EP3314614A1 - Kabel, verfahren zur herstellung eines kabels und extrusionsanlage - Google Patents

Kabel, verfahren zur herstellung eines kabels und extrusionsanlage

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Publication number
EP3314614A1
EP3314614A1 EP16739035.0A EP16739035A EP3314614A1 EP 3314614 A1 EP3314614 A1 EP 3314614A1 EP 16739035 A EP16739035 A EP 16739035A EP 3314614 A1 EP3314614 A1 EP 3314614A1
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EP
European Patent Office
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cable
sections
jacket
spring element
plastics
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16739035.0A
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.)
Leoni Kabel GmbH
Original Assignee
Leoni Kabel GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/184—Sheaths comprising grooves, ribs or other projections
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    • B29C48/15—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. extrusion moulding around inserts
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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3462—Cables

Definitions

  • the invention relates to a cable, a method for producing a cable and an extrusion system for a method for producing a cable.
  • Cables usually have a cable core, which is enveloped by a jacket.
  • the jacket is applied regularly to the cable core in an extrusion process.
  • it is conveyed through an extrusion head of an extrusion plant and while the respective material is supplied by means of a moldable material.
  • the extrusion plant usually has an extruder, for example in the form of a screw conveyor.
  • the material is typically a plastic.
  • the jacket is made of a suitable plastic which is selected according to specific criteria, such as elasticity, bending flexibility, heat resistance, media resistance or media tightness. Often, however, there are multiple and possibly even conflicting requirements with respect to the shell, which may then lead to compromises in the choice of materials or reduced performance of the cable with respect to at least one of several criteria.
  • a cable on the one hand it is advantageous for a cable on the one hand, to be particularly flexurally flexible, on the other hand, a confusion and knotting of the cable can be more easily avoided by the use of a stiffer plastic.
  • a manufacturing method for such a cable is to be specified as well as an extrusion line for the method.
  • the cable has at least one conductor, generally in particular a cable core, which extends in a longitudinal direction and is surrounded by a jacket.
  • This jacket is extruded onto the conductor and has several sections made of different plastics.
  • the cable has a plurality of sections, on which the jacket is made according to the requirements of the respective section of a suitably suitable material.
  • the sections can be realized as different functional sections on the cable and with respect to the jacket, which sections are then designed in a targeted manner with regard to the respective application of the section.
  • the plastic from which the sheath is made for a particular section is selectively selected for each of the specific requirements of that particular section.
  • the jacket is made entirely of plastics, this is advantageous completely extrudable, thereby making the cable very easy.
  • Another advantage of the use of plastics is, in particular, that the sections can be connected to one another in a materially bonded and thus particularly robust manner, and preferably in accordance with a material fit. are connected to each other.
  • this is achieved, in particular, by the fact that preferably only one extrusion unit is used to form the several sections of the shell, by means of which the entire jacket is extruded.
  • This extrusion plant then comprises an extrusion head, over which the several sections are applied as a particular continuous and continuous coat on the conductor.
  • the plurality of plastics are each a PVC, but in different configurations, for example, with different degrees of hardness.
  • various PE plastics or TPU plastics are also conceivable.
  • the plurality of plastics represent different phases, so that the cable therefore has a multi-phase jacket.
  • all plastics are suitable which are mutually compatible phases, d. H. in particular connectable to each other.
  • At least two of the plastics have different hardness.
  • the jacket then correspondingly hard and soft sections, the soft sections then provide the necessary bending flexibility of the cable and the hard sections provide a degree of rigidity to avoid tangling and / or knotting the cable or at least reduce.
  • a hard PVC and a soft PVC are suitable as different plastics.
  • a hard PVC in particular a PVC with a Shore hardness, in particular Shore A hardness is understood, which is at least a factor of two larger than the Shore Hardness of soft PVC 's .
  • Shore hardness of the soft plastic is for example about 88.
  • one of the sections is expediently designed as a spring element and extends continuously in the longitudinal direction.
  • a trained in this way spring element ensures advantageous along the entire cable for a homogeneous restoring force in the event of bending and thus prevents in particular an unwanted knotting of the cable.
  • the spring element In cross-section transverse to the longitudinal direction of the cable, the spring element then occupies a certain angular range or is arranged only in a certain angular range.
  • various cross-sectional geometries of the spring element are conceivable, for example, round, elliptical or angular in a variant.
  • the remaining jacket is then made of a different plastic or several other plastics.
  • the spring element is circumferentially, in particular spirally formed circumferentially.
  • the spring element is integrated, for example, in the jacket or circumferentially arranged around this.
  • the jacket itself is preferably formed generally circular in cross-section, so in particular has no preferred orientation, as for example. in flat cables is the case.
  • the two sections are expediently formed simultaneously, that is, it is on the head two different plastics simultaneously extruded.
  • the Ex- Trusion then, for example, two extruders, so that the several different plastics are provided simultaneously and in particular continuously.
  • the spring element extends helically around the conductor.
  • the spring element is then advantageously designed in the manner of a helical spring and has a corresponding restoring force when bending and in particular also compressing the cable.
  • the spring effect is achieved in particular by the fact that the plastic which is used to form the spring element is first extruded in a helical shape and then solidified in this helix shape, whereby it then becomes the starting shape, in which the plastic automatically returns upon deformation ,
  • the trained as a spring element section is a plastic spring.
  • the spring element is made of a hard plastic and the remaining coat of a comparatively soft plastic.
  • the spring element then forms a hard section of the jacket, which is preferably embedded in a corresponding soft section, that is, in particular integrated in it.
  • the helical shape is then arranged between the various helices of the spring element in comparison softer plastic, which is then advantageous sufficiently elastic and / or compressible to ensure a degree of bending flexibility.
  • the spring element is formed as a flat strip and thus builds in the radial direction, that is perpendicular to the longitudinal direction, particularly low.
  • the resulting cable is then particularly compact.
  • the spring element is then formed, for example, approximately rectangular.
  • the spring element and the remaining jacket are aligned, so that outwardly a smooth and homogeneous mantle surface results.
  • the jacket is an outer jacket of the cable, this avoids entanglement of the cable with objects of the environment and at the same time also achieves a haptic and visually particularly pleasing design.
  • the spring element builds on the rest of the jacket transverse to the longitudinal direction, so it stands out, so that in particular an improved grip of the cable is realized.
  • the spring element then measured from the rest of the jacket has a height which is in particular about 5 to 50% of the diameter of the cable without spring element.
  • the spring element is preferably materially connected as a portion of the jacket with the remaining jacket, so that in particular slipping of the spring element is prevented relative to the rest of the jacket.
  • the spring element preferably forms on the outside of the jacket a number of limiting elements which predetermine a minimum bending radius of the cable.
  • the limiting elements are then formed by the corresponding protruding parts of the spring element.
  • the minimum bending radius is set in particular by a suitable choice of the height of the spring element.
  • the radius of the cable is then increased accordingly overall, so that when bending the cable, the limiting elements result in a corresponding stiffening or, in extreme cases, even abut each other and in this way limit the bending radius of the cable to a minimum bending radius.
  • the spring element has in particular only a likewise helically circumscribing delimiting element which correspondingly has a number of helices, which then form a stiffener or abut each other during bending and prevent further bending.
  • a particularly simple production of the cable and in particular of the spring element results in an embodiment in which the spring element is produced by means of a strip extrusion process and in particular continuously. In such a strip extrusion process, a plurality of plastics are fed to an extrusion head of the extrusion plant, wherein one of the plastics is formed by means of a strip extrusion head with a strip distributor, as a strip section along the cable.
  • a rotating strip distributor is then preferably used, which is then rotated around the conductor in the continuous operation of the extrusion line, in particular, and in this way extrudes a helically shaped section.
  • the cable has an outer jacket, which surrounds the jacket and conceals it to the outside.
  • the jacket itself is then no outer jacket of the cable and preferably not visible to the outside.
  • further properties of the cable can be adjusted by means of the outer jacket.
  • the outer jacket realizes, for example, a uniform appearance or a shield against environmental influences.
  • the outer jacket is preferably also extruded, for example by means of a downstream extrusion head, in which the conductor with the surrounding jacket serves as a core inlet. Alternatively, however, for example, a banding is conceivable.
  • a plurality of sections are arranged one behind the other in the longitudinal direction. During production, these are then formed correspondingly one after the other. In this way, according to successively arranged functional sections of the cable can be realized. This is particularly advantageous in the case of such a cable, which should have different properties along its entire length at different length positions and / or different functionalities.
  • the sections are formed alternately as hard and soft sections, wherein the soft sections are formed as hinges. In this way, then a cable is formed, which is bendable according to certain predetermined longitudinal positions, that is, on the soft sections, while the intermediate hard sections are relatively rigid.
  • the cable then has corresponding predetermined kinks, namely the soft sections formed as hinges.
  • a cable is suitable, for example, in situations in which it is known in advance how the cable is laid and where bending is necessary.
  • the cable is then made robust due to the use of a hard plastic.
  • the plurality of plastics are in this case preferably selected as described above in connection with the spring element, ie, different hard relative to each other.
  • main properties are selected from a group of main properties, comprising:
  • a media-resistant plastic is characterized in particular by a special seal against, for example, penetration of moisture or certain gases or by a certain resistance, for example, against acids, oils or other aggressive substances.
  • Flame resistance is understood in particular to mean that the plastic is flame-resistant according to the relevant standards.
  • a temperature-resistant plastic for example, heat resistant up to a certain predetermined temperature and / or cold resistant and then suitable for use in particularly cold environment.
  • a plastic for example, contains metal particles or is generally an electrically conductive plastic, whereas an electrically insulating plastic is correspondingly non-conductive and has, for example, a particularly high dielectric strength, ie a particularly high dielectric constant.
  • a plastic selected with regard to mechanical properties is, for example, fiber-reinforced and therefore particularly resistant to tension or particularly elastic. Any sections which do not have to have any particular physical, chemical, electrical or mechanical properties are then expediently made from the most cost-effective plastic possible.
  • a cable for a vehicle electrical system of a motor vehicle should be guided past only on a certain longitudinal section on a warm part of the motor vehicle, for example, the motor, and meet no further requirements on the remaining longitudinal sections.
