen, wobei die Einzeladern im endkonfektionierten Zustand miteinander verklebt sind sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen elektrischen Leitungsbündels.
Aus der US 5 734 126 B ist eine derartige Leitung zu entnehmen. Die Leitung dient als Datenleitung für eine hochfrequente Datenübertragung. Um einen definierten gleichbleibenden Abstand zwischen zwei Adern eines Adernpaares zu gewährleisten sind diese aneinander fixiert. Gemäß einer ersten Variante sind die beiden Adern hierbei über einen Steg miteinander verbunden. Gemäß einer zweiten Variante sind die beiden Adern an ihrer Berührungslinie mit einem Kleber versehen. Als dritte Variante ist noch die unmittelbare Verbindung der Isolierungen der beiden Adern durch eine Wärmebehandlung vorgesehen. Das Adernpaar ist miteinander verseilt und üblicherweise ggf. von einer Schirmung und ergänzend von einem Mantel umgeben.
Die US 5 334 271 B befasst sich ebenfalls mit verdrillten Adernpaaren für eine hochfrequente Datenübertragung. Um eine identische Länge der Einzeladern des Adernpaares sicherzustellen, werden die Einzeladern zunächst parallellaufend aneinander fixiert. Hierzu weisen die Einzeladern jeweils einen ePTFE-Mantel auf, über den die Einzeladern miteinander versintert werden. Alternativ werden die Aderisolierungen von einem Klebeband umwickelt. Nach der parallellaufenden Fixierung wird das Adernpaar verdrillt. Die Verbindung zwischen den Einzeladern wird dabei wieder aufgehoben.
Für viele technische Anwendungsbereiche, insbesondere auch im Kraftfahrzeugbereich werden so genannte Mantelleitungen eingesetzt, beispielsweise als Strom- oder auch als Datenleitungen. Bei einer derartigen Mantelleitung sind üblicherweise mehrere Einzeladern in einem gemeinsamen Kabelmantel eingebettet. Bei den Einzeladern selbst handelt es sich dabei um isolierte Leiter. Der Leiter besteht dabei beispielsweise aus einem massiven Leiterdraht oder auch aus einem Litzenleiter. Dieser Leiter ist von einer herkömmlichen Isolierung beispielsweise aus PVC, PP, etc. umgeben. Der zusätzliche außen angebrachte Kabelmantel dient üblicherweise als Schutzmantel vor äußeren Einflüssen, beispielsweise als mechanischer, chemischer oder auch UV-Schutz. Eine weitere Funktion des Kabelmantels ist der Zusammenhalt der Adern, um ein einfaches Verlegen zu ermöglichen. Bei Datenkabeln dient der Kabelmantel darüber hinaus insbesondere auch zur Aufrechterhaltung der speziellen geometrischen Anordnung der Einzeladern. Diese sind bei Datenleitungen üblicherweise miteinander verseilt, und weisen eine definierte Schlaglänge auf. Über den Kabelmantel, in dem die Einzeladern eingebettet sind, kann darüber hinaus auch ein definierter Abstand der Einzeladern eingestellt werden.
Um querschnittsreduzierte, kleinere Leitungen auszubilden, ist beispielsweise aus der DE 35 87 183 T2 ein Verfahren zu entnehmen, bei dem verseilte Metallleiter mit einem Lack beschichtet werden, welcher durch UV-Bestrahlung aushärtet. Weitere isolierende Überzugsschichten werden nach Art eines Anstrichs aufgebracht und gehärtet. Lackisolierte Drähte werden üblicherweise für Spulenwicklungen etc. eingesetzt.
Der Kabelmantel wird in herkömmlicher Weise üblicherweise durch ein Extru- sionsverfahren auf das Leitungsbündel aufgebracht, sodass der Kabelmantel das Leitungsbündel unmittelbar umschließt und beispielsweise auch in Zwickelbereiche zwischen den Einzeladern eindringt, wodurch die Relativposition der Einzeladern und ihre geometrischen Abstände zueinander fixiert sind.
In der US 201 10284259 A1 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Kabelmantel auf ein Leitungsbündel aus isolierten Einzeladern aufgebracht wird, wobei Teilbereiche der Einzeladern weiterhin von außen sichtbar bleiben. Neben den bekannten Mantelleitungen mit kreisrundem Querschnitt gibt es weiterhin Flachleitungen oder auch so genannte Rasterstegleitungen, bei denen mehrere einzelne Leiter in einer Ebene nebeneinander innerhalb eines gemeinsamen Isolationsmantels eingebettet sind.
Schließlich ist es aus der DE 1 704 154 A1 bekannt, bei Verseilelementen diese miteinander zu verkleben oder über Bänder zusammenzuhalten. Dies dient insbesondere zur Vermeidung des so genannten Aufseilens, insbesondere an Stellen, an denen ein Schlagrichtungswechsel vorgenommen wird. Hierzu wird beispielsweise an den Stellen des Schlagrichtungswechsels mittels einer Düse ein warmschmelzendes, schnellhaftendes Bindemittel auf die zu verseilenden Elemente aufgespritzt und diese somit miteinander verklebt. Alternativ hierzu wird in der DE 1 704 154 A1 vorgeschlagen, die Isolation der Einzeladern miteinander zu verschweißen, und zwar insbesondere vor und nach Umkehrpunkten bei der Verseilung.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Leitung mit geringem Raumbedarf anzugeben, welche einfach herzustellen ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektrischen Leitung anzugeben.
