ES2276850T3 - Fijacion de conductores electricos. - Google Patents

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Christopher M. Gallant
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Abstract

Método para formar continuamente un cable eléctrico, comprendiendo el método: introducir un material (140) aislante eléctrico que comprende una resina termoplástica en un espacio (102, 202) formado adyacente a una superficie periférica de un rodillo (104) de moldeo rotatorio, definiendo el rodillo de moldeo una serie de cavidades (134 de la figura 9A) en el mismo, introduciéndose el material aislante en condiciones de presión y temperatura seleccionadas para hacer que el material aislante rellene al menos parcialmente las cavidades para formar los vástagos (623 de la figura 19A o 622'' de la figura 21) del elemento de sujeción de manera integrada en y extendiéndose desde una superficie (624 de la figura 19) ancha de una tira de dicho material aislante; mientras se introducen en el espacio al menos dos conductores (36 de la figura 10) eléctricos longitudinalmente continuos y separados para hacer que el material aislante envuelva y aísle eléctricamente a los conductores y que los conductores lleguen a ser una parte integrada en la tira de material de aislamiento a partir del que se extienden los vástagos del elemento de sujeción.

Description

Fijación de conductores eléctricos.
Campo técnico
Esta invención se refiere a cables eléctricos y circuitos, y más particularmente, a cables eléctricos y circuitos flexibles que incorporan sujeciones de gancho y/o de bucle.
Antecedentes
El uso de hilos metálicos, cables y circuitos eléctricos por todo el mundo se ha vuelto cada vez más frecuente. Con este crecimiento ha vuelto la necesidad de dirigir y asegurar de manera controlable el encaminamiento de tales conductores y procesadores para evitar lesiones eléctricas a las personas y proteger las conexiones eléctricas formadas por tales conductores de que se desconecten inadvertidamente o se desgasten durante el montaje y el uso.
Por ejemplo, es común en la industria del automóvil y en otras industrias colocar cables eléctricos, por ejemplo, los cables de apliques para el techo, en la superficie "no mostrada" (la superficie no visible para los pasajeros del vehículo) de paneles ajustables, por ejemplo, techos interiores, para proporcionar energía para accesorios, por ejemplo, un aplique para el techo situado dentro de un techo interior. Con frecuencia es deseable fijar tales cables eléctricos en su sitio para ubicar los terminales de cables para la conexión después de la instalación de un panel ajustable y para evitar el ruido y fatiga de cable asociados con el movimiento del cable durante la duración del montaje.
Por ejemplo, a menudo se utilizan cables de cinta dentro de ordenadores y otros dispositivos electrónicos en los que resulta ventajoso fijar los cables a, por ejemplo, paneles laterales, para facilitar el montaje de otros componentes internos, para evitar el daño de los cables durante el montaje y para reducir el movimiento de los cables durante el uso de los productos para evitar el desgaste y la fatiga.
Los instrumentos y las placas de circuitos eléctricos a menudo incluyen un gran número de componentes eléctricos interconectados para la comunicación de señales eléctricas. Tales interconexiones normalmente requieren conectores fiables propicios para la conductividad eléctrica que se instalan y se montan mediante diversos medios incluyendo, por ejemplo, soldadura o ajuste de tipo de enchufe y clavija de conexión. Estos métodos de instalación y montaje a menudo requieren una alineación precisa de las piezas de contacto que son difíciles de mover y ajustar cuando se requiere una nueva conexión tras el montaje inicial. Sería útil si las sujeciones proporcionaran una unión segura aunque liberable y si permitieran un montaje rápido y efectivo sin el requisito de una alineación precisa de los componentes que se interconectan.
Además, es común fijar los cables eléctricos dentro de los alojamientos del hardware del ordenador y del equipo periférico, dentro de los alojamientos de los instrumentos y detrás de los paneles ajustables de los automóviles mediante el uso de varias correas, adhesivos, y otros materiales y técnicas de sujeción. Con frecuencia, los cables eléctricos se fijan en su sitio para ubicar los terminales de los cables para la conexión tras la instalación de un panel ajustable y para evitar el ruido y la fatiga del cable asociados con el movimiento del cable durante el montaje. Las sujeciones de contacto proporcionan un medio conveniente para fijar los cables en los paneles laterales, por ejemplo, para facilitar el montaje de otros componentes internos, para evitar el daño de los cables durante el montaje, y para reducir el movimiento que induce desgaste de los cables durante el uso de los productos.
La técnica anterior relevante incluye la patente de los EE.UU. número 6.036.259 concedida a Hertel et. al. ("Hertel") y la patente de los EE.UU. número 4.602.191 concedida a Davila ("Davila"). Hertel describe una tira de un material de gancho unido a una parte de un cable de cinta para unir el cable de cinta a un elemento de sujeción de bucle de acoplamiento. Davila describe una conexión provisional de material de gancho unido a una placa de circuito flexible para unir la placa de circuito a un artículo de revestimiento.