  • a first section is then formed with the criterion of temperature resistance of a plastic, which is suitable temperature resistant.
  • the rest of the jacket is then made of a particularly inexpensive plastic, since in this case the temperature resistance is of minor importance.
  • the entire cable is here, for example, 5m long, with only 1 m is designed as the first section according to temperature resistance.
  • a cable is to be passed through an oil pan and placed on the first section corresponding within the oil sump. reaching media-tight and / or media-resistant.
  • a sealing section connects to the end, which is guided through a passage of the oil pan and this seal.
  • the first section is then expediently made of a media-tight and / or -be drivingn plastic, the adjoining sealing portions of a sealing and preferably elastic plastic, for effectively closing the passages.
  • the remaining sections of the cable are then suitably adapted according to other requirements.
  • the cable is thus subdivided in the longitudinal direction into different sections, for which application-related different requirements exist, in particular with regard to the abovementioned properties.
  • the cable is now advantageously designed precisely such that in each case an optimally suitable plastic is selected on the respective sections and in this way a jacket is formed, which is made in the longitudinal direction of appropriately selected plastics.
  • the plastics in each case two successive sections are not mixed with each other, but form an interface, which extends substantially transverse to the longitudinal direction and on which in particular a cohesive connection of the two plastics is formed.
  • the sections are particularly defined, that is, the formation of a mixing zone in which both plastics are present simultaneously and thereby possibly adversely affect the properties of the shell is advantageously avoided. Accordingly, there is a defined transition from one section to the next section, without the usual mixing of the different plastics in conventional extrusion systems.
  • Unmixed is therefore understood to mean, in particular, that the defined transition has, if at all, only a short mixing zone which is significantly shorter than the conventionally formed mixing zone. This separation is achieved in particular in that the plastic feed is complete at the end of one section is interrupted, and then to the formation of the subsequent section the supply another plastic is activated. Due to the pressure conditions usually present, it is possible, however, that forms a curvature at the interface at which the two sections abut each other, but which has only small dimensions, that is, in particular extends in the longitudinal direction by less than one centimeter. Appropriately, this is avoided by a suitable pressure control in the plastic supply.
  • the jacket is also an outer jacket of the cable. Accordingly, the jacket is then exposed to particular environmental influences, and the advantageous properties of the selected plastics of the various sections are advantageously used. Accordingly, the use of the jacket as an outer jacket is particularly advantageous in the design of the cable with a plurality of longitudinal sections, since the plastics for the various longitudinal sections are selected with regard to different environmental conditions, in particular in such an embodiment.
  • the jacket is extruded onto the conductor by means of an extrusion head, the jacket being formed with multiple sections and the sections of different plastics, i. especially multi-phase, are manufactured.
  • the process is thus an extrusion process, in particular a multi-phase extrusion, in which all of the plurality of plastics are preferably fed to the extrusion head as a moldable mass or phase for the shell, where they are applied to the shell and shaped accordingly.
  • the different plastics are fed to the extrusion head alternately via a switching element, in particular a switch.
  • a switching element in particular a switch.
  • a switch known from injection molding which has a backflow flap through which a complete retention of the one plastic takes place when another plastic material is supplied.
  • the switch is designed as a Y-switch, with two feeders for two plastics and an outlet for supplying the selected th plastic to the extrusion head.
  • the switch is then advantageously simultaneously stopped the supply of a plastic and activates another plastic.
  • the extrusion head further preferably has the smallest possible volume of material, so that mixing of different supplied plastics is also prevented here.
  • extrusion systems are usually used in extrusion systems. However, these must be operated disadvantageously continuously, that is continuously convey the same amount of material per time.
  • a corresponding extrusion plant then represents in particular a steady-state system in which the amount of material delivered by the extruder is matched to the amount of material extruded by means of the extrusion head.
  • a particular sudden change in the amount of material delivered is problematic.
  • Such extrusion systems are therefore only conditionally suitable for the formation of sections of several, in particular different plastics and are only conditionally operable in combination with the said switching element. Therefore, in a preferred embodiment, the different plastics are each provided via a feed unit with adjustable delivery rate, for example via a melt pump or an injection molding unit. In other words, the amount of material supplied by a respective feed unit is adjustable as needed and is also adjusted as needed.
  • the feed units are pressure-controlled and in particular each designed as an injection molding unit.
  • injection molding units are known in principle for material supply from injection molding, but are usually not used in extrusion processes, since in this case a continuous and particularly constant material supply is desired, which is not guaranteed by the typically limited volume of material of a respective feed unit.
  • a discontinuous feed unit is used for the feed unit, in which the injection molding or extrusion mass is therefore not continuously conveyed.
  • a pressure generating element in the feed for example, a (melt) pump or a stamp.
  • a pressure-controlled feed unit is therefore understood to mean a feed unit which, by means of such a pressure generating element-which is not a continuously operating extruder screw-builds up the pressure for the mass, in particular discontinuously, and / or supplies it to a storage space for the next power stroke, at which point the mass returns from the storage space is issued.
  • an extrusion screw is dispensed with.
  • a plastic is then supplied by means of a first supply unit and a first section is formed and switched to the second supply unit, in particular by means of the switching element after the formation of this first section, in which case the first supply unit, which is now not required, correspondingly new with plastic can be charged.
  • the first supply unit which is now not required, correspondingly new with plastic can be charged.
  • at least two feed units are equipped with different plastics in order to form correspondingly different sections on the cable.
  • the extrusion line is also generally suitable for extruding a strand, but in particular for extruding a shell in the manner described above.
  • the extrusion plant with feed units, in particular melt pumps and / or injection molding units, instead of extruders, is also particularly suitable for extruding sections which are longitudinally extruded one after the other. diert or sprayed, but is in principle also suitable for the production of a cable with longitudinally continuous and especially two or more generally multi-phase sections.
  • the extrusion unit is in particular not an extrusion unit in the conventional sense, ie with extrusion head and extruder, but rather in particular a combination of extrusion line and injection molding line in which the feed units of an injection molding line are combined with the forming element (extrusion head) of a conventional extrusion line ,
  • one of the sections is designed as a spring element and, by means of a strip extrusion head, in particular as a continuous strip along the cable.
  • a strip extrusion head in particular as a continuous strip along the cable.
  • the spring element is also possible to provide the spring element as a semi-finished product and to arrange around the conductor.
  • a portion of the shell is designed as a spring element by a plastic for the spring element is first provided as a strand, which is then placed helically around the conductor around and then heat treated, for fixing the helical course.
  • the remaining jacket is then additionally extruded in particular, so that the spring element is then correspondingly advantageously integrated into the jacket and preferably also connected to it in a material-locking manner.
  • the spring action of the spring element is then achieved in particular by first bringing the plastic into the intended spring shape, then first relaxing it by tempering, and finally solidifying it in the spring form as a basic shape.
  • FIG. 2 shows the cable according to FIG. 1 in a cross-sectional view
  • FIG. 5 shows the cable according to FIG. 4 in a cross-sectional view
  • FIG. 6 shows the cable according to FIG. 4 in a bent state in a side view
  • Fig. 8 shows another cable, which through an environment with certain
  • Fig. 1 a further extrusion plant, with pressure-controlled feed units and a switching element.
  • a cable 2 which extends in a longitudinal direction L and has a conductor 4, which is surrounded by a jacket 6.
  • This jacket 6 has a plurality of sections 8, 10, 12, which are made of different plastics and are extruded onto the conductor 4.
  • a first variant of the cable 2 is shown in Figure 1 in a side view, in which a total of two sections 8, 10 are formed of different plastics, wherein the one section 10 is made as a spring element 13 of a plastic, which is harder than that Training the other section 8 used plastic.
  • the softer plastic then forms a first section 8, in which the harder plastic is embedded as a second section 10.
  • the second section 10, that is to say here the spring element 13 has a helical design and extends in a helical form around the conductor 4 and in the longitudinal direction L.
  • Figure 2 shows the cable 2 according to Figure 1 in a cross-sectional view, which is marked in Figure 1 with l-l.
  • Figure 1 shows the cable 2 according to Figure 1 in a cross-sectional view, which is marked in Figure 1 with l-l.
  • the first section 8 of the softer plastic here forms a particular circular cross section of the shell 6, in which the spring element 13 is embedded.
  • the variant of the cable 2 shown in FIGS. 1 and 2 has an outer casing 14, which is additionally extruded onto the casing 6 and completely covers it.
  • the second portion 10 is designed as a spring element 13 with a round cross-section, but other embodiments are conceivable, for example, the strip-shaped configuration shown in Figure 3.
  • the variant of the cable 2 shown in FIG. 3 is also designed without an additional outer jacket 14, so that the jacket 6 with the sections 8, 10 itself is the outer jacket 14 of the cable 2.
  • Figure 4 shows a further variant of the cable 2 in a side view, in which case formed as a spring element 13 second portion 10 is not fully integrated into the shell 6, but on the remaining coat, that is here the first section 8, builds up and with a height H protrudes, measured perpendicular to the longitudinal direction L.
  • the second portion 10 forms a the cable 2 circumferential limiting element 16, which ensures a corresponding stiffening of the cable 2.
  • FIG. 5 shows the variant of the cable 2 according to FIG. 4 in a sectional view along the level II-II indicated there. Clearly visible here the helically circumscribing second section 10 and its outwardly on the first section 8 building, here triangular cross-section.
  • this limiting element 16 becomes clear in particular in FIG. 6, which shows the cable from FIG. 4 in a curved representation.
  • a minimum bending radius B of the cable 2 is predetermined by the limiting element 16, which is illustrated as in Figure 4 as an arrow.
  • the limitation of the bending radius B is initially achieved in particular by the fact that the limiting element 16 in the bent state prevents overstretching of the cable 2.
  • the different sections of the limiting element 16 abut each other and thereby prevent further bending.
  • a particularly soft jacket is additionally applied, in which then the limiting elements 16 are included or integrated.
  • a plurality of limiting elements in particular as a plurality of unconnected sections 10 of the jacket 6.
  • a plurality of helical spring elements 13 are formed, which then also form a plurality of limiting elements 16 accordingly.