Die im Hinblick auf die elektrische Leitung angeführte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Leitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Diese umfasst im endkonfektionierten Zustand ein Leitungsbündel aus zumindest zwei Einzeladern, die jeweils einen von einer Isolierung umgebenen Leiter aufweisen. Zumindest auf einer der Einzeladern, vorzugsweise auf beiden Einzeladern, also auf deren Isolierungen, ist eine Kleberschicht aufgebracht, über die die beiden Einzeladern miteinander verklebt oder auf einen Träger aufgeklebt sind. Die Kleberschicht besteht dabei aus einem unmittelbar auf die Isolierung der Einzelader aufgebrachten Klebstoff (Kleber), welcher als aktivierbarer und aushärtbarer Kleber ausgebildet ist, der erst nach einer Aktivierung klebfähig wird und/oder aushärtet. Die elektrische Leitung ist dabei frei von einem Kabelmantel, das heißt das Leitungsbündel ist nicht in einem Isolationsmantel eingebettet. Vorzugsweise ist die Leitung auch frei von sonstigen Fixierelementen, wie beispielsweise eine Bandierung.
Diese Ausgestaltung geht dabei von der Überlegung aus, zur geometrischen Fixierung der Einzeladern aneinander auf einen diese umgebenden Kabelmantel oder eine Bandierung zu verzichten, gleichzeitig jedoch die Funktion eines solchen Kabelmantels als geometrisches Fixierelement dadurch auszubilden, dass die Einzeladern mit einer klebfähigen Beschichtung zunächst versehen werden und anschließend miteinander verbunden und verklebt werden, sodass sie insgesamt irreversibel miteinander verklebt sind. Über die Kleberschicht ist dabei gleichzeitig oder alternativ eine Fixierung an einem Träger ermöglicht, so dass ggf. keine weiteren Fixierelemente zur Befestigung und Führung der Leitung an einem Träger erforderlich ist.
Die Kleberschicht ist dabei um den Umfang der Einzeladern nach Art eines Mantels und vorzugsweise als ringförmige Beschichtung unmittelbar aufgebracht. Sie ist dabei insbesondere aber nicht zwingend als eine durchgehende unterbrechungsfreie Schicht auf den Einzeladern aufgebracht. Sie kann sowohl in Längsrichtung als auch in Umfangsrichtung unterbrochen sein. Durch die um den Umfang aufgebrachte Kleberschicht ist keine spezielle Vorzugsorientierung des Klebers gegeben, so dass die Einzelader über den gesamten Umfang klebfähig ist.
Durch die mantelartige Ausgestaltung der Kleberschicht ist diese insbesondere nach Art eines zur Einzelader konzentrischen Ringmantels mit um den Umfang gleichbleibender Schichtdicke ausgebildet.
Unter unmittelbar aufgebracht wird hierbei verstanden, dass der Kleber direkt mit der Isolierung in Kontakt kommt und beispielsweise nicht eine zusätzliche Trägerschicht vorhanden ist, wie diese beispielsweise bei einem um die Isolierung gewickelten Klebeband der Fall ist.
Die Einzeladern sind im endkonfektionierten Zustand miteinander verklebt und/oder auf dem Träger aufgeklebt. Unter endkonfektioniert wird hierbei verstan- den, dass dies der Betriebszustand ist, in dem die Leitung im bestimmungsgemäßen Betrieb, also insbesondere zur Stromführung oder zur Datenübermittlung eingesetzt ist. Es handelt sich daher nicht um einen Zwischenzustand bei der Herstellung eines beispielsweise ummantelten Kabels für die Datenübertragung.
Die Verwendung des speziellen, aktivierbaren Klebers, welcher aushärtet, hat den entscheidenden Vorteil, dass die Klebschicht nach der Aushärtung nicht mehr klebrig ist. Dies ist wesentlich, da es sich ja um eine mantelfreie Leitung handelt und ansonsten die klebrige Schicht bei der Verwendung störend wäre.
Dadurch, dass die Kleberschicht bevorzugt auch erst nach einer Aktivierung klebfähig wird, ist eine einfache prozesstechnische Handhabung der Einzeladern ermöglicht. Diese können dadurch als vorgefertigte Einzeladern bereitgestellt und für nachfolgende Konfektionierschritte bereitgehalten werden. Insbesondere werden mit der noch nicht aktivierten Kleberschicht versehene Einzeladern beispielsweise auf Trommeln etc. als vorkonfektionierte Einzeladern bereitgestellt und gelagert. Aufgrund der im Ursprungszustand inaktiven Kleberschicht ist dabei ein Verkleben oder Verbacken der aneinander anliegenden Einzeladern vermieden.
Unter Aktivierung wird vorliegend also insbesondere die Initiierung der Aushärtung zu einem definierten Zeitpunkt verstanden. Bevorzugt wird durch die Aktivierung zunächst überhaupt auch die Klebfähigkeit erzeugt. In dieser Variante wird daher durch die Aktivierung zunächst die Klebfähigkeit erzeugt und in einem Verarbeitung-Zeitfenster werden die Einzeladern miteinander verklebt und / oder auf einem Träger aufgebracht, bevor die Aushärtung erfolgt.
Die Aktivierung kann dabei thermisch, chemisch oder auch durch Strahlung erfolgen.