Sumario
La invención muestra un cable o placa de circuito flexible con medios de elementos de sujeción unidos permanentemente que se extienden a lo largo de su longitud para fijar el cable a una superficie de soporte.
Según un aspecto de la invención tal como se reivindica en la reivindicación 9, un cable eléctrico alargado incluye al menos dos conductores eléctricos que se extienden longitudinalmente a lo largo del cable y un cuerpo aislante que rodea y aísla eléctricamente a los conductores entre sí, incluyendo el cuerpo aislante una superficie expuesta que tiene una serie de elementos de sujeción que se extienden desde ella, estando asociados los elementos de sujeción dispuestos y construidos para ajustarse a los elementos de sujeción de acoplamiento con una superficie de soporte para fijar selectivamente el cable a la superficie de soporte.
Según la invención tal como se reivindica en la reivindicación 9, el cuerpo aislante incluye una primera y una segunda capa de resina termoplástica con los conductores dispuestos entre ella, estando las capas primera y segunda permanentemente soldadas entre sí de manera que rodean y aíslan eléctricamente a los conductores entre sí, estando constituida la serie de elementos de sujeción de proyecciones elevadas de la resina termoplástica de una superficie expuesta de una de las capas primera y segunda.
Las realizaciones de este aspecto de la invención pueden incluir una o más de las siguientes características. Los elementos de sujeción pueden conformarse para ajustar fibras en bucle expuestas asociadas con la superficie de soporte. La superficie expuesta puede incluir además una segunda superficie ancha de resina termoplástica, una segunda serie de elementos de sujeción constituidos de proyecciones elevadas de la resina termoplástica que se extienden desde dicha segunda superficie ancha. La serie de elementos de sujeción puede coextenderse además sustancialmente con la primera superficie ancha del cuerpo aislante, o el campo de elementos de sujeción pueden formar una banda longitudinal de elementos de sujeción que se extienden entre las regiones de borde laterales del cable, estando desprovistas las regiones de borde laterales de dichos elementos de sujeción.
El cable eléctrico alargado puede definir una longitud de cable fija entre extremos longitudinales opuestos, incluyendo además el cable un conector eléctrico unido eléctricamente al menos a uno de los conductores y unido mecánicamente al cable en uno de los extremos longitudinales.
Otro aspecto de la invención según se reivindica en la reivindicación 1 proporciona un método para formar continuamente un cable eléctrico, incluyendo el método:
introducir un material aislante eléctrico que comprende una resina termoplástica en un espacio formado adyacente a una superficie periférica de un rodillo de moldeo rotatorio, definiendo el rodillo de moldeo una serie de cavidades en el mismo, introduciéndose el material aislante en condiciones de presión y temperatura seleccionadas para hacer que el material aislante rellene al menos parcialmente las cavidades para formar los vástagos del elemento de sujeción de manera integrada con y extendiéndose desde un lado ancho de una tira de dicho material de aislamiento; mientras
se introducen al menos dos conductores eléctricos longitudinalmente continuos y separados en el espacio para hacer que el material aislante envuelva y aísle eléctricamente los conductores y hacer que los conductores lleguen a ser una parte integrada de la tira de material de aislamiento a partir del que se extienden los vástagos del elemento de sujeción.
Las realizaciones de este aspecto de la invención pueden incluir una o más de las siguientes características. Las cavidades del rodillo de moldeo pueden conformarse para moldear cabezas distales en los vástagos del elemento de sujeción, estando conformadas las cabezas distales para sobresalir por encima del lado ancho de la tira de material aislante de manera que pueda ajustarse a fibras de bucle expuestas. Cada uno de los vástagos puede definir una parte de punta, pudiendo comprender además el método deformar la parte de punta de una pluralidad de los vástagos para formar cabezas de ajuste que sobresalen por encima del lado ancho de la tira de material aislante, estando conformadas las cabezas de ajuste para que puedan ajustarse a fibras de bucle expuestas. Además, el espacio puede ser una línea de contacto definida entre el rodillo de moldeo rotatorio y un rodillo de presión contrarrotatorio, o el espacio puede ser una línea de contacto definida entre el rodillo de moldeo rotatorio y un rodillo de moldeo contrarrotatorio, definiendo cada uno del rodillo de moldeo rotatorio y el rodillo de moldeo contrarrotatorio una serie de cavidades en el mismo, introduciéndose el material aislante en condiciones de presión y temperatura seleccionadas para hacer que el material aislante rellene al menos parcialmente la serie de cavidades de cada uno del rodillo de moldeo rotatorio y contrarrotatorio para formar los vástagos del elemento de sujeción de manera integrada con y extendiéndose desde cada uno de los lados anchos opuestos de la tira del material aislante. Aún adicionalmente, el material aislante puede incluir una capa de resina termoplástica y un soporte de película que lleva los conductores eléctricos sobre una superficie del mismo, introduciéndose la capa de resina termoplástica en el espacio directamente adyacente al rodillo de moldeo rotatorio, introduciéndose el soporte de película que lleva los conductores eléctricos en el espacio en condiciones de presión y temperatura que hacen que el soporte de película llegue a estar permanentemente unido a la resina termoplástica para envolver y aislar eléctricamente los conductores, o el material aislante puede incluir una primera y una segunda película de resina termoplástica, en el que los conductores eléctricos y las películas primera y segunda se introducen en el espacio con los conductores eléctricos dispuestos entre la primera y la segunda película, introduciéndose dicha primera película directamente adyacente al rodillo de moldeo rotatorio en condiciones de temperatura y presión que hacen que las películas primera y segunda lleguen a estar permanentemente unidas entre sí de una manera que envuelva y aísle eléctricamente los conductores. Incluso todavía adicionalmente, el método puede incluir aguas abajo del espacio, el corte longitudinal del material de aislamiento eléctrico tras la solidificación para formar dos cables eléctricos, conteniendo cada cable al menos un conductor.