  • Figure 7 shows a further variant of the cable 2, which is designed here in particular as audio or headphone cable.
  • the cable 2 in Figure 7 a plurality of longitudinally L successively arranged sections 8, 10, which are made of different plastics.
  • the jacket 6 of the cable 2 shown here is formed, in particular, from two different plastics, which are arranged alternately in the longitudinal direction L in succession.
  • the first sections 8 are each made of a soft plastic in the variant shown here and then form hinges of the cable 2 to which this can be bent.
  • the second sections 10, which are made of hard plastic in each case form bending-resistant longitudinal sections, which correspond to the first sections 8. can not be bent. In this way, a particularly ordered Zusannnnenlegen the cable 2 allows and prevents knotting or tangling.
  • FIG. 8 shows a cable 2 with a plurality of sections 8, 10, 12, which have been extruded in the longitudinal direction L one behind the other onto a conductor 4 (not shown).
  • the cable 2 is to be laid in sections in an environment U, which makes special demands on the jacket 6 of the cable 2. Outside this environment U, however, there are no special requirements. Such requirements are, for example, a special electrical shielding of the cable 2, to prevent electromagnetic radiation in the environment U or from this in the cable 2, or even a special media resistance, if the environment contains U aggressive substances such as acids. Alternatively, there is a particularly high temperature in the surroundings U, so that the cable should be particularly temperature-resistant on the section 8 guided through the surroundings U.
  • the corresponding first section 8 is therefore made of a suitably suitable plastic, which is selected taking into account the requirements.
  • the sections 12 outside the surroundings U are made of a different plastic which does not need to meet the corresponding requirements and is therefore expediently selected with regard to other criteria.
  • the first section 8 is bordered by two second sections 10, which are arranged in the transition region to the surroundings U and are made, for example, from sealing plastics, if the surroundings U are in particular enclosed.
  • the jacket 6 of the cable 2 shown in FIG. 8 is selectively optimally adapted to the requirements applicable in each case for a specific section 8, 10, 12.
  • the plastics used in each case for forming the different sections 8, 10, 12 are selected according to the requirements applicable to the respective section 8, 10, 12.
  • a cable 2 is shown with a plurality of longitudinal sections L successive sections 8, 10, wherein the cable 2 is to be placed on a component K over which makes certain demands on the section 8 of the cable 2.
  • the component K is a motor of a motor vehicle, not shown, and the section 8 should be particularly resistant to heat. This is therefore made of a correspondingly heat-resistant plastic, whereas in the longitudinal direction L to the section 8 subsequent section 10 are made of a comparatively cheaper plastic, which need not be heat resistant.
  • Figures 8 and 9 show only two of a variety of possible embodiments of the cable 2.
  • the cable 2 comprises a plurality of longitudinally L successively arranged sections 8, 10, 12, wherein the plastic used in each case for their training in terms of the respective Section 8, 10, 12 applicable requirements is selected, ie regarding certain main characteristics of the plastic.
  • the requirements may be in particular physical, chemical, electrical or mechanical requirements, so that a respective plastic is characterized accordingly by certain chemical, physical, electrical or mechanical properties.
  • FIGS. 10 and 11 each show an extrusion plant 18 for producing the cable 2.
  • the extrusion plant 18 is supplied with a respective conductor 4 on which a sheath 6 is then extruded.
  • the cable 2 is in particular continuously conveyed in a conveying direction F, so that the jacket 6 is preferably applied continuously and in particular also continuously.
  • the extrusion system 18 shown in FIG. 10 is used to form a jacket 6 having a plurality of sections 8, 10, wherein these are formed in each case continuously and continuously.
  • the cable 2 produced in FIG. 10 corresponds in this case in particular to the exemplary embodiment already shown in FIG.
  • the extrusion system 18 comprises for the application of the jacket 6 an extrusion head 20, wel Chem a first plastic for forming the first portion 8 is supplied.
  • the second section 10 is formed by means of a strip extrusion head 22, which is integrated into the extrusion head 20 in the variant shown here. To form the helix shape of the second section 10, the strip extrusion head 22 rotates continuously around the longitudinal axis L during operation.
  • FIG. 11 shows a second extrusion system 18, which is particularly suitable for the particularly continuous formation of a plurality of sections 8, 10 arranged one behind the other in the longitudinal direction L.
  • the extrusion of the various plastics is in contrast to the extrusion system 18 of Figure 10 is not continuous, but alternately and selectively.
  • the extrusion system 18 comprises a switching element 24 in order to supply only one or a part number of the plurality of plastics to the extrusion head 20.
  • This switching element 24 is designed here as a switch, with a storage flap 26 which in each case only one of the plastics feeds the extrusion head 20 in a respective position.
  • This special embodiment of the switching element 24 as a switch with a storage flap 26, a mixing of the different plastics during extrusion is particularly efficiently prevented.
  • the material is supplied by a plurality of feed units 28, which are designed here as pressure-controlled injection molding units.
  • a respective one of the feed units 28 is alternatively a melt pump or an extruder.
  • the delivery rate of a respective feed unit 28 is particularly precise metered and is adjusted as needed.
  • the corresponding corresponding to the extrusion head 20 feed unit 28 is then subjected to a corresponding pressure, so that the plastic contained in this feed unit 28 is conveyed into the extrusion head 20 and as a sheath. 6 is extruded onto the conductor 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kabel (2), mit zumindest einem Leiter (4), der sich in einer Längsrichtung (L) erstreckt und von einem Mantel (6) umgeben ist, welcher auf den Leiter (4) aufextrudiert ist. Der Mantel (6) weist mehrere Abschnitte (8, 10, 12) auf, die aus unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt sind, wodurch Abschnitte (8, 10, 12) mit unterschiedlichen Funktionen realisiert sind. Dadurch sind Eigenschaften des Kabels (2) auf einem jeweiligen Abschnitt (8, 10, 12) optimal auf die Anforderungen an diesen Abschnitt (8, 10, 12) angepasst. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kabels (2) sowie eine Extrusionsanlage (18), zur Extrusion des Mantels (6) mit mehreren Abschnitten (8, 10, 12).

Description

Beschreibung
Kabel, Verfahren zur Herstellung eines Kabels und Extrusionsanlage
Die Erfindung betrifft ein Kabel, ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels sowie eine Extrusionsanlage für ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels.
Kabel weisen üblicherweise eine Kabelseele auf, die von einem Mantel umhüllt ist. Der Mantel wird dabei regelmäßig in einem Extrusionsverfahren auf die Kabelseele aufgebracht. Dazu wird diese durch einen Extrusionskopf einer Extrusionsanlage gefördert und währenddessen das jeweilige Material mittels als formbare Masse zugeführt. Zur Bereitstellung des Materials weist die Extrusionsanlage üblicherweise einen Extruder auf, beispielsweise in Form eines Schneckenförderers. Das Material ist typischerweise ein Kunststoff.
Je nach Anwendungsbereich des Kabels ist der Mantel aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt, das nach bestimmten Kriterien, wie beispielsweise Elastizität, Biegeflexibilität, Hitzebeständigkeit, Medienbeständigkeit oder Mediendichtigkeit ausgewählt ist. Häufig liegen bezüglich des Mantels jedoch mehrere und möglicherweise sogar sich widersprechende Anforderungen gleichzeitig vor, welche dann unter Umständen zu Kompromissen bei der Materialwahl führen oder zu einer verringerten Leistungsfähigkeit des Kabels hinsichtlich zumindest eines von mehreren Kriterien.
Beispielsweise ist es bei einem Kabel einerseits vorteilhaft, besonders biegeflexibel zu sein, andererseits kann durch die Verwendung eines steiferen Kunststoffs ein Verwirren und Verknoten des Kabels einfacher vermieden werden. Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Kabel anzugeben, welches hinsichtlich dessen Mantels besonders vielseitig gestaltbar ist und dabei möglichst einfach zu fertigen sein soll. Desweiteren soll ein Herstellungsverfahren für ein solches Kabel angegeben werden sowie eine Extrusionsanlage für das Verfahren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kabel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 , ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 16 sowie eine Extrusionsanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 26. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Kabel sinngemäß auch für das Verfahren sowie die Extrusionsanlage und umgekehrt.
Das Kabel weist zumindest einen Leiter auf, allgemein insbesondere eine Kabelseele, der/die sich in einer Längsrichtung erstreckt und von einem Mantel umgeben ist. Dieser Mantel ist auf den Leiter aufextrudiert und weist mehrere Abschnitte auf, die aus unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt sind.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht insbesondere darin, dass das Kabel mehrere Abschnitte aufweist, auf denen der Mantel je nach Anforderung an den jeweiligen Abschnitt aus einem entsprechend geeigneten Material gefertigt ist. Dadurch lassen sich am Kabel und bezüglich des Mantels die Abschnitte als verschiedene Funktionsabschnitte realisieren, welche dann im Hinblick auf die jeweilige Anwendung des Abschnitts zielgerichtet ausgebildet sind. Mit anderen Worten: der Kunststoff, aus welchem der Mantel für einen bestimmten Abschnitt gefertigt ist, wird jeweils hinsichtlich der speziellen Anforderungen an diesen jeweiligen Abschnitt gezielt ausgewählt.
Dadurch dass der Mantel vollständig aus Kunststoffen gefertigt ist, ist dieser vorteilhaft vollständig extrudierbar und dadurch das Kabel besonders einfach herzustellen. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Kunststoffen besteht insbesondere darin, dass sich die Abschnitte stoffschlüssig und somit besonders robust miteinander verbinden lassen und vorzugsweise entsprechend stoffschlüssig mit- einander verbunden sind. Dies wird unter anderem insbesondere dadurch erzielt, dass zur Ausbildung der mehreren Abschnitte des Mantels vorzugsweise lediglich eine Extrusionsanlage verwendet wird, mittels welcher der gesamte Mantel aufext- rudiert wird. Diese Extrusionsanlage umfasst dann einen Extrusionskopf, über welchen die mehreren Abschnitte als insbesondere durchgängiger und zusammenhängender Mantel auf den Leiter aufgetragen werden.