Bei den Einzeladern handelt es sich um herkömmliche isolierte Adern, bei denen ein innen liegender Leiter, beispielsweise ein Einzeldraht oder auch ein Litzenleiter, unmittelbar von einer Isolierung, beispielsweise aus PVC, PP, etc., umgeben ist. Die Isolierung ist dabei üblicherweise aufextrudiert. Die Kleberschicht erstreckt sich fortlaufend insbesondere über die gesamte Länge der Einzeladern. Die Kleberschicht verläuft dabei bevorzugt kontinuierlich und ununterbrochen entlang der Einzeladern.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kleberschicht auf die Isolierung insbesondere konzentrisch mit einer Schichtdicke im Bereich von 5μηπ bis 50 μηπ aufgetragen und erstreckt sich insbesondere kontinuierlich über die gesamte Länge der Einzeladern. Bei der Kleberschicht handelt es sich daher um eine vergleichsweise dünne Haftschicht, die die Isolierung der jeweiligen Einzelader umgibt. Unter Kleberschicht wird vorliegend allgemein eine jegliche, nach Art einer Haftschicht wirkende Beschichtung verstanden, welche eine haftende Eigenschaft aufweist, sodass die beiden Einzeladern aneinander fixiert sind. Werden mehrere Einzeladern zusammengefasst, so haften hierüber alle Einzeladern aneinander. Weiterhin ist über die Kleberschicht auch eine Fixierung der elektrischen Leitung an einer Oberfläche des Trägers ermöglicht und vorgesehen, auf der die Leitung verlegt werden soll.
Zweckdienlicherweise handelt es sich bei dem Kleber um einen Schmelzkleber, welcher thermisch aktivierbar ist. Unter Schmelzkleber werden allgemein Stoffsysteme verstanden, welche durch Wärmeeintrag (Aktivierung) aufschmelzen, dabei klebfähig werden und nach Abkühlung wieder aushärten.
Gemäß einer bevorzugten Variante wir hierbei ein thermoplastischer Schmelzkleber eingesetzt, bei dem ein wiederholtes Aufschmelzen möglich ist. Alternativ handelt es sich um einen reaktiven Schmelzklebers (Hotmelt), welcher bevorzugt erst nach einer Aktivierung klebfähig ist und im Endzustand ausgehärtet, also thermisch stabil ist.
In bevorzugter Ausbildung wird daher als Kleber allgemein ein Reaktionskleber eingesetzt, bei dem durch eine chemische Reaktion eine irreversible Vernetzung erfolgt. Durch die Ausgestaltung der Kleberschicht nach Art eines aushärtbaren Klebers, welcher insbesondere durch eine geeignete Behandlung zumindest teilweise vernetzt und damit thermisch stabil wird, ist bevorzugt eine irreversible Haftverbindung zwischen den beiden Einzeladern erreicht. Hierbei erfolgt insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung mit der Isolierung der Einzeladern. Unter irreversible Verbindung wird hierbei verstanden, dass ein Trennen der Einzeladern ohne Beschädigung der Isolierung nicht möglich ist. Je nach Klebersystem ist es hierbei auch möglich, dass die Haftkraft nicht zu groß ist, so dass ein Lösen der Einzeladern voneinander bei entsprechendem hohem Krafteintrag wieder möglich ist. Bei der Verwendung eines Schmelzklebers kann die Haftkraft durch Erwärmen wieder reduziert werden, so dass sich die Einzeladern wieder voneinander trennen lassen.
Für die Kleberschicht können dabei unterschiedliche Stoffe oder Stoffsysteme eingesetzt werden, beispielsweise basierend auf Ethylenvinylacetat (EVA), auf Polyethylen (PE), auf Polypropylen (PP) oder auch auf einem polyolefinischem Elastomer (POE). Um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen sind die eingesetzten Stoffsysteme in geeigneter Weise eingestellt. So wird beispielsweise insbesondere im Hinblick auf die gewünschte thermisch stabile Vernetzung, ein EVA mit einem Vinylacetat-Anteil von typischerweise im Bereich von 7 bis etwa 20 Gew.-% herangezogen. Der Vinylacetat-Anteil kann jedoch auch darüber liegen und beispielsweise bis zu 60 Gew.-% betragen.
Die Kleberschicht ist vorzugsweise durch Sprühen oder Extrusion und insbesondere als durchgehend geschlossener Mantel aufgebracht. Dies erlaubt eine einfache kostengünstige Herstellung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Einzeladern miteinander verseilt. Die elektrische Leitung ist dabei insbesondere als eine Datenleitung ausgebildet. Bei einer solchen kommt es auf die exakte und genau einzuhaltende Schlaglänge bei der Verseilung entscheidend an. Dies wird über die Kleberschicht gewährleistet. Die Einzeladern sind dabei gemäß einer ersten Ausführungsvariante zu einem Paar miteinander verseilt, wie es bei den so genannten„Twisted Pair"-Leitungen bekannt ist. Mehrere derartige paarverseilter Einzeladern können insgesamt zu Leitungsbündel zusammengefasst sein. Daneben bestehen noch andere Verseilverbünde, beispielsweise die Verseilung nach Art eines Sternvierers etc.