En otro aspecto de la invención, tal como se reivindica en la reivindicación 6, un método para formar continuamente un cable eléctrico incluye:
proporcionar una cinta del elemento de sujeción de longitud continua, comprendiendo la cinta del elemento de sujeción una base y una serie de elementos de sujeción que pueden ajustarse mediante bucle, siendo la base de resina termoplástica y definiendo una primera y una segunda superficie ancha opuestas, comprendiendo la serie de elementos de sujeción que pueden ajustarse mediante bucle protuberancias de la resina termoplástica de la primera superficie;
disponer una película de soporte de longitud continua adyacente a la cinta del elemento de sujeción, definiendo la película de soporte una superficie ancha, disponiéndose la superficie ancha de la película de soporte para dar hacia la segunda superficie ancha de la cinta del elemento de sujeción;
disponer una pluralidad de conductores eléctricos separados de longitud continua entre la segunda superficie ancha de la cinta del elemento de sujeción y la superficie ancha de la película de soporte; y
unir permanentemente la cinta del elemento de sujeción a la película de soporte con la pluralidad de conductores entre ellos, estando los conductores aislados eléctricamente entre sí.
En una realización de este aspecto, la etapa de unir permanentemente la cinta del elemento de sujeción a la película de soporte comprende
(i)
disponer una capa de adhesivo eléctricamente aislante entre la segunda superficie ancha de la cinta del elemento de sujeción y la superficie ancha de la película de soporte para hacer que la capa de adhesivo aísle eléctricamente la pluralidad de conductores entre sí mientras que une permanentemente la cinta del elemento de sujeción a la película de soporte para envolver la pluralidad de conductores entre ellos, o
(ii)
soldar en caliente a lo largo de las ubicaciones entre dichos conductores.
En otro aspecto de la invención tal como se reivindica en la reivindicación 8, un método para formar un cable eléctrico incluye:
introducir una tira de material de aislamiento eléctrico fundido en un espacio formado adyacente a una superficie periférica de un rodillo rotatorio; mientras
se introduce una tira continua de material de bucle que tiene partes de fibra que pueden ajustarse mediante gancho en el espacio a lo largo de la superficie del rodillo, en condiciones seleccionadas para hacer que el material de bucle llegue a incluirse al menos parcialmente en el material aislante eléctrico para unir permanentemente el material de bucle a la resina mientras deja que las partes de fibra que pueden ajustarse mediante gancho se expongan para el ajuste; e
introducir al menos dos conductores eléctricos longitudinalmente continuos y separados en el espacio para hacer que el material aislante envuelva y aísle eléctricamente los conductores en el espacio para formar un cable eléctrico multiconductor que tiene bucles que pueden ajustarse que se extienden desde una superficie externa de los mismos.
Los cables (o hilos metálicos) que tienen medios de sujeción integrados pueden obtener numerosas ventajas. Por ejemplo, pueden cortarse longitudes continuas de tales cables que llevan sujeción hasta cualquier longitud deseada y todavía conservar sus propiedades de sujeción. Adicionalmente, los conductores pueden proporcionar un refuerzo longitudinal para la base del elemento de sujeción. El cable puede formarse con un espesor global muy bajo, proporcionando flexibilidad para un encaminamiento sencillo, voluminosidad y coste del material asociado bajos y facilidad de ocultación del cable (por ejemplo, para el encaminamiento detrás de los paneles interiores del automóvil). Además, la invención puede proporcionar un cable que puede sujetarse sin la redundancia estructural de la base del elemento de sujeción y el aislante del cable.
Todavía en otro aspecto, la invención es un producto formado mediante el método descrito inmediatamente antes.
Los detalles de una o más realizaciones de la invención se exponen en los dibujos adjuntos y en la descripción posterior. Otras características, objetos y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción y los dibujos, y a partir de las reivindicaciones.