Als Kunststoff eignen sich grundsätzlich alle insbesondere extrudierbaren Kunststoffe. Bevorzugterweise werden jedoch solche Kunststoffe verwendet, die sich miteinander besonders gut verbinden, so dass ein möglichst guter Stoffschluss realisiert ist. Beispielsweise sind die mehreren Kunststoffe jeweils ein PVC, jedoch in unterschiedlichen Konfigurationen, beispielsweise mit unterschiedlichen Härtegraden. Denkbar sind auch diverse PE-Kunststoffe oder TPU-Kunststoffe. Insbesondere stellen die mehreren Kunststoffe unterschiedliche Phasen dar, sodass das Kabel demnach einen mehrphasigen Mantel aufweist. Generell sind daher insbesondere alle Kunststoff geeignet die zueinander verträgliche Phasen sind, d. h. insbesondere miteinander verbindbar sind.
In einer geeigneten Ausgestaltung sind zumindest zwei der Kunststoffe unterschiedlich hart. Dadurch lassen sich insbesondere mehrere Abschnitte mit unterschiedlicher Biegeflexibilität realisieren. Auf diese Weise ist es dann insbesondere möglich einen sogenannten Verwirrungsschutz beispielsweise für ein Kopfhörerkabel zu realisieren. Dabei weist der Mantel dann entsprechend harte und weiche Abschnitte auf, wobei die weichen Abschnitte dann für die notwendige Biegeflexibilität des Kabels sorgen und die harten Abschnitte ein gewisses Maß an Steifigkeit bereitstellen um ein Verwirren und/oder Verknoten des Kabels zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Durch die Ausbildung mehrerer Abschnitte aus unterschiedlich harten Kunststoffen ist es dann insbesondere durch geeignete Auswahl der Kunststoffe sowie der Dimensionierung und der Anordnung der mehreren Abschnitte zueinander auf vorteilhafte Weise möglich, die Biegeflexibilität und Steifigkeit des Kabels gegeneinander in geeigneter Weise abzuwägen und einzustellen. Allgemein eignen sich als unterschiedliche Kunststoffe beispielsweise diverse PVC- Kunststoffe. Im Falle von unterschiedlich harten Kunststoffen also beispielsweise ein hartes PVC und ein weiches PVC, wobei unter einem harten PVC insbesondere ein PVC mit einer Shore-Härte, insbesondere Shore-A-Härte, verstanden wird, die wenigstens einen Faktor zwei größer ist als die Shore-Härte des weichen PVC's. Von vorrangiger Bedeutung ist hierbei also insbesondere die relative Härte der verwendeten Kunststoffe zueinander und weniger die absolute Härte. Mit anderen Worten: auch der harte Kunststoff weist üblicherweise eine gewisse Elastizität auf, ist jedoch im Vergleich zum weichen Kunststoff biegesteifer. Eine geeignete Shore-Härte des weichen Kunststoffes liegt beispielsweise bei etwa 88.
Besonders zur Ausbildung eines Verwirrungsschutzes für ein Kabel, ist einer der Abschnitte zweckmäßigerweise als Federelement ausgebildet und erstreckt sich durchgängig in Längsrichtung. Ein auf diese Weise ausgebildetes Federelement sorgt auf vorteilhafte Weise entlang des gesamten Kabels für eine homogene Rückstell kraft im Falle einer Verbiegung und verhindert somit insbesondere ein ungewolltes Verknoten des Kabels. Im Querschnitt quer zur Längsrichtung des Kabels nimmt das Federelement dann einen bestimmten Winkelbereich ein oder ist lediglich in einem bestimmten Winkelbereich angeordnet. Zunächst sind dabei diverse Querschnittsgeometrien des Federelements denkbar, beispielsweise rund, elliptisch oder in einer Variante eckig. Der restliche Mantel ist dann aus einem anderen Kunststoff oder mehreren anderen Kunststoffen gefertigt.
Vorzugsweise ist das Federelement umlaufend, insbesondere spiralförmig umlaufend ausgebildet. Das Federelement ist dabei beispielsweise in den Mantel integriert oder umlaufend um diesen angeordnet. Der Mantel selbst ist vorzugsweise allgemein im Querschnitt kreisrund ausgebildet, weist also insbesondere keine Vorzugsorientierung auf, wie dies z.B. bei Flachkabeln der Fall ist.
Insbesondere in der durchgängigen Ausbildung werden die beiden Abschnitte zweckmäßigerweise gleichzeitig ausgebildet, dass heißt es werden auf den Leiter zwei unterschiedliche Kunststoffe gleichzeitig aufextrudiert. Dazu umfasst die Ex- trusionsanlage dann beispielsweise zwei Extruder, sodass die mehreren unterschiedlichen Kunststoffe gleichzeitig und insbesondere kontinuierlich bereitgestellt werden.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung erstreckt sich das Federelement helixartig um den Leiter herum. Das Federelement ist dann vorteilhaft nach Art einer Schraubenfeder ausgebildet und weist beim Verbiegen und insbesondere auch Stauchen des Kabels eine entsprechende Rückstellkraft auf. Die Federwirkung wird dabei insbesondere dadurch erzielt, dass der Kunststoff welcher zur Ausbildung des Federelements verwendet wird, zunächst in einer Helixform auf- extrudiert wird und dann in dieser Helixform erstarrt, wodurch diese dann zur Ausgangsform wird, in welche der Kunststoff bei einer Verformung automatisch zurückkehrt. Mit anderen Worten: der als Federelement ausgebildete Abschnitt ist eine Kunststoff-Feder.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird das Federelement aus einem harten Kunststoff gefertigt und der restliche Mantel aus einem im Vergleich dazu weichen Kunststoff. Das Federelement bildet dann einen harten Abschnitt des Mantels, welcher in einem entsprechenden weichen Abschnitt vorzugsweise eingebettet, dass heißt insbesondere in diesen integriert ist. Insbesondere im Falle der Helixform ist dann zwischen den diversen Wendeln des Federelements ein im Vergleich dazu weicherer Kunststoff angeordnet, welcher dann vorteilhafte hinreichend elastisch und/oder kompressibel ist, um ein gewisses Maß an Biegeflexibilität zu gewährleisten.
In einer zweckmäßigen Variante ist das Federelement als flacher Streifen ausgebildet und baut damit in radialer Richtung, dass heißt senkrecht zur Längsrichtung, besonders gering auf. Das resultierende Kabel ist dann besonders kompakt. Im Querschnitt ist das Federelement dann beispielsweise in etwa rechteckig ausgeformt.
In einer geeigneten Ausgestaltung fluchten das Federelement und der restliche Mantel, sodass sich nach außen hin eine glatte und homogene Manteloberfläche ergibt. Besonders in solchen Fällen, in denen der Mantel ein Außenmantel des Kabels ist, wird dadurch ein Verhaken des Kabels an Gegenständen der Umgebung vermieden und zugleich auch eine haptisch sowie optisch besonders gefällige Ausgestaltung erzielt.
In einer ebenfalls geeigneten Alternative baut dagegen das Federelement auf dem restlichen Mantel quer zur Längsrichtung auf, steht also quasi hervor, wodurch dann insbesondere eine verbesserte Griffigkeit des Kabels realisiert ist. In radialer Richtung weist das Federelement dann vom restlichen Mantel aus gemessen eine Höhe auf, die insbesondere etwa 5 bis 50% des Durchmessers des Kabel ohne Federelement beträgt. Auch in dieser aufbauenden Version ist das Federelement als Abschnitt des Mantels mit dem restlichen Mantel vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, sodass insbesondere ein Verrutschen des Federelements relativ zum restlichen Mantel verhindert ist.
Vorzugsweise bildet das Federelement außenseitig des Mantels eine Anzahl von Begrenzungselementen aus, welche einen minimalen Biegeradius des Kabels vorgeben. Insbesondere in Kombination mit dem quer zur Längsrichtung auf dem restlichen Mantel aufbauenden Federelement, werden die Begrenzungselemente dann durch die entsprechend hervorstehenden Teile des Federelements ausgebildet. Der minimale Biegeradius ist dabei insbesondere durch geeignete Wahl der Höhe des Federelements eingestellt. An den entsprechenden Stellen ist dann der Radius des Kabels insgesamt entsprechend vergrößert, sodass beim Verbiegen des Kabels die Begrenzungselemente eine entsprechende Versteifung zur Folge haben oder im Extremfall sogar aneinander anstoßen und auf diese Weise den Biegeradius des Kabels auf einen minimalen Biegeradius begrenzen. Bei der heli- xartigen Ausgestaltung des Federelements weist das Federelement dann dementsprechend insbesondere lediglich ein ebenfalls helixartig umlaufendes Begrenzungselement auf, das entsprechend eine Anzahl von Wendeln aufweist, die dann eine Versteifung bilden oder beim Verbiegen gegeneinander anstoßen und ein weiteres Verbiegen verhindern. Eine besonders einfache Herstellung des Kabels und insbesondere des Feder- elements ergibt sich in einer Ausgestaltung, in welcher das Federelement mittels eines Streifenextrusionsverfahrens und insbesondere kontinuierlich hergestellt ist. Bei einem solchen Streifenextrusionsverfahren werden einem Extrusionskopf der Extrusionsanlage mehrere Kunststoffe zugeführt, wobei einer der Kunststoffe mittels eines Streifenextrusionskopfs mit einem Streifenverteiler, als Streifenabschnitt entlang des Kabels ausgebildet wird. Zur Ausbildung eines helixartigen Verlaufs des Federelements wird dann vorzugsweise ein rotierender Streifenverteiler verwendet, der im insbesondere kontinuierlichen Betrieb der Extrusionsanlage dann um den Leiter herum rotiert wird und auf diese Weise einen helixartig geformten Abschnitt aufextrudiert.