Derartige verseilte (Daten-) Leitungen werden vorzugsweise im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt. Bei diesen wird vorliegend bewusst zur Einsparung von Kosten und Gewicht auf eine zusätzliche Abschirmung, also einen Schirmmantel, verzichtet. Der Verzicht auf eine Abschirmung erfordert jedoch eine hochgenaue und hochsymmetrische Verseilung, die üblicherweise bei herkömmlichen Leitungen nur mit einem Kabelmantel aufrechterhalten werden kann. Insbesondere kritisch sind hierbei der Verlegeprozess, bei dem die Kabel einer mechanischen Belastung, insbesondere an Biegestellen, unterworfen sind. Durch die dauerhafte Verklebung der Einzeladern miteinander über ihre gesamte Länge ist die Aufrechterhaltung der eingestellten Schlaglänge über die gesamte Länge gewährleistet.
Alternativ zu der Ausgestaltung der verseilten Einzeladern sind diese in zweckdienlicher Ausgestaltung parallel nebeneinander nach Art einer Flachleitung geführt. Im Unterschied zu herkömmlichen Flachleitungen ist auch hier jedoch kein Kabelmantel ausgebildet, in dem die einzelnen Leitungen eingebettet sind.
In zweckdienlicher Weiterbildung ist die Leitung insgesamt als eine verzweigte Leitung ausgebildet, bei der zumindest eine Einzelader an einer definierten Abzweigstelle vom verbleibenden Leitungsbündel abzweigt. Die Leitung ist daher nach Art eines Kabelsatzes ausgebildet, über den mehrere Verbraucher an unterschiedlichen Positionen angeschlossen sind, die beispielsweise mit einer gemeinsamen Steuereinheit verbunden sind, zu der das Leitungsbündel führt.
Im Kraftfahrzeugbereich erfolgt häufig die Durchführung der Leitung durch Wandungsbereiche von einem Nass- in einen Trockenbereich. In diesem Durchführbereich ist eine zuverlässige Abdichtung erforderlich. Dies erfolgt üblicherweise mit so genannten Tüllen, also kunststoff- oder gummiartigen Elementen, die um das Kabel herum angeordnet oder auch angespritzt sind und die die Leitung zu einem Öffnungsrand einer Durchführöffnung abdichten. Häufig bestehen im Bereich einer derartigen Tülle Probleme im Hinblick auf die Längswasserdichtigkeit, insbesondere bei Einzeladern. Hierbei ist es oftmals schwierig, sicherzustellen, dass eine Abdichtmasse zwischen die einzelnen Einzeladern eindringt. Zweckdienlicherweise ist nunmehr vorgesehen, dass die Kleberschicht zumindest in einem Teilbereich und vorzugsweise lediglich in einem Teilbereich, nämlich insbesondere im Bereich des Abdichtelements ausreichend dick aufgetragen ist, sodass eine Längswasserdichtigkeit erreicht ist. Über die Kleberschicht sind dabei insbesondere sämtliche Zwischen- oder Zwickelräume im Inneren des Leitungsbündels zuverlässig ausgefüllt. Allgemein ist daher vorzugsweise die Kleberschicht zumindest in diesem Teilbereich ausreichend dick aufgetragen, sodass im Inneren des Leitungsbündels sämtliche Freiräume mit dem Material der Kleberschicht ausgefüllt sind. Die Dicke der Kleberschicht in diesem Teilbereich ist dabei üblicherweise insbesondere deutlich größer als in den verbleibenden Bereichen der Leitung. Die erforderliche Dicke hängt dabei von dem Materialbedarf zum Ausfüllen der Freiräume ab, was wiederum beispielsweise von dem Durchmesser der Einzeladern und/ oder deren Anordnung abhängt.
Allgemein wird die Leitung insbesondere in einem Kraftfahrzeug eingesetzt und ist dort Teil des Bordnetzes. Durch die mantelfreie Ausgestaltung wird allgemein eine kostengünstige Leitung mit im Vergleich zu einer herkömmlichen Mantelleitung nur geringem Materialverbrauch sowie geringem Gewicht bereitgestellt. Bevorzugt handelt es sich bei der Leitung um eine vorkonfektionierte, mantelfreie Leitung, an der endseitig zumindest ein Stecker angeschlagen ist oder direkt eine elektrische Komponente kontaktiert ist.
Zweckdienlicherweise ist die Leitung dabei über die Kleberschicht unmittelbar auf einen Bauteil des Kraftfahrzeugs aufgeklebt, welches einen Träger für die Leitung definiert. Bei diesem Bauteil handelt es sich beispielsweise um ein Karosseriebauteil, wie beispielsweise ein Trägerelement oder eine Strebe. Alternativ wird die Leitung auf ein Modulbauteil befestigt, welches als vorkonfektionierte Einheit ins- besondere in Verbindung mit weiteren Funktionseinheiten (elektrisch / mechanisch) im Kraftfahrzeug eingebaut wird. Bei diesem Modulbauteil kann es sich beispielsweise um ein Türmodul handeln, welches Komponenten wie Lautsprecher, Fensterheber etc. trägt. Alternativ handelt es sich um ein Armaturenbrett bzw. einen Armaturenbrettträger oder auch um sonstige weiter Module.
Grundsätzlich ist der Einsatz nicht auf Kraftfahrzeuge beschränkt. Der Träger bzw. das Bauteil, auf das die Leitung aufgebracht ist, kann auch bei anderen Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen oder auch bei stationären Maschinen oder sonstigen Installationen eingesetzt werden.