Descripción de los dibujos
La figura 1 ilustra un montaje de cable eléctrico fijado a un techo interior de automóvil típico colocado dentro de la cabina de un automóvil.
La figura 2 ilustra el techo interior de la figura, 1 con el cable eléctrico extraído.
La figura 3 es una vista sumamente ampliada de la zona 3 de la figura 2.
La figura 4 ilustra un techo interior similar al de la figura 2 con un elemento de sujeción de superficie alternativo.
La figura 5 es una vista sumamente ampliada de la zona 5 de la figura 3.
La figura 6 ilustra el montaje de cable eléctrico de la figura 1 desmontado del techo interior.
La figura 7 es una vista en corte transversal tomada a lo largo de la línea 7-7 de la figura 6.
La figura 8 es una vista en corte transversal similar a la de la figura 7, que ilustra un cable eléctrico alternativo para fijar el techo interior de la figura 4.
Las figuras 8A a 8E ilustran varias alternativas de unión del material de bucle.
La figura 9 ilustra un primer método y aparato para formar cables eléctricos con elementos de sujeción integrados tales como los ilustrados en las figuras 7 y 8.
La figura 9A es una vista ampliada de la línea de contacto de formación del aparato de la figura 9.
La figura 10 ilustra un producto conductor eléctrico preformado.
La figura 10A ilustra material de bucle preformado para formar ciertas realizaciones de cables eléctricos de la invención.
La figura 11 es una vista sumamente ampliada de la región de fijación del material de bucle de la línea de contacto.
La figura 11A es una vista similar a la de la figura 11, con un rodillo de moldeo modificado.
La figura 12 es una vista ampliada del borde externo de un anillo de apilamiento.
La figura 13 ilustra un tercer método y aparato para formar cables eléctricos con elementos de sujeción integrados tales como los ilustrados en las figuras 7 y 8.
La figura 14 ilustra un dispositivo eléctrico equipado con un cable de cinta eléctrico que tiene elementos de sujeción integrados.
La figura 15 ilustra el montaje de cable de cinta eléctrico de la figura 15.
La figura 16 ilustra un producto conductor eléctrico preformado usado en la formación del cable de cinta eléctrico de la figura 16.
La figura 17 es una vista en corte transversal del cable de cinta eléctrico, tomada a lo largo de la línea 17-17 de la figura 15.
La figura 18 es una ilustración esquemática de varios métodos para producir cables eléctricos alargados de la invención.
La figura 19 es una vista en corte transversal, no a escala, esquemática tomada a lo largo de la línea 19-19 de la figura 18.
La figura 19A es una vista en corte transversal, no a escala, esquemática tomada a lo largo de la línea 19A-19A de la figura 19.
La figura 20 es una vista similar a la de la figura 19 que ilustra un cable eléctrico alargado alternativo.
La figura 21 es una vista similar a la de la figura 19 que ilustra un producto intermedio al que va a darse forma posteriormente para obtener un cable eléctrico alternativo de la presente invención.
La figura 21A es una vista en corte transversal, no a escala, esquemática tomada a lo largo de la línea 21A-21A de la figura 18.
La figura 22 es una vista esquemática, en perspectiva de un método alternativo para obtener un cable eléctrico de la presente invención.
La figura 23 es una vista en corte transversal, no a escala, esquemática tomada a lo largo de la línea 23-23 de la figura 22.
La figura 24 es una ilustración esquemática de una parte de un método para fabricar un cable eléctrico alternativo de la presente invención.
La figura 25 es una vista en corte transversal, no a escala, esquemática tomada a lo largo de la línea 25-25 de la figura 24.
La figura 26 es una ilustración esquemática de una parte de un método alternativo para fabricar un cable eléctrico de la presente invención.
La figura 27 es una vista en corte transversal, no a escala, esquemática tomada a lo largo de la línea 27-27 de la figura 26.
La figura 28 es una vista en corte transversal, no a escala, esquemática tomada a lo largo de la línea 28-28 de la figura 26.
La figura 29 es una vista en corte transversal, aumentada, esquemática tomada a lo largo de la línea 29-29 de la figura 26.
La figura 30 es una vista en corte transversal, no a escala, esquemática similar a la de la figura 25 de un cable eléctrico alternativo de la presente invención.
La figura 31 es una vista aumentada de una parte de una cinta de elemento de sujeción de gancho adecuada para su uso en la presente invención.
Los símbolos de referencia similares en los diversos dibujos indican elementos similares.