In einer zweckmäßigen Variante weist das Kabel einen Außenmantel auf, welcher den Mantel umgibt und nach außen hin verdeckt. Der Mantel selbst ist dann kein Außenmantel des Kabels und nach außen hin vorzugsweise nicht sichtbar. Auf diese Weise lassen sich mittels des Außenmantels weitere Eigenschaften des Kabels einstellen. Während der Mantel beispielsweise in oben genannter Weise ein Federelement aufweist, mit einer entsprechenden Rückstellwirkung, wird dann durch den Außenmantel beispielsweise ein einheitliches Aussehen realisiert oder eine Abschirmung gegen Umgebungseinflüsse. Der Außenmantel ist dabei vorzugsweise ebenfalls aufextrudiert beispielsweise mittels eines nachgeschalteten Extrusionskopfes, bei welchem der Leiter mit dem diesen umgebenden Mantel als Kerneinlauf dient. Alternativ ist aber beispielsweise auch eine Bandierung denkbar.
Im Gegensatz zur oben erwähnten gleichzeitigen Ausbildung mehrerer Abschnitte, sind in einer vorteilhaften Variante mehrere Abschnitte in Längsrichtung hintereinander angeordnet. Bei der Herstellung werden diese dann entsprechend nacheinander ausgebildet. Auf diese Weise lassen sich entsprechend hintereinander angeordnete Funktionsabschnitte des Kabels realisieren. Dies ist insbesondere bei einem solchen Kabel von Vorteil, welches entlang dessen gesamter Länge an verschiedenen Längenpositionen verschiedene Eigenschaften aufweisen soll und/oder unterschiedliche Funktionalitäten. In einer ersten geeigneten Variante sind die Abschnitte abwechselnd als harte und weiche Abschnitte ausgebildet, wobei die weichen Abschnitte als Scharniere ausgebildet sind. Auf diese Weise wird dann ein Kabel ausgebildet, welches lediglich an bestimmten vorgegebenen Längspositionen, dass heißt auf den weichen Abschnitten entsprechend biegeflexibel ist, während die dazwischen liegenden harten Abschnitte vergleichsweise biegesteif sind. Das Kabel weist dann entsprechend vorbestimmte Knickstellen auf, nämlich die als Scharniere ausgebildeten weichen Abschnitte. Ein solches Kabel eignet sich beispielsweise in solchen Situationen, in denen vorab bekannt ist, wie das Kabel verlegt wird und an welchen Stellen ein Umbiegen nötig ist. Auf den nicht gebogenen Abschnitten ist das Kabel dann aufgrund der Verwendung eines harten Kunststoffs entsprechend robust ausgebildet. Die mehreren Kunststoffe sind hierbei vorzugsweise wie oben im Zusammenhang mit dem Federelement beschrieben ausgewählt, d.h. unterschiedlich hart relativ zueinander.
Allgemein ergibt sich eine Vielzahl weiterer geeigneter Varianten dadurch, dass zumindest zwei aufeinander folgende Abschnitte aus Kunststoffen mit unterschiedlichen Haupteigenschaften gefertigt sind. Dabei sind diese Haupteigenschaften ausgewählt aus einer Gruppe von Haupteigenschaften, umfassend:
chemische Eigenschaften, insbesondere Medienbeständigkeit, physikalische Eigenschaften, insbesondere Flammbeständigkeit oder Temperaturbeständigkeit, elektrische Eigenschaften, insbesondere elektromagnetische Schirmung oder elektrische Isolation, mechanische Eigenschaften, insbesondere Härte oder Elastizität, und Preis. Auf diese Weise ist ein abschnittsweise optimal konfiguriertes und ausgestaltetes Kabel realisiert, bei dem an jeder Längenposition das Mantelmaterial entsprechend der jeweiligen Anforderung an diese Längenposition geeignet ausgewählt ist.
Unter Haupteigenschaft wird dabei insbesondere diejenige Eigenschaft verstanden, durch welche sich der entsprechende Kunststoff vorrangig auszeichnet und aufgrund welcher dieser auch vorrangig für die entsprechende Anwendung ausgewählt wird. Solche Haupteigenschaften betreffen insbesondere physikalische, chemische, elektrische oder mechanische Eigenschaften eines jeweiligen Kunststoffs. So zeichnet sich ein medienbeständiger Kunststoff insbesondere durch eine besondere Dichtigkeit gegenüber beispielsweise ein Eindringen von Feuchtigkeit oder bestimmten Gasen aus oder durch eine gewisse Resistenz beispielsweise gegenüber Säuren, Ölen oder anderen aggressiven Stoffen. Unter Flammbeständigkeit wird insbesondere verstanden, dass der Kunststoff gemäß den einschlägigen Normen flammbeständig ist. Ein temperaturbeständiger Kunststoff ist beispielsweise hitzebeständig bis zu einer bestimmten, vorgegebenen Temperatur und/oder kältebeständig und dann zur Verwendung in besonders kalter Umgebung geeignet. Um eine elektromagnetische Schirmwirkung erzielen, wird enthält ein Kunststoff beispielsweise Metallpartikel oder ist generell ein elektrisch leitender Kunststoff, wohingegen ein elektrisch isolierender Kunststoff entsprechend nicht-leitend ist und beispielsweise eine besonders hohe Durchschlagsfestigkeit, d.h. eine besonders hohe Dielektrizitätszahl aufweist. Ein hinsichtlich mechanischer Eigenschaften ausgewählter Kunststoff ist beispielsweise faserverstärkt und dadurch besonders zugfest oder besonders elastisch. Jegliche Abschnitte, die keine besonderen physikalischen, chemischen, elektrischen oder mechanischen Eigenschaften aufweisen müssen, sind dann zweckmäßigerweise aus einem möglichst kostengünstigen Kunststoff gefertigt.
Beispielsweise soll ein Kabel für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs lediglich auf einem bestimmten Längsabschnitt an einem warmen Teil des Kraftfahrzeugs beispielsweise dem Motor, vorbeigeführt werden und auf den restlichen Längsabschnitten keinen weiteren Anforderungen genügen. Bei diesem Kabel wird dann ein erster Abschnitt mit dem Kriterium der Temperaturbeständigkeit aus einem Kunststoff ausgebildet, welcher geeignet temperaturbeständig ist. Der übrige Mantel wird dann dagegen aus einem besonders kostengünstigen Kunststoff gefertigt, da hierbei die Temperaturbeständigkeit von untergeordneter Bedeutung ist. Das gesamte Kabel ist hierbei beispielsweise 5m lang, wobei lediglich 1 m als erster Abschnitt entsprechend temperaturbeständig ausgeführt ist.
In einem zweiten Beispiel soll ein Kabel durch eine Ölwanne geführt werden und auf dem entsprechend innerhalb der Ölwanne verlaufenden ersten Abschnitt hin- reichend mediendicht und/oder medienbeständig sein. An diesen Abschnitt schließt sich endseitig jeweils ein Dichtabschnitt an, welcher durch eine Durchführung der Ölwanne geführt wird und diese abdichten soll. Der erste Abschnitt wird dann zweckmäßigerweise aus einem mediendichten und/oder -beständigen Kunststoff gefertigt, die sich daran anschließenden Dichtabschnitte aus einem abdichtenden und vorzugsweise elastischen Kunststoff, zum effektiven Verschließen der Durchführungen. Die übrigen Abschnitte des Kabels werden dann zweckmäßigerweise entsprechend an andere Anforderungen angepasst.
Allgemein ist das Kabel also in Längsrichtung in unterschiedliche Abschnitte unterteilt, für die anwendungsbedingt unterschiedliche Anforderungen vorliegen, insbesondere hinsichtlich der oben genannten Eigenschaften. Das Kabel ist nun vorteilhaft genau derart ausgebildet, dass auf den jeweiligen Abschnitten jeweils ein optimal geeigneter Kunststoff ausgewählt ist und auf diese Weise ein Mantel ausgebildet ist, der in Längsrichtung aus entsprechend ausgewählten Kunststoffen gefertigt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Kunststoffe jeweils zwei aufeinander folgender Abschnitte nicht miteinander vermischt, sondern bilden eine Grenzfläche aus, die im Wesentlichen quer zur Längsrichtung verläuft und an welcher insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung der beiden Kunststoffe ausgebildet ist. Auf diese Weise sind die Abschnitte besonders definiert ausgebildet, dass heißt die Bildung einer Mischzone, in welcher beide Kunststoffe gleichzeitig vorliegen und dadurch möglicherweise die Eigenschaften des Mantels negativ beeinflussen, wird vorteilhafterweise vermieden. Es erfolgt demnach ein definierter Übergang von einem Abschnitt auf den darauf folgenden Abschnitt, ohne die ansonsten bei herkömmlichen Extrusionsanlagen übliche Vermischung der verschiedenen Kunststoffe miteinander. Unter„nicht miteinander vermischt" wird somit insbesondere verstanden, dass der definierte Übergang wenn überhaupt lediglich eine kurze Mischzone aufweist, die deutlich kürzer ist, als die herkömmlicherweise ausgebildete Mischzone. Diese Trennung wird insbesondere dadurch erzielt, dass am Ende des einen Abschnitts die Kunststoffzufuhr vollständig unterbrochen wird, und dann zur Ausbildung des nachfolgenden Abschnitts die Zufuhr eines anderen Kunststoffs aktiviert wird. Aufgrund der üblicherweise vorliegenden Druckverhältnisse ist es dabei allerdings möglich, dass sich an der Grenzfläche, an welcher die beiden Abschnitte aneinander anliegen, eine Wölbung ausbildet, die jedoch lediglich geringe Ausmaße aufweist, dass heißt insbesondere sich in Längsrichtung um weniger als einen Zentimeter erstreckt. Zweckmäßigerweise wird dies jedoch durch eine geeignete Druckregelung bei der Kunststoffzufuhr vermieden.
In einer geeigneten Variante ist der Mantel auch ein Außenmantel des Kabels. Demnach ist der Mantel dann insbesondere Umgebungseinflüssen ausgesetzt, und die vorteilhaften Eigenschaften der ausgewählten Kunststoffe der verschiedenen Abschnitte kommen vorteilhaft zum Tragen. Entsprechend ist die Verwendung des Mantels als Außenmantel besonders bei der Ausgestaltung des Kabels mit mehreren Längsabschnitten vorteilhaft, da insbesondere in einer solchen Ausgestaltung die Kunststoffe für die verschiedenen Längsabschnitte hinsichtlich unterschiedlicher Umgebungsbedingungen ausgewählt werden.