Bei der Leitung handelt es sich vorzugsweise um eine stromführende Leitung, d.h. im Betrieb wird sie zur Stromversorgung von elektrischen Komponenten und nicht zur Datenübertragung eingesetzt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Einzelader mit darauf angebrachter Kleberschicht nach Anspruch 13. Die im Zusammenhang mit der Leitung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen lassen sich sinngemäß auch auf die Einzelader übertragen. Die Einzelader mit der aufgebrachten Kleberschicht wird vorzugsweise bevorratet, beispielsweise auf Trommeln aufgewickelt. Bei Bedarf erfolgt dann die Verlegung der Einzelader auf einem Träger und / oder das Verbinden mit weiteren Einzeladern, insbesondere im Rahmen einer Verseilung.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß schließlich weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektrischen Leitung mit den Merkmalen des Anspruchs 15, welche gebildet ist aus einem Leitungsbündel aus zumindest zwei Einzeladern, die jeweils einen von einer Isolierung umgebenden Leiter aufweisen. Vor dem Zusammenfügen der Einzeladern wird hierbei auf die Isolierung zumindest einer der Einzeladern, vorzugsweise auf allen Einzeladern, eine Kleberschicht aufgetragen, anschließend werden die Einzeladern zum Leitungsbündel zusammengefügt und über die Kleberschicht miteinander verklebt oder auf einen Träger aufgeklebt. Die im Hinblick auf die elektrische Leitung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zur übertragen. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
Bei der Kleberschicht handelt es sich dabei vorzugsweise um eine reaktive Be- schichtung, welche nach dem Zusammenfügen die Einzeladern vernetzt, sodass ein insbesondere irreversibel lösbarer Verbund ausgebildet ist. Bei dem Werkstoff für die Kleberschicht handelt es sich insbesondere um einen reaktiven ein- komponentigen Klebstoff. Die Vernetzungsreaktion wird dabei insbesondere auf physikalischem Weg, beispielsweise durch Wärmeeintrag und/oder Lichteinstrahlung (UV-Strahlung) ausgelöst.
Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung wird die Kleberschicht unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Einzeladern zu dem Leitungsbündel auf die Isolierung der jeweiligen Einzelader aufgebracht. Das Aufbringen der Kleberschicht und das Zusammenfügen der Einzeladern erfolgen daher innerhalb eines offenen Zeitfensters, innerhalb dessen der insbesondere reaktive Kleber verarbeitbar ist.
In zweckdienlicher Ausgestaltung wird dabei die Kleberschicht durch Extrusion, insbesondere durch Koextrusion oder Tandemextrusion zusammen mit der Isolierung aufgebracht. Unter Koextrusion wird hierbei verstanden, dass die Isolierung der Einzelader sowie die Kleberschicht innerhalb eines Prozessschrittes mittels eines Extrusionswerkzeugs aufgebracht werden. Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, die Kleberschicht in einem separaten Extrusionsschritt aufzubringen. Alternativ wird die Kleberschicht durch andere Auftragsverfahren wie beispielsweise Tauchen, Sprühen, Aufdrucken etc. aufgebracht.
Zweckdienlicherweise erfolgt das Zusammenfügen der Einzeladern unmittelbar nach dem Auftrag der Kleberschicht. Die Einzeladern werden hierbei insbesondere miteinander verseilt. Um eine gute Haftung der Einzelader aneinander zu erreichen, werden die Adern vorzugsweise miteinander oder mit dem Träger in Kontakt gebracht, insbesondere aneinander gepresst, also unter Krafteinwirkung gegeneinander oder auch gegen den Träger gedrückt. Dies erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines (Press-) Werkzeugs, welches beispielsweise relativ zum Leitungsbündel verfahren wird, hierzu wird wahlweise das Leitungsbündel durch das Werkzeug gezogen oder alternativ wird das Werkzeug entlang des Leitungsbündels verfahren. Alternativ hierzu werden die Einzeladern in eine Werkzeugform eingelegt und darin durch Aktivieren der Kleberschicht verklebt.
Mit Hilfe des Werkzeuges wird darüber hinaus vorzugsweise die Vernetzung des reaktiven Werkstoffs initiiert. Bei dem Werkzeug handelt es sich dabei beispielsweise um ein Heißluftgebläse, um ein Induktionswerkzeug, um Heizwiderstände etc., um jeweils eine erforderliche Aufschmelz- und Aktivierungstemperatur für die Initiierung der Vernetzungsreaktion aufzubringen. Das Gegeneinanderverpressen der Einzeladern muss dabei nicht zwingend über das Werkzeug erfolgen. Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, dass dies beispielsweise durch den Verseil- prozess selbst in ausreichendem Maße erfolgt, d.h. die beim Verseilprozess auf die Einzeladern ausgeübten Kräfte reichen aus.
In zweckdienlicher Ausgestaltung wird als Aktivierungswerkzeug eine Heißzange eingesetzt, welche gleichzeitig die Einzeladern aneinander oder gegen den Träger presst und zudem über einen Temperatureintrag die Vernetzungsreaktion initiiert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in teilweise stark vereinfachten Darstellungen:
Fig. 1 eine Einzelader mit darauf aufgebrachter Kleberschicht,
Fig. 2 eine ausschnittsweise Darstellung einer elektrischen Leitung, bestehend aus einem Leitungsbündel mit zwei miteinander verseilten Einzeladern, die miteinander verklebt sind, Fig. 3 eine nach Art eines Kabelsatzes ausgebildete verzweigte elektrische Leitung mit einem nach Art einer Tülle ausgebildeten Abdichtelement,
Fig. 4 eine beispielhafte Querschnittsdarstellung im Bereich des Abdichtelements der Fig. 3 sowie
Fig. 5 eine Blockbilddarstellung zur Illustration des Herstellverfahrens zur
Herstellung einer elektrischen Leitung.