Descripción detallada
En referencia a la figura 1, el techo 10 interior del automóvil se coloca dentro del automóvil 14 (mostrado con el panel del techo eliminado en la figura 1) de modo que la apertura 12 del aplique para el techo puede alojar un aplique para el techo (no mostrado). Con el fin de proporcionar electricidad al aplique para el techo mientras se mantiene fuera de la vista de los pasajeros del automóvil por motivos de estética y seguridad, el cable 30 eléctrico plano se fija a lo largo de la superficie 16 "no mostrada" del techo 10 interior. En referencia ahora también a la figura 2, la superficie 16 no mostrada del techo 10 interior es de un material de bucle que puede ajustarse mediante protuberancias con forma de gancho o seta para formar el ajuste de gancho y bucle tal como se describe más adelante. El material de bucle puede ser un material no tejido, tricotado u otro material fibroso que puede ajustar protuberancias tal como se describe más adelante, y puede ser del mismo material que el de la superficie "mostrada" opuesta del techo 10 interior. Alternativamente, pueden colocarse parches más pequeños (no mostrados) de material de bucle sobre la superficie 16 no mostrada en las zonas seleccionadas para la unión del cable 30. Tal como se ilustra en la figura 3, el material de bucle sobre la superficie 16 no mostrada del techo 10 interior es una malla no tejida de fibras enmarañadas, que permite la penetración y el ajuste mediante protuberancias para lograr la sujeción. Materiales de bucle adecuados se tratan adicionalmente más adelante.
La figura 4 ilustra una disposición alternativa en la que el techo 10' interior tiene una superficie 16' no mostrada sin fibras o bucles que puedan ajustarse. La superficie 16' no mostrada está dotada en cambio con series 24 de ganchos a lo largo de la trayectoria deseada para la fijación del cable eléctrico. Tal como se ilustra en la figura 5, las series 24 de ganchos consisten en múltiples protuberancias individuales con forma de gancho que pueden formarse de manera integrada con la superficie 16 no mostrada durante la fabricación del techo 10' interior o pueden aplicarse con adhesivo o, si no, tras la formación del techo 10' interior. Una forma de protuberancia adecuada es la forma de gancho CFM29 (de aproximadamente 0,381 mm (0,015 pulgadas) de altura, h (figura 7), disponible en diversos productos vendidos por Velcro USA de Manchester, New Hampshire. También son adecuadas formas alternativas de protuberancias, tales como de setas, palmeras, ganchos de parte superior plana u otras formas de bucle que pueden ajustarse. La altura, h, del gancho (figura 7), normalmente está dentro del intervalo de 0,0762 a 0,762 mm (0,003 a 0,03 pulgadas).
Ahora se describirán los cables eléctricos de la invención y su fijación a un panel, por ejemplo, a los techos 10, 10' interiores. Tal como se ilustra en la figura 6, el cable 30 eléctrico tiene una tira 40 de base de plástico que lleva dos tiras 36 conductoras planas unidas para suministrar señales eléctricas entre los conectores 32 eléctricos terminales. Los conectores 32 eléctricos se proporcionan para la conexión a conectores eléctricos de acoplamiento, por ejemplo, un conector de aplique para el techo y un conector de pilar A (no mostrado) para completar un circuito eléctrico deseado. La superficie 42 de fijación del cable 30 eléctrico tiene una serie de protuberancias 34 con forma de gancho, similares a las ilustradas en la figura 5 y descritas anteriormente, para ajustar el material de bucle de un panel de acoplamiento, por ejemplo, el material de bucle de la superficie 16 no mostrada del techo 10 interior tal como se describió anteriormente (figuras 2, 3). Los ganchos 34 se forman de manera integrada a partir del mismo material que la tira 40 de base de plástico, tal como se describe más adelante. Tal como se ilustra en la figura 7, el cable 20 eléctrico también incluye un soporte de material 38 aislante conductor eléctrico para proteger y aislar los conductores 36. El espesor global, t, del cable 20, tal como se mide desde los extremos distales de los ganchos hasta una superficie ancha expuesta del soporte 38 aislante opuesto a los elementos de sujeción, normalmente es mucho menor de 2,54 mm (0,10 pulgadas). De hecho, en la mayor parte de las realizaciones, el espesor t es inferior a 1,27 mm (0,05 pulgadas) y en algunas realizaciones, inferior a 0,76 mm (0,03 pulgadas).
La figura 8, ilustra la sección transversal de un cable 30' eléctrico alternativo, adecuado para su uso con paneles que llevan ganchos, por ejemplo, el techo 10' interior (figuras 4 y 5). La tira 40 de base de plástico lleva conductores 36 eléctricos, material 38 de aislamiento, y material 44 de bucle expuesto adecuado para el ajuste mediante ganchos similares a los ilustrados en la figura 5 y descritos anteriormente. En una realización, el material 44 de bucle es una malla no tejida de fibras enmarañadas similares a las ilustradas en la figura 3 y descritas anteriormente. Los materiales de bucle adecuados y los métodos y aparatos para su producción se describen en la solicitud de patente de los EE.UU. número 09/262.159, presentada el 3 de marzo de 1999, a la que se remite al lector para más información. También son adecuados otros materiales no tejidos, tricotados o fibrosos que pueden ajustarse a protuberancias tal como se describió anteriormente.