Beim Verfahren zur Herstellung des Kabels wird der Mantel mittels eines Extru- sionskopfs auf den Leiter aufextrudiert, wobei der Mantel mit mehreren Abschnitten ausgebildet wird und die Abschnitte aus unterschiedlichen Kunststoffen, d.h. insbesondere mehrphasig, gefertigt werden. Das Verfahren ist somit ein Extru- sionsverfahren, insbesondere eine Mehr-Phasen-Extrusion, bei dem für den Mantel vorzugsweise sämtliche der mehreren Kunststoffe jeweils als formbare Masse oder Phase dem Extrusionskopf zugeführt werden und dort auf den Mantel aufgebracht sowie entsprechend geformt werden.
Zweckmäßigerweise werden die unterschiedlichen Kunststoffe dem Extrusionskopf wechselweise über ein Umschaltelement, insbesondere eine Weiche zugeführt. Vorzugsweise wird eine an aus dem Spritzguss an sich bekannte Weiche verwendet, welche eine Rückstauklappe aufweist, durch die ein vollständiges Zurückhalten des einen Kunststoffs bei Zuführung eines anderen Kunststoffs erfolgt. Beispielsweise ist die Weiche hierbei als Y-Weiche ausgeführt, mit zwei Zuführungen für zwei Kunststoffe sowie einem Auslass, zur Zuführung des ausgewähl- ten Kunststoffs zum Extrusionskopf. Durch entsprechendes Umschalten der Weiche wird dann vorteilhafterweise gleichzeitig die Zufuhr des einen Kunststoffs gestoppt und die eines anderen Kunststoffs aktiviert. Dadurch ist die Ausbildung einer Mischzone besonders effektiv vermieden. Die zwei aufeinander folgend gebildeten Abschnitte sind vielmehr auf definierte Weise ausgebildet. Der Extrusionskopf weist hierzu weiterhin vorzugsweise ein möglichst geringes Materialvolumen auf, sodass auch hier eine Vermischung verschiedener zugeführter Kunststoffe verhindert ist.
Zur Materialzuführung werden bei Extrusionsanlagen üblicherweise Extruder verwendet. Diese müssen jedoch nachteilig kontinuierlich betrieben werden, dass heißt kontinuierlich dieselbe Materialmenge pro Zeit fördern. Eine entsprechende Extrusionsanlage stellt dann insbesondere ein eingeschwungenes System dar, bei dem die vom Extruder geförderte Materialmenge auf die mittels des Extrusions- kopfs aufextrudierte Materialmenge abgestimmt ist. Eine insbesondere sprunghafte Änderung der geförderten Materialmenge ist dabei problematisch. Solche Extrusionsanlagen eignen sich daher lediglich bedingt zur Ausbildung von Abschnitten aus mehreren, insbesondere unterschiedlichen Kunststoffen und sind auch nur bedingt in Kombination mit der dem erwähnten Umschaltelement betreibbar. Daher werden in einer bevorzugten Ausgestaltung die unterschiedlichen Kunststoffe jeweils über eine Zuführeinheit mit einstellbarer Fördermenge bereitgestellt, beispielsweise über eine Schmelzpumpe oder ein Spritzgussaggregat. Mit anderen Worten: die von einer jeweiligen Zuführeinheit zugeführte Materialmenge ist bedarfsweise einstellbar und wird auch bedarfsweise eingestellt.
In einer geeigneten Ausgestaltung sind die Zuführeinheiten druckgesteuert und insbesondere jeweils als Spritzgussaggregat ausgebildet. Solche Spritzgussaggregate sind prinzipiell zur Materialzuführung aus dem Spritzguss bekannt, werden jedoch bei Extrusionsverfahren üblicherweise nicht verwendet, da hierbei eine kontinuierliche und insbesondere gleichbleibende Materialzuführung gewünscht ist, welche durch das typischerweise begrenzte Materialvolumen einer jeweiligen Zuführeinheit nicht gewährleistet ist. Bei der Ausbildung mehrerer Abschnitte ist es jedoch vorteilhaft möglich, durch Verwendung entsprechend mehrerer Zuführ- einheiten diese abwechselnd, d.h. quasi gegenphasig zu betreiben, sodass also bei Zuführung von Kunststoff aus einer Zuführeinheit die andere Zuführeinheit nicht benötigt wird und stattdessen beispielsweise neu mit Material beladen wird.
Vorzugsweise wird für die Zuführeinheit - im Unterschied zu einer Förderschnecke (Extruderschnecke) bei einem Extruder -eine diskontinuierlich arbeitende Zuführeinheit verwendet, bei der also die Spritzguss- oder Extrusionsmasse nicht kontinuierlich gefördert wird. Zur Förderung wird in der Zuführeinheit ein Druck auf die Masse durch ein Druckerzeugungselement ausgeübt, beispielsweise eine (Schmelze-) Pumpe oder ein Stempel. Unter druckgesteuerte Zuführeinheit wird daher eine Zuführeinheit verstanden, die mittels eines solchen Druckerzeugungselements - welches eben keine kontinuierlich arbeitende Extruderschnecke ist— den Druck für die Masse insbesondere diskontinuierlich aufbaut und / oder einem Speicherraum für den nächsten Arbeitstakt zuführt, bei dem die Masse aus dem Speicherraum wieder ausgegeben wird. Für die Zuführung der Masse zum Extru- sionskopf wird daher insbesondere auf eine Extrusionsschnecke verzichtet.
In einer geeigneten Ausgestaltung wird dann mittels einer ersten Zuführeinheit ein Kunststoff zugeführt und ein erster Abschnitt ausgebildet und nach Ausbildung dieses ersten Abschnitts auf die zweite Zuführeinheit insbesondere mittels des Umschaltelements umgeschaltet, wobei dann die erste Zuführeinheit, welche nun nicht benötigt wird, entsprechend neu mit Kunststoff aufgeladen werden kann. Prinzipiell ist es dabei auch möglich mehrere Zuführeinheiten mit dem gleichen Kunststoff zu bestücken, sodass dann ein entsprechend großes Materialvolumen dieses Kunststoffs zur Verfügung steht. Vorzugsweise werden jedoch zumindest zwei Zuführeinheiten mit unterschiedlichen Kunststoffen bestückt, um entsprechend unterschiedliche Abschnitte am Kabel auszubilden.
Die Extrusionsanlage ist auch allgemein zur Extrusion eines Strangguts geeignet, insbesondere jedoch zur Extrusion eines Mantels in oben beschriebener Weise. Die Extrusionsanlage mit Zuführeinheiten, insbesondere Schmelzpumpen und/oder Spritzgussaggregaten, anstelle von Extrudern eignet sich zudem besonders zur Extrusion von Abschnitten die in Längsrichtung hintereinander aufextru- diert oder aufgespritzt werden, ist aber prinzipiell auch zur Herstellung eines Kabels mit in Längsrichtung durchgängigen und insbesondere zwei- oder generell mehrphasigen Abschnitten geeignet. Generell ist die Extrusionsanlage aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Zuführeinheiten insbesondere keine Extrusionsanlage im herkömmlichen Sinne, d. h. mit Extrusionskopf und Extruder, sondern vielmehr insbesondere eine Kombination aus Extrusionsanlage und Spritzgussanlage, bei der die Zuführeinheiten einer Spritzgußanlage mit dem Formgebungselement (Extrusionskopf) einer herkömmlichen Extrusionsanlage kombiniert sind.
Alternativ oder zusätzlich wird daher in einer geeigneten Variante bei der Herstellung des Kabels einer der Abschnitte als Federelement und mittels eines Streifen- extrusionskopfs als insbesondere kontinuierlicher Streifen entlang des Kabels ausgebildet. Zur Zuführung des Kunststoffs zwecks Ausbildung des Federelements kommen dann prinzipiell zwei Ausführungen in Frage, nämlich erstens die oben beschriebene Zuführung über Spritzgussaggregate, insbesondere mehrere Spritzgussaggregate mit begrenztem Materialvolumen und zweitens eine Zuführung mittels eines herkömmlichen Extruders.
Alternativ ist es auch möglich das Federelement als Halbzeug bereitzustellen und um den Leiter herum anzuordnen. In einer bevorzugten Variante wird dazu ein Abschnitt des Mantels als Federelement ausgebildet, indem ein Kunststoff für das Federelement zunächst als Strang bereitgestellt wird, welcher dann helixartig um den Leiter herum gelegt wird und anschließend temperaturbehandelt wird, zur Fixierung des helixartigen Verlaufs. Der restliche Mantel wird dann zusätzlich insbesondere aufextrudiert, sodass das Federelement dann entsprechend vorteilhaft in den Mantel integriert ist und vorzugsweise auch mit diesem stoffschlüssig verbunden ist. Die Federwirkung des Federelements wird dann insbesondere dadurch erzielt, dass der Kunststoff zunächst in die beabsichtigte Federform gebracht wird, dann durch Temperierung zunächst entspannt wird und schließlich in der Federform als Grundform erstarrt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch: Fig. 1 ein Kabel in einer Seitenansicht,
Fig. 2 das Kabel gemäß Fig. 1 in einer Querschnittansicht,
Fig. 3 ein weiteres Kabel in einer Querschnittansicht,
Fig. 4 ein weiteres Kabel in einer Seitenansicht,
Fig. 5 das Kabel gemäß Fig. 4 in einer Querschnittansicht,
Fig. 6 das Kabel gemäß Fig. 4 in gebogenem Zustand in einer Seitenansicht,
Fig. 7 ein weiteres Kabel, das als Audiokabel ausgebildet ist,
Fig. 8 ein weiteres Kabel, welches durch eine Umgebung mit bestimmten
Anforderungen an den Mantel verlegt ist,
Fig. 9 ein weiteres Kabel, welches in der Umgebung einer Komponente verlegt ist,
Fig. 10 eine Extrusionsanlage zur Streifenextrusion eines helixartigen Abschnitts, und
Fig. 1 1 eine weitere Extrusionsanlage, mit druckgesteuerten Zuführeinheiten und einem Umschaltelement.