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte elektrische Leitung 2 umfasst jeweils ein Leitungsbündel 4, welches aus mehreren Einzeladern 6 gebildet ist, welche vorzugsweise miteinander verseilt sind.
Eine derartige Einzelader 6 ist beispielhaft in der Fig. 1 dargestellt. Die Einzelader 6 ist gebildet aus einem zentralen inneren Leiter 8, der von einer Isolierung 10 unmittelbar umgeben ist. Die Isolierung 10 wird üblicherweise durch Extrusion auf den Leiter 8 aufgebracht. Die Isolierung 10 wiederum ist von einer Kleberschicht 12 umgeben, welche wiederum vorzugsweise durch Extrusion auf die Isolierung 10 aufgebracht ist. Alternativ kann die Kleberschicht 12 auch durch andere Auftragungsverfahren aufgebracht sein. Die Kleberschicht 12 umschließt die Isolierung 10 umlaufend und bildet vorzugsweise einen vollständig geschlossenen, ringförmigen Mantel um die Isolierung 10. Die Kleberschicht 12 erstreckt sich dabei insbesondere kontinuierlich über die gesamte Länge der Einzelader 6.
Die Kleberschicht 12 weist dabei typischerweise eine Dicke im Bereich von 5 μηπ bis 50 μηπ auf. Sie weist daher im Vergleich zu der Isolierung 10 üblicherweise eine geringere Dicke auf. Bei der Kleberschicht 12 handelt es sich um eine reaktive Beschichtung, insbesondere um einen reaktiven Klebstoff, welcher also durch eine Vernetzungsreaktion nach einer Aktivierung aushärtet und dadurch thermisch stabil ist.
Zweckdienlicherweise handelt es sich bei dem Werkstoff für die Kleberschicht 12 um ein Ethylenvinylacetat, kurz auch als EVA bezeichnet. Der Anteil des Vinylace- tats liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 7 bis 20 Gew.-%, sodass die gewünschten Eigenschaften erzielt sind. Insbesondere zeigt ein derartiger EVA vor dem Vernetzen ein thermoplastisches Verhalten und nach Initiierung und Durchführung der Vernetzungsreaktion ist er thermisch stabil und zeigt ein duroplastisches Verhalten. Die Temperatur zum Starten der Vernetzung liegt dabei typischerweise im Bereich von 80°C bis 250°C. Ein derartiger Werkstoff ist vor dem Starten der Vernetzungsreaktion allgemein thermoplastisch und damit beispielsweise durch Extrusion verarbeitbar. Nach dem Aufbringen auf die Isolierung 10 kann der Werkstoff wieder abkühlen und thermoplastisch erhärten, da die Vernetzungsreaktion erst bei höheren Temperaturen startet. Die Aktivierung der Kleberschicht 12 erfolgt daher bevorzugt zeitlich versetzt zum Aufbringen der Kleberschicht 12. Dadurch ist die mit der Kleberschicht 1 2 versehene Einzelader auch gut lagerfähig.
Die elektrische Leitung 2 gemäß Fig. 2 ist als ein verseiltes Paar zweier Einzeladern 6 ausgebildet. Diese sind über die hier nicht zu erkennende Kleberschicht 12 fest miteinander verbunden, sodass die beim Verseilprozess eingestellte Schlaglänge fixiert ist. Bei dieser elektrischen Leitung 2 handelt es sich dabei insbesondere um eine Datenleitung. Mehrere derartiger paarverseilter Einzeladern 6 können auch zu einem Gesamt-Leitungsbündel 4 zusammengefasst sein. Die einzelnen Paare brauchen dabei untereinander nicht zwingend miteinander verklebt zu werden. Wichtig ist, dass die Einzeladern 6 eines jeweiligen Verseilverbundes miteinander verklebt sind. Gleichwohl besteht auch die Möglichkeit, alle Einzeladern 6 der Paare miteinander zu verseilen, sodass insgesamt alle Einzeladern 6 des Leitungsbündels 4 miteinander verklebt sind. Fig. 3 zeigt beispielhaft eine nach Art eines Leitungssatzes verzweigte elektrische Leitung 2, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Beispielsweise dient dieser Leitungssatz zur Integration in einem Türmodul zur elektrischen Anbindung von Komponenten 14 in der Türe, wie beispielsweise Lautsprecher, Fensterheber, etc. In Fig. 3 sind derartige Komponenten 14 beispielhaft durch Kreise dargestellt. Die dargestellten Komponenten 14 sind unmittelbar an die elektrische Leitung 2 angeschlossen. Weiterhin ist ein Steckverbinder 1 6 dargestellt, über den eine weitere Komponente über eine Steckverbindung angeschlossen werden kann.
Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, weist das Leitungsbündel 4 mehrere Abzweigstellen 18 auf, an denen üblicherweise zwei Einzeladern 6 abzweigen und zu der jeweiligen Komponente 14 bzw. zum Stecker 1 6 führen. Aufgrund der irreversiblen Klebeverbindung werden die Abzweigstellen 18 bereits bei der Herstellung der elektrischen Leitung 2 ausgebildet, das heißt bereits bei der Herstellung werden die einzelnen abgezweigten Einzeladern 6 entsprechend ihrem späteren Verlauf vom übrigen Leitungsbündel 4 getrennt und nur bis zur Abzweigstelle 18 mit den weiteren Einzeladern 6 verklebt.
Bevorzugt ist die Leitung 2 unmittelbar auf einen Träger, beispielsweise eine vorgefertigte Moduleinheit wie das erwähnte Türmodul, über die Kleberschicht 12 aufgeklebt. Zweckdienlicherweise sind keine weiteren Haltelemente zur Fixierung der Leitung 2 am Träger vorhanden. Insbesondere bei der Verwendung eines wiederholt aufschmelzbaren Schmelzklebers für die Kleberschicht 12 erfolgt die Montage der Leitung 2 am Träger indem die Leitung 2 erwärmt und gegen den Träger gepresst wird.
Eine derartige verzweigte Leitung 2 wird wie bereits erwähnt beispielsweise in einem Türmodul eingesetzt. Hierbei ist es häufig erforderlich, dass die elektrische Leitung 2 von einem Nass- in einen Trockenbereich geführt wird. Zur Abdichtung einer entsprechenden Durchführöffnung zwischen diesen beiden Bereichen ist ein nach Art einer Tülle ausgebildetes Abdichtelement 20 angebracht, welches bei- spielsweise um das Leitungsbündel 4 gespritzt oder gegossen ist. Es besteht aus einem geeigneten Kunststoff- oder Gummimaterial.
Um auch eine Längswasserdichtigkeit zwischen den einzelnen Einzeladern 6 zu erzielen, ist bei dieser Ausführungsvariante nunmehr vorgesehen, dass die Kleberschicht 12 eine ausreichende Dicke aufweist, sodass sämtliche inneren Zwischenräume 22 zwischen den einzelnen Einzeladern 6 zuverlässig durch das Material der Kleberschicht 12 verschlossen sind. Dies ist beispielhaft in Fig. 4 dargestellt, welche in vereinfachter Weise einen Schnitt durch das Abdichtelement 20 zeigt. Wie hieraus gut zu erkennen ist, sind insgesamt sechs Einzeladern 6 miteinander zu einem Leitungsbündel 4 verbunden. Zweckdienlicherweise sind jeweils zwei zu einem Paar verseilt. Beim Zusammenfügen der Einzeladern 6 zu dem Leitungsbündel 4 werden diese vorzugsweise gegeneinander verpresst und gleichzeitig wird unter Wärmeeinwirkung das Material der Kleberschicht 12 flüssig oder zähflüssig, sodass das Material der Kleberschicht 12 in die Freiräume zwischen den einzelnen Einzeladern 6 eindringt und diese zuverlässig verschließt, sodass keine offenen Kapillaren mehr bestehen. Durch das anschließende Umspritzen zur Ausbildung des Abdichtelements 20 ist daher insgesamt eine zuverlässige Längswasserdichtigkeit erzielt.
Alternativ oder ergänzend zu dem wechselseitigen Verkleben der Einzeladern 10 miteinander wird zumindest eine Einzelader, vorzugsweise mehrere einen Verbund bildende Einzeladern auf einem hier nicht näher dargestellten Träger aufgeklebt. Hierzu wird die Kleberschicht aktiviert. Die Einzeladern 10 brauchen dabei nicht zwingend untereinander miteinander verklebt sein, sondern können auch nebeneinander jeweils für sich auf dem Träger verlegt sein.
Ein bevorzugtes Herstellverfahren beispielsweise für die verdrillte Leitung 2 gemäß Fig. 2 wird anhand der Blockbild-Darstellung der Fig. 5 erläutert: Zunächst erfolgt im Schritt I die Herstellung der Einzelader 6 durch ein Extrusionsverfahren, beispielsweise ein Co- oder Tandemextrusionsverfahren. Hierbei werden der Leiter 8, insbesondere ein Litzendraht, ein erstes Material M für die Isolierung 12, ein Klebstoffmaterial K sowie bei Bedarf ein Farbkonzentrat F einem Werkzeug, ins- besondere einem Extrusionswerkzeug, zugeführt. In diesem Extrusionswerkzeug wird zunächst auf den Leiter 8 das erste Material M zusammen mit dem Farbkonzentrat F zur Ausbildung der Isolierung 10 aufextrudiert und anschließend oder parallel hierzu wird der Klebstoff K als reaktive Substanz auf die aufextrudierte Isolierung 10 aufextrudiert.
Dies erfolgt in identischer Weise auch für eine zweite Einzelader 6. Im anschließenden Verfahrensschritt II werden die Einzeladern 6 zusammengebracht, insbesondere miteinander verseilt, sodass das Leitungsbündel 4 bereits ausgebildet ist. Anschließend erfolgt im dritten Verfahrensschritt III noch eine Aktivierung des Klebstoffes K durch einen Wärmeeintrag, sodass die Vernetzungsreaktion gestartet wird. Dies erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Aktivierungswerkzeugs.
Nach Aushärten des Klebstoffes K wird schließlich im Schritt IV das fertige Endprodukt, nämlich die insbesondere paarverseilte Leitung 2, erhalten.