Preferiblemente, el material 44 de bucle no tejido es muy delgado, tal como inferior a aproximadamente 1,016 mm (0,040 pulgadas) de espesor (más preferiblemente, inferior a aproximadamente 0,508 mm (0,020 pulgadas de espesor)), con fibras de banda continua mantenidas en un estado estirado transversalmente y estructuras de bucle independientes que se extienden desde su superficie expuesta. Tal como se trató en la solicitud de patente a la que se ha hecho referencia anteriormente, las estructuras de bucle se extienden desde nudos asociados en la banda continua estirada, que pueden estabilizarse mediante aglutinante líquido drenado en los nudos y curado. Entre los nudos, la malla fina de fibras no es muy densa y es lo suficientemente transparente como para permitir que las imágenes se vean fácilmente a través de ella. En general, el material de bucle tiene un peso base (en su estado preformado, incluyendo cualquier aglutinante aplicado previamente) inferior a aproximadamente 136 gramos por metro cuadrado (4 onzas por yarda cuadrada); preferiblemente inferior a aproximadamente 68 gramos por metro cuadrado (2 onzas por yarda cuadrada). Otros detalles de este material de bucle pueden encontrarse en la solicitud a la que se ha hecho referencia anteriormente. Para aplicaciones en las que la resina del sustrato penetra parcialmente en el material de bucle a medida que se forma el sustrato (tal como se trata más adelante), el material de bucle agujado sólo está estirado preferiblemente en una dirección transversal sólo en aproximadamente un 22 por ciento para dejar una cantidad justa de grosor y evitar la penetración total.
Algunos tejidos de punto ligeros también son materiales de bucle adecuados para ciertas aplicaciones. Ejemplos de tales tejidos de punto son el Producto 19902 de Guilford Knits en Greenville, Carolina del Sur, que es de fibras de poliéster y tiene un peso base de sólo aproximadamente 54,4 gramos por metro cuadrado (1,6 onzas por yarda cuadrada). Para un tejido de punto más pesado, es adecuado el Producto 20229 de Guilford, un tejido de punto de nylon de aproximadamente 112,2 gramos por metro cuadrado (3,3 onzas por yarda cuadrada). También pueden obtenerse productos de tejido de punto ligeros de TYBOR en España y MIZARD en Italia.
En algunos casos, el material 44 de bucle se encapsula de manera parcial directamente en la resina de la tira 40 de base de plástico a medida que se forma el sustrato en un proceso de moldeo continuo (descrito más adelante). En otros casos, se une al sustrato formado, bien mediante unión ultrasónica, soldadura o adhesivos.
Las figuras 8A a 8E ilustran varios patrones de unión variable entre el material 44 de bucle y el sustrato 40. Por simplicidad, los conductores 36 eléctricos (figura 8) no se muestran. Los patrones de unión variable corresponden, en algunos casos, a la penetración variable de la resina en la banda continua del material de bucle, que puede lograrse empleando diferentes disposiciones de los anillos de apilamiento y/o los materiales de barrera entre el material de bucle y el sustrato, tratándose ambos más adelante adicionalmente. En la figura 8A, la resina del sustrato sólo penetra en el material 44 de bucle completamente en las regiones 52 de borde estrechas y lo penetra menos en su centro. Por ejemplo, si el material de bucle es de aproximadamente 19,1 mm (3/4 pulgadas) de ancho (W_{L}), entonces las regiones 52 de borde completamente penetradas pueden tener una anchura (w_{c}) de sólo aproximadamente 3,18 mm (1/8 pulgadas). La región central del material de bucle está menos penetrada y se arquea suavemente desde el sustrato, presentando los bucles para el ajuste. Los lados inclinados del arco central también pueden ayudar a mejorar la resistencia al pelado de la sujeción en los bordes del material de bucle, ya que definen un pequeño componente de la fuerza de pelado en una dirección tangencial, o de corte.
El patrón de unión variable mostrado en la figura 8B crea apoyos 54 transversales de material de bucle unido de forma relativamente ligera, o suelto, separado por bandas 56 transversales de material de bucle unido relativamente de forma más completa (por ejemplo, encapsulado más profundamente). El grosor de los apoyos 54 se ha exagerado para la ilustración. Este patrón mejora la resistencia al pelado inicial de la sujeción, ya que los extremos "libres" del apoyo a lo largo de los bordes internos y externos del material de bucle siguen los elementos de sujeción de acoplamiento, por ejemplo, ganchos, durante el pelado hasta que se separan de forma pura.