In den Figuren 1 bis 9 sind verschiedene Ausführungsbeispiele eines Kabels 2 dargestellt, welches sich in einer Längsrichtung L erstreckt und einen Leiter 4 aufweist, der von einem Mantel 6 umgeben ist. Dieser Mantel 6 weist mehrere Abschnitte 8, 10, 12 auf, die aus unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt sind und auf den Leiter 4 aufextrudiert sind.
Dabei ist in Figur 1 in einer Seitenansicht eine erste Variante des Kabels 2 gezeigt, bei welchem insgesamt 2 Abschnitte 8, 10 aus unterschiedlichen Kunststoffen ausgebildet sind, wobei der eine Abschnitt 10 als Federelement 13 aus einem Kunststoff hergestellt ist, der härter ist als der zur Ausbildung des anderen Abschnitts 8 verwendete Kunststoff. Der weichere Kunststoff bildet dann einen ersten Abschnitt 8, in welchen der härtere Kunststoff als zweiter Abschnitt 10 eingebettet ist. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist zudem der zweite Abschnitt 10, das heißt hier das Federelement 13 helixartig ausgebildet und erstreckt sich einer Helixform um den Leiter 4 herum und in Längsrichtung L. Dadurch ist der zweite Abschnitt 10 nach Art einer Schraubenfeder mit einer entsprechenden Federwirkung ausgebildet, wodurch dann die Biegeelastizität des gesamten Kabels 2 derart eingestellt ist, dass ein Verwirren oder Verknoten des Kabels 2 verhindert wird. Durch diese Kombination eines harten und eines weichen Kunststoffs ist dann ein besonders wirkungsvoller Verwirrungsschutz realisiert.
Figur 2 zeigt das Kabel 2 gemäß Figur 1 in einer Querschnittansicht, die in Figur 1 mit l-l gekennzeichnet ist. Deutlich erkennbar ist der hier zentral geführte Leiter 4 und der Mantel 6, welcher den Leiter 4 vollständig umgibt. Der erste Abschnitt 8 aus dem weicheren Kunststoff bildet hier einen insbesondere kreisrunden Querschnitt des Mantels 6 aus, in welchen das Federelement 13 eingebettet ist. Weiterhin weist die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Variante des Kabels 2 einen Außenmantel 14 auf, welcher zusätzlich auf den Mantel 6 aufextrudiert ist und diesen vollständig überdeckt.
In Figur 2 ist der zweite Abschnitt 10 als Federelement 13 mit einem runden Querschnitt ausgeführt, denkbar sind jedoch auch andere Ausgestaltungen beispielsweise die in Figur 3 dargestellte streifenförmige Ausgestaltung. Die in Figur 3 gezeigte Variante des Kabels 2 ist zudem ohne zusätzlichen Außenmantel 14 ausgebildet, sodass der Mantel 6 mit den Abschnitten 8, 10 selbst der Außenmantel 14 des Kabels 2 ist.
Figur 4 zeigt eine weitere Variante des Kabels 2 in einer Seitenansicht, wobei hier der als Federelement 13 ausgebildete zweite Abschnitt 10 nicht vollständig in den Mantel 6 integriert ist, sondern auf dem restlichen Mantel, dass heißt hier dem ersten Abschnitt 8, aufbaut und dabei mit einer Höhe H hervorsteht, senkrecht zur Längsrichtung L gemessen. Auf diese Weise bildet der zweite Abschnitt 10 ein das Kabel 2 umlaufendes Begrenzungselement 16 aus, welches eine entsprechende Versteifung des Kabels 2 gewährleistet.
In Figur 5 ist die Variante des Kabels 2 gemäß Figur 4 in einer Schnittansicht entlang der dort angegebenen Ebene II-II dargestellt. Deutlich erkennbar ist hierbei der helixartig umlaufende zweite Abschnitt 10 und dessen nach außen auf dem ersten Abschnitt 8 aufbauender, hier dreieckiger Querschnitt.
Die versteifende Wirkung dieses Begrenzungselements 16 wird insbesondere in Figur 6 deutlich, welche das Kabel aus Figur 4 in einer gebogenen Darstellung zeigt. Hierbei wird durch das Begrenzungselement 16 ein minimaler Biegeradius B des Kabels 2 vorgegeben, der als in Figur 4 als Pfeil verdeutlicht ist. Die Begrenzung des Biegeradius B wird zunächst insbesondere dadurch erzielt, dass das Begrenzungselement 16 in verbogenem Zustand ein Überbiegen des Kabels 2 verhindert. Im Extremfall stoßen die unterschiedlichen Abschnitte des Begrenzungselements 16 aneinander an und verhindern dadurch ein weiteres Verbiegen. In einer nicht gezeigten Variante ist zusätzlich ein insbesondere weicher Mantel aufgebracht, in welchen dann die Begrenzungselemente 16 eingeschlossen oder integriert sind.
Grundsätzlich ist es auch möglich, mehrere Begrenzungselemente, insbesondere als mehrere nicht miteinander verbundene Abschnitte 10 des Mantels 6 auszubilden. In einer nicht gezeigten Variante sind beispielsweise mehrere helixartige Federelemente 13 ausgebildet, die dann auch entsprechend mehrere Begrenzungselemente 16 ausbilden.
Figur 7 zeigt eine weitere Variante des Kabels 2, welches hier insbesondere als Audio- oder Kopfhörerkabel ausgebildet ist. Im Gegensatz zu den vorgenannten Varianten des Kabels 2 mit in Längsrichtung L durchgehenden Abschnitten 8, 10 weist das Kabel 2 in Figur 7 mehrere in Längsrichtung L hintereinander angeordnete Abschnitte 8, 10 auf, die aus unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt sind. Dabei ist der Mantel 6 des hier dargestellten Kabels 2 insbesondere aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen ausgebildet, die abwechselnd in Längsrichtung L aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die ersten Abschnitte 8 sind in der hier gezeigten Variante jeweils aus einem weichen Kunststoff gefertigt und bilden dann Scharniere des Kabels 2 an denen dieses umgebogen werden kann. Dagegen bilden die aus hartem Kunststoff gefertigten zweiten Abschnitte 10 jeweils im Vergleich zu den ersten Abschnitten 8 biegesteife Längsabschnitte, welche entspre- chend nicht verbogen werden können. Auf diese Weise ist ein besonders geordnetes Zusannnnenlegen des Kabels 2 ermöglicht und ein Verknoten oder Verwirren verhindert.
Figur 8 zeigt ein Kabel 2 mit mehreren Abschnitten 8, 10, 12, die in Längsrichtung L hintereinander auf einen nicht näher dargestellten Leiter 4 aufextrudiert wurden. Das Kabel 2 soll abschnittsweise in einer Umgebung U verlegt werden, welche besondere Anforderungen an den Mantel 6 des Kabels 2 stellt. Außerhalb dieser Umgebung U liegen jedoch keine speziellen Anforderungen vor. Solche Anforderungen sind beispielsweise eine besondere elektrische Abschirmung des Kabels 2, um eine elektromagnetische Abstrahlung in die Umgebung U oder aus dieser in das Kabel 2 zu vermeiden, oder auch eine besondere Medienbeständigkeit, falls die Umgebung U aggressive Stoffe wie zum Beispiel Säuren enthält. Alternativ liegt in der Umgebung U eine besonders hohe Temperatur vor, sodass das Kabel auf dem durch die Umgebung U geführten Abschnitt 8 besonders temperaturbeständig sein soll. Der entsprechende erste Abschnitt 8, ist daher aus einem entsprechend geeigneten Kunststoff gefertigt, der unter Berücksichtigung der Anforderungen ausgewählt ist. Die Außerhalb der Umgebung U liegenden Abschnitte 12 sind dagegen aus einem anderen Kunststoff gefertigt, welcher die entsprechenden Anforderungen nicht zu erfüllen braucht und daher zweckmäßigerweise hinsichtlich anderer Kriterien ausgewählt ist.
Zusätzlich ist in Figur 8 der erste Abschnitt 8 von zwei zweiten Abschnitten 10 eingefasst, welche im Übergangsbereich zur Umgebung U hin angeordnet sind und beispielsweise aus abdichtenden Kunststoffen gefertigt sind, falls die Umgebung U insbesondere eingehaust ist. Auf diese Weise ist der Mantel 6 des in Figur 8 gezeigten Kabels 2 selektiv auf die jeweils für einen bestimmten Abschnitt 8, 10, 12 geltenden Anforderungen optimal angepasst. Die jeweils verwendeten Kunststoffe zur Ausbildung der unterschiedlichen Abschnitte 8, 10, 12 sind entsprechend den für den jeweiligen Abschnitt 8, 10, 12 geltenden Anforderungen ausgewählt. In Figur 9 ist ein Kabel 2 gezeigt mit mehreren in Längsrichtung L aufeinanderfolgenden Abschnitten, 8, 10, wobei das Kabel 2 an einer Komponente K vorbei gelegt werden soll, die bestimmte Anforderungen an den Abschnitt 8 des Kabels 2 stellt. Beispielsweise ist die Komponente K ein Motor eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs und der Abschnitt 8 soll besonders hitzebeständig sein. Dieser ist daher aus einem entsprechend hitzebeständigen Kunststoff gefertigt, wohingegen die sich in Längsrichtung L an den Abschnitt 8 anschließenden Abschnitt 10 aus einem vergleichsweise günstigeren Kunststoff gefertigt sind, welcher nicht hitzebeständig zu sein braucht.
Die Figuren 8 und 9 zeigen lediglich zwei von einer Vielzahl von möglichen Ausführungsbeispielen des Kabels 2. Ganz allgemein umfasst das Kabel 2 mehrere in Längsrichtung L hintereinander angeordnete Abschnitte 8, 10, 12, wobei der jeweils zu deren Ausbildung verwendete Kunststoff hinsichtlich der an den jeweiligen Abschnitt 8, 10, 12 geltenden Anforderungen ausgewählt ist, d.h. hinsichtlich bestimmter Haupteigenschaften des Kunststoffs. Die Anforderungen können dabei insbesondere physikalische, chemische, elektrische oder mechanische Anforderungen sein, sodass sich ein jeweiliger Kunststoff entsprechend durch bestimmte chemische, physikalische, elektrische oder mechanische Eigenschaften auszeichnet.