Bezugszeichenliste
2 elektrische Leitung
4 Leitungsbündel
6 Einzelader
8 Leiter
10 Isolierung
12 Kleberschicht
14 Komponente 6 Steckverbinder
18 Abzweigstelle
20 Abdichtelement
22 Zwischenräume
M erstes Material
K Klebstoff
F Farbkonzentrat

Claims

Ansprüche
1 . Elektrische Leitung (2) mit einem Leitungsbündel (4) aus zumindest zwei Einzeladern (6), die jeweils einen von einer Isolierung (10) umgebenen Leiter (8) aufweisen, wobei die Einzeladern (6) im endkonfektionierten Zustand miteinander verklebt oder auf einem Träger aufgeklebt sind
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest auf die Isolierung (10) einer der Einzeladern (6) unmittelbar ein Kleber zur Ausbildung einer die Isolierung (10) mantelförmige umgebenden Kleberschicht (12) aufgebracht ist, über die die Einzeladern (6) miteinander verklebt oder auf dem Träger aufgeklebt sind, wobei der Kleber als ein aktivierbarer und aushärtbarer Kleber ausgebildet ist, welcher erst nach einer Aktivierung klebfähig wird und/oder aushärtet und dass das Leitungsbündel (4) im endkonfektionierten Zustand keinen umgebenden Kabelmantel aufweist.
2. Elektrische Leitung (2) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kleberschicht (12) auf die Isolierung (10) mit einer Schichtdicke im Bereich von 5μηπ bis 50μηπ über die gesamte Länge der Einzeladern (6) aufgetragen ist.
3. Elektrische Leitung (2) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei dem Kleber um einen Schmelzkleber handelt, welcher thermisch aktivierbar.
4. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei der Kleberschicht (12) um eine reaktive Beschichtung handelt, die nach der Aktivierung klebfähig und im Endzustand ausgehärtet ist.
5. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kleberschicht (12) als ein auf die Isolierung (10) aufextrudierter oder aufgesprühter, geschlossener Mantel ausgebildet ist.
6. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzeladern (6) miteinander verseilt sind.
7. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie als verzweigte Leitung ausgebildet ist und zumindest eine Einzelader an einer definierten Abzweigestelle (18) abzweigt.
8. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des Leitungsbündels (4) Zwischenräume (22) zwischen den Einzeladern (6) zumindest in einem Teilbereich vollständig mit dem Material der Kleberschicht (12) ausgefüllt sind.
9. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie innerhalb eines Kraftfahrzeugs mantelfrei verlegt ist.
10. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie über die Kleberschicht (12) direkt auf einem Bauteil des Kraftfahrzeugs aufgeklebt ist.
1 1 . Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie über die Kleberschicht (12) direkt auf einem Bauteil des Kraftfahrzeugs aufgeklebt ist.
12. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzeladern (6) als stromführende Adern und nicht zur Datenübertragung verwendet sind.
13. Einzelader insbesondere für eine elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen von einer Isolierung (10) umgebenen Leiter aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf die Isolierung (10) unmittelbar ein Klebstoff zur Ausbildung einer die Isolierung (10) mantelförmige umgebende Kleberschicht (12) aufgebracht ist, über die die Einzelader (6) mit einer weiteren Einzelader (6) oder mit einem Träger verklebbar ist, wobei der Kleber als ein aktivierbarer und aushärtbarer Kleber ausgebildet ist, welcher erst nach einer Aktivierung zunächst klebfähig wird und/oder aushärtet.
14. Einzelader nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie mit nicht aktivierter Kleberschicht (12) auf einer Trommel bevorratet für einen weiteren Prozessschritt, insbesondere für einen Verseilung bereitgestellt ist.
15. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungsbündels (4) aus zumindest zwei Einzeladern (6), die jeweils einen von einer Isolierung (10) umgebenen Leiter (8) aufweisen, wobei vor dem Zusammenfügen der Einzeladern (6) zum Leitungsbündel (4) zumindest auf die Isolierung (10) einer der Einzeladern (6) unmittelbar ein Klebstoff zur Ausbildung einer die Isolie- rung (10) mantelförmig umgebende Kleberschicht (12) aufgetragen wird, wobei der Kleber als ein aktivierbarer und aushärtbarer Kleber ausgebildet ist und die Einzeladern (6) zum Leitungsbündel (4) zusammengefügt und über die Kleberschicht (12) miteinander verklebt oder auf einen Träger aufgeklebt werden, indem der Kleber durch Aktivierung klebfähig wird und/oder aushärtet.
16. Verfahren nach Anspruch 15
dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei dem Kleber um einen Schmelzkleber handelt, welcher thermisch aktiviert wird und/oder dass es sich bei der Kleberschicht (12) um eine reaktive Beschichtung handelt, die nach dem Zusammenfügen der Einzeladern (6) vernetzt.
17. Verfahren nach Anspruchl 5 oder 1 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kleberschicht (12) auf die Isolierung (10) unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Einzeladern (6) aufgebracht wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kleberschicht (12) durch Extrusion oder Aufsprühen auf die Isolierung (10) aufgebracht wird, insbesondere durch Coextrusion zusammen mit der Isolierung (10).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzeladern (6) miteinander verseilt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeladern (6) während einer Aushärtung der Kleberschicht (12) gegeneinander oder gegen den Träger in Kontakt gebracht und insbesondere gepresst werden.
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