La figura 8C ilustra un patrón de unión con apoyos 58 longitudinales de material de bucle unido de forma relativamente ligera, o suelto, separados por bandas 60 longitudinales de material de bucle unido de forma relativamente más completa (por ejemplo, encapsulado más profundamente). De nuevo, se ha exagerado el grosor de los apoyos para la ilustración. La figura 8D es una variación del patrón de la figura 8C, con cada banda longitudinal de material unido más completamente separada en regiones que alternan longitudinalmente de unión ligera y fuerte. Las regiones de unión ligera y fuerte están escalonadas a través del material de bucle, produciendo un patrón de tablero de ajedrez de los apoyos de bucle engrosados. La figura 8E muestra un patrón de unión con regiones 62 de borde de unión ligera y fuerte alternas, y una región central unida sólo en regiones 64 aisladas. Los patrones de unión descritos anteriormente pueden ser mixtos y variados para las diferentes aplicaciones, según se requiera.
La figura 9 ilustra múltiples métodos y aparatos para producir los cables eléctricos descritos anteriormente. Los métodos se agregan al método de extrusión/formación mediante rodillo continuo para moldear los elementos de sujeción en una base con forma de lámina integrada descrita por Fischer en la patente de los EE.UU. número 4.794.028, y el proceso de laminación de línea de contacto descrito por Kennedy et al. en la patente de los EE.UU. número. 5.260.015. Se remite al lector a ambas publicaciones para más información. La posición y el tamaño relativos de los rodillos y otros componentes no son a escala. Un cabezal 100 de extrusión suministra una lámina continua de resina 140 fundida a una línea 102 de contacto entre un rodillo 104 de moldeo rotatorio y un rodillo 106 de presión contrarrotatorio (la disposición de la línea de contacto se ilustra en la figura 9A). El rodillo 104 de moldeo contiene una serie de cavidades 134 de moldeo conformadas para el elemento de sujeción en miniatura, que se extienden hacia el interior desde su periferia para moldear las protuberancias del elemento de sujeción, por ejemplo 34 (figura 7). La presión en la línea 102 de contacto fuerza la resina hacia las cavidades del elemento de sujeción y forma el sustrato (base 40, figuras 7, 8). El producto formado se enfría sobre el rodillo de moldeo hasta que los elementos de sujeción solidificados (por ejemplo, ganchos) se extraen de sus cavidades fijas mediante un rodillo 108 de extracción. Junto con la resina fundida, se alimenta una tira continua de producto 110 conductor eléctrico (ilustrado en sección transversal en la figura 10), que incluye la cinta 38 aislante con las tiras 36 conductoras eléctricas unidas a la línea 102 de contacto, en la que se une con la resina 140 y llega a fijarse permanentemente a la cara frontal del sustrato 40. Por tanto, el producto 162 que se extrae del rodillo 104 de moldeo incluye tanto los elementos 34 de sujeción como las tiras 36 conductoras eléctricas, tal como se ilustra, por ejemplo, en la figura 7 descrita anteriormente.
Para mayores tasas de producción, pueden producirse simultáneamente dos o más cables eléctricos en un único rodillo de moldeo, y más tarde dividirse y enrollarse. En referencia de nuevo a la figura 10, se proporciona la tira continua del producto 110 conductor eléctrico que tiene dos (o más, si se desea) perfiles de cable eléctrico unidos uno al lado del otro (un segundo perfil de cable se indica mediante las líneas discontinuas en la figura 10), llevando cada perfil de cable el número y la disposición deseados de tiras 36 conductoras. El producto conductor eléctrico se alimenta a la línea 102 de contacto y la resina fundida se introduce a través de toda la línea de contacto, impregnando y formando ganchos a lo largo de la totalidad de la tira de anchura de cable múltiple del producto 110 conductor eléctrico. Un anillo 118 de canal de división que sobresale (figura 9A) (o múltiples anillos si se proporcionan más de dos perfiles) en el centro del rodillo de moldeo (o separados según la anchura de los perfiles de cable individuales) produce un canal de división en el producto, a lo largo del cual se divide la cinta resultante mediante una cuchilla 120 (figura 9; o bien estacionaria o giratoria) en dos (o más) series separadas de cable eléctrico que se enrollan separadamente.
La figura 9 también ilustra un método y aparato para producir un cable eléctrico plano que tiene bucles que pueden ajustarse sobre una superficie para fijar el cable, tal como por ejemplo el cable eléctrico ilustrado en la figura 8 y descrito anteriormente. En este método, el producto 110 conductor eléctrico se alimenta a la línea 102 de contacto junto con la resina 140 extruida. La línea 102 de contacto se forma entre el rodillo 104 de moldeo y el rodillo 106 de presión, pero en esta realización, el rodillo 102 de moldeo carece de cavidades de moldeo de formación del elemento. Una tira continua de material 144 de bucle, ilustrada en la figura 10A y, por ejemplo, tal como se describió anteriormente en referencia a las figuras 8, se alimenta simultáneamente a la línea 102 de contacto. El producto 110 conductor eléctrico y el material 144 de bucle se unen a la resina del sustrato mediante presión en la línea 102 de contacto.