In den Figuren 10 und 1 1 ist jeweils eine Extrusionsanlage 18 gezeigt, zur Herstellung des Kabels 2. Dabei wird der Extrusionsanlage 18 jeweils ein Leiter 4 zugeführt, auf weichen dann ein Mantel 6 aufextrudiert wird. Das Kabel 2 wird insbesondere kontinuierlich in einer Förderrichtung F gefördert, sodass auch der Mantel 6 vorzugsweise kontinuierlich und insbesondere auch durchgängig aufgetragen wird.
Die in Figur 10 gezeigte Extrusionsanlage 18 dient zur Ausbildung eines Mantels 6 mit mehreren Abschnitten 8, 10, wobei diese jeweils kontinuierlich und durchgängig ausgebildet werden. Das in Figur 10 hergestellte Kabel 2 entspricht dabei insbesondere dem in Figur 1 bereits gezeigten Ausführungsbeispiel. Die Extrusionsanlage 18 umfasst zum Aufbringen des Mantels 6 einen Extrusionskopf 20, wel- chem ein erster Kunststoff zur Ausbildung des ersten Abschnitts 8 zugeführt wird. Der zweite Abschnitt 10 wird mittels eines Streifenextrusionskopfs 22 ausgebildet, welcher in der hier gezeigten Variante in den Extrusionskopf 20 integriert ist. Zur Ausbildung der Helixform des zweiten Abschnitts 10 rotiert der Streifenextrusions- kopf 22 im Betrieb kontinuierlich um die Längsachse L herum.
In Figur 1 1 ist eine zweite Extrusionsanlage 18 dargestellt, welche insbesondere zur insbesondere kontinuierlichen Ausbildung mehrerer in Längsrichtung L hintereinander angeordneter Abschnitte 8, 10 geeignet ist. Die Extrusion der verschiedenen Kunststoffe erfolgt hierbei im Gegensatz zur Extrusionsanlage 18 der Figur 10 nicht kontinuierlich, sondern wechselweise und selektiv. Dazu umfasst die Extrusionsanlage 18 ein Umschaltelement 24, um jeweils lediglich einen oder eine Teilanzahl der mehreren Kunststoffe dem Extrusionskopf 20 zuzuführen. Dieses Umschaltelement 24 ist hier als Weiche ausgeführt, mit einer Stauklappe 26 die in einer jeweiligen Stellung jeweils lediglich einen der Kunststoffe dem Extrusionskopf 20 zuführt. Durch diese besondere Ausgestaltung des Umschaltelements 24 als Weiche mit einer Stauklappe 26 ist ein Vermischen der unterschiedlichen Kunststoffe während der Extrusion besonders effizient verhindert.
Bei der Extrusionsanlage 18 der Figur 1 1 erfolgt die Materialzuführung durch mehrere Zuführeinheiten 28, die hier als druckgesteuerte Spritzgussaggregate ausgebildet sind. In einer nicht gezeigten Variante ist eine jeweilige der Zuführeinheiten 28 alternativ eine Schmelzpumpe oder ein Extruder. Auf diese Weise ist die Fördermenge einer jeweiligen Zuführeinheit 28 besonders präzise dosierbar und wird bedarfsweise eingestellt. Je nach Stellung der Stauklappe 26, das heißt allgemein je nach Konfiguration des Umschaltelements 24 wird dann die entsprechend mit dem Extrusionskopf 20 verbundene Zuführeinheit 28 mit entsprechendem Druck beaufschlagt, sodass der in dieser Zuführeinheit 28 enthaltene Kunststoff in den Extrusionskopf 20 gefördert wird und als Mantel 6 auf den Leiter 4 aufextrudiert wird. Beim Umschalten wird dann der Druck der einen Zuführeinheit 28 entsprechend abgestellt, sodass ein reibungsloses Umschalten des Umschaltelements 24 möglich ist. Zur Förderung des anderen Kunststoffs wird dann entsprechend die andere Zuführeinheit 28 mit Druck beaufschlagt. Auf diese Weise werden entlang des Kabels 2 zwischen zwei aufeinander folgenden Abschnitten 8, 10 besonders klar definierte Grenzflächen 30 ausgebildet. Die Bildung einer Mischzone wird dadurch insbesondere vermieden.

Claims

Ansprüche
1 . Kabel (2), mit zumindest einem Leiter (4), der sich in einer Längsrichtung (L) erstreckt und von einem Mantel (6) umgeben ist, welcher auf den Leiter (4) aufextrudiert ist und mehrere Abschnitte (8, 10, 12) aufweist, die aus unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt sind.
2. Kabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest zwei der Kunststoffe unterschiedlich hart sind.
3. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass einer der Abschnitte (8, 10, 12) als Federelement (13) ausgebildet ist und sich durchgängig in Längsrichtung (L) erstreckt.
4. Kabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (13) sich helixartig um den Leiter (4) herum erstreckt.
5. Kabel (2) nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (13) als flacher Streifen ausgebildet ist.
6. Kabel (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (13) und der restliche Mantel (6) fluchten.
7. Kabel (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (13) auf dem restlichen Mantel (6) quer zur Längsrichtung (L) aufbaut.
8. Kabel (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (13) außenseitig des Mantels (6) eine Anzahl von Begrenzungselementen (16) ausbildet, welche einen minimalen Biegeradius (B) des Kabels (2) vorgeben, wobei das Federelement (13) insbesondere umlaufend, beispielsweise spiralförmig umlaufend angeordnet ist und / oder der Mantel (6) einen kreisrunden Querschnitt aufweist.
9. Kabel (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (13) mittels eines Streifenextrusionsverfahrens und insbesondere kontinuierlich hergestellt ist.
10. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieses einen Außenmantel (14) aufweist, welcher den Mantel (6) umgibt und nach außen hin verdeckt.
1 1 .Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Abschnitte (8, 10, 12) in Längsrichtung (L) hintereinander angeordnet sind.
12. Kabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abschnitte (8, 10, 12) abwechselnd als harte und weiche Abschnitte (8, 10, 12) ausgebildet sind, wobei die weichen Abschnitte (8, 10, 12) als Scharniere ausgebildet sind.
13. Kabel (2) nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei aufeinanderfolgende Abschnitte (8, 10, 12) aus Kunststoffen mit unterschiedlichen Haupteigenschaften gefertigt sind, die ausgewählt sind aus einer Gruppe von Haupteigenschaften, umfassend: chemische Eigenschaften, insbesondere Medienbeständigkeit, physikalische Eigenschaften, insbesondere Flammbeständigkeit oder Temperaturbeständigkeit, elektrische Eigenschaften, insbesondere elektromagnetische Schirmung oder elektrische Isolation, mechanische Eigenschaften, insbesondere Härte oder Elastizität, und Preis.
14. Kabel (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kunststoffe jeweils zweier aufeinanderfolgender Abschnitte (8, 10, 12) nicht miteinander vermischt sind, sondern eine Grenzfläche (30) ausbilden, die im Wesentlichen quer zur Längsrichtung (L) verläuft.
15. Kabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mantel (6) ein Außenmantel (14) ist.
16. Verfahren zur Herstellung eines Kabels (2), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
- mittels eines Extrusionskopfs (20) auf einen Leiter (4) ein Mantel (6) aufextrudiert wird,
- der Mantel (6) mit mehreren Abschnitte (8, 10, 12) ausgebildet wird, und
- die Abschnitte (8, 10, 12) aus unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt werden.
17. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die unterschiedlichen Kunststoffe dem Extrusionskopf (20) wechselweise über ein Umschaltelement (24), insbesondere eine Weiche zugeführt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die unterschiedlichen Kunststoffe jeweils über eine druckgesteuerte Zuführeinheit (28), insbesondere ein Spritzgussaggregat bereitgestellt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die unterschiedlichen Kunststoffe jeweils über eine diskontinuierlich arbeitende Zuführeinheit (28) bereitgestellt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Zuführeinheiten (28) vorgesehen sind, zwischen denen alternierend umgeschalten wird.
21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zuführeinheit (28) als Spritzgussaggregat oder als
Schmelzepumpe ausgebildet ist und auf Extruderschnecke verzichtet ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abschnitte (8, 10, 12) in Längsrichtung (L) hintereinander aufext- rudiert oder aufgespritzt werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass einer der Abschnitte (8, 10, 12) als Federelement (13) und mittels eines Streifenextrusionskopfs (22) als insbesondere kontinuierlicher Streifen entlang des Kabels (2) ausgebildet wird.
24. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (13) helixartig ausgebildet wird, indem der Strei- fenextrusionskopf (22) bei der Einbringung einer der Kunststoffe um den Leiter (4) herum rotiert wird.
25. Verfahren zur Herstellung eines Kabels (2), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem ein Abschnitt eines Mantels (6) des Kabels (2) als Federelement (13) ausgebildet wird, indem
- ein Kunststoff für das Federelement (13) zunächst als Strang bereitgestellt wird,
- der Strang helixartig um den Leiter (4) herum gelegt wird und
- anschließend der Strang temperaturbehandelt wird, zur Fixierung des helixartigen Verlaufs.
26.Extrusionsanlage (18), insbesondere für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche und/oder zur Herstellung eines Kabels (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit einem Extrusionskopf (18), zur Extrusion eines Strangguts, insbesondere eines Mantels (6) für ein Kabel (2), und mit mehreren Zuführeinheiten (28) zur wahlweisen Zuführung unterschiedlicher Kunststoffe.
27.Extrusionsanlage (18) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Umschaltelement (24), insbesondere eine Weiche angeordnet ist, zur selektiven Zuführung der Kunststoffe.
28.Extrusionsanlage (18) nach einem der Ansprüche 24 oder 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine jeweilige Zuführeinheit (28) eine einstellbare Fördermenge aufweist.
29.Extrusionsanlage (18) nach einem der Ansprüche 23 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinheiten (28) druckgesteuert sind, zum Einstellen der Fördermenge, und insbesondere als Spritzgussaggregate ausgebildet sind.
30. Extrusionsanlage (18) nach einem der Ansprüche 23 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest zwei der mehreren Zuführeinheiten (28) mit dem gleichen Kunststoff bestückt sind.
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