La aplicación de presión uniforme a través de la línea 102 de contacto puede conducir a una penetración excesiva de la resina, o "desbordamiento" del material 144 de bucle, lo que puede reducir el grosor del bucle y tener un efecto adverso sobre el rendimiento del elemento de sujeción. En una realización, para evitar la penetración excesiva de resina, el rodillo 104 de moldeo tiene anillos 130 de apilamiento (figura 11) de diámetro aumentado con respecto a la(s) parte(s) 132 central(es) del rodillo 104 de moldeo para ajustar y mantener localmente los bordes del material aislante del producto conductor y el material de bucle frente a la resina extruida a medida que la resina forma el sustrato bajo la presión de la línea de contacto, garantizando así una fuerte penetración de los materiales aislantes y de bucle en zonas predeterminadas a lo largo de los bordes del cable. Esta configuración mostrada en la figura 11 produce el patrón de unión ilustrado en la figura 8A, formando los anillos 130 de apilamiento regiones 52 de borde unidas fuertemente que corresponden a la anchura de los anillos 130 de apilamiento del rodillo de moldeo. Si se están produciendo múltiples tiras de cable simultáneamente en el mismo rodillo de moldeo, pueden emplearse múltiples conjuntos de tales anillos de apilamiento para penetrar fuertemente en el producto conductor y el material de bucle adyacente a cada anillo 118 de división (figura 9A, descrita anteriormente). Alternativa o adicionalmente, el rodillo de moldeo puede estar dotado de un patrón o una serie de superficies que sobresalen para formar un patrón de zonas unidas fuertemente a través de cada producto de cable. Estas zonas unidas fuertemente pueden formarse mediante tales anillos o protuberancias en el anillo de molde, el anillo de presión o una combinación de ambos.
Para formar una hilera de puntos unidos fuertemente separados por regiones de menor penetración de la resina, algunos anillos 130 de apilamiento tienen un borde externo contorneado tal como se muestra en la figura 12. Una serie de protuberancias 134 que se extienden más allá del diámetro D_{s} nominal del anillo de apilamiento hacen que la resina penetre localmente más allá en el material de bucle. En esta configuración ejemplo, el D_{s} es de 253,2 mm (9,968 pulgadas), la altura (h_{s}) de cada protuberancia 134 es de 0,356 mm (0,014 pulgadas), y los radios (R) interior y exterior en el flanco de cada protuberancia son de 0,381 mm (0,015 pulgadas). El paso (P_{s}) de la protuberancia es de 5,13 mm (0,202 pulgadas), y la longitud (w_{f}) de la parte plana entre protuberancias es de 3,302 mm (0,130 pulgadas). Las dimensiones de las protuberancias se seleccionan para intentar optimizar el ángulo \alpha_{f} de enfoque máximo del flanco de la protuberancia con respecto a una tangente del anillo local. Un ángulo de enfoque agudo (es decir, un cambio abrupto en el diámetro del anillo) puede producir un fuerte aumento local en la presión de la línea de contacto y un desbordamiento local no deseado del lado frontal del material de bucle con resina. Tales zonas desbordadas pueden crear "paradas profundas" en los elementos de sujeción de acoplamiento, reduciendo la penetración del elemento de sujeción en el material de bucle. Un ángulo de aproximación cero (es decir, sin protuberancias) daría como resultado una penetración de resina homogénea bajo el anillo de apilamiento, lo que puede no ser deseable como material de bucle local "que forma apoyos" (tratado anteriormente) en algunas aplicaciones. El ángulo \alpha_{f} de enfoque máximo en la realización del anillo de apilamiento ilustrado es de aproximadamente 40 grados. Un ángulo más pequeño con respecto a la horizontal (por ejemplo, de aproximadamente 30 grados) puede ser preferible en algunos casos, como lo puede ser una w_{f} de separación más larga entre protuberancias para proporcionar regiones de apoyo engrosadas más largas.
La figura 11A muestra una configuración de anillo de apilamiento para producir el patrón de unión mostrado en la figura 8D (producto 110 conductor eléctrico no mostrado). Los anillos 136 de de apilamiento que tienen el perfil mostrado en la figura 10 se apilan juntos con protuberancias escalonadas, de manera que el patrón de las regiones unidas fuertemente se parece a un tablero de ajedrez con "apoyos" alargados que se extienden hacia el exterior entre las regiones unidas fuertemente. La anchura w_{s} de cada anillo es de aproximadamente 0,018 pulgadas.
En otra realización, también ilustrada en la figura 9, se evita la penetración excesiva de resina del material 144 de bucle proporcionando una capa 128 de barrera entre la resina y el material de bucle. El material 128 de barrera es, en algunos casos, una película o papel perforado que permite que la resina pase al material de bucle en regiones seleccionadas pero inhibe su flujo hacia otras regiones, tal como para producir el patrón de unión de la región central del material de bucle mostrado en la figura 8E. El material de barrera también puede ser una lámina homogénea de material que tiene una alta porosidad, que limita igualmente la penetración de la resina en el material de bucle a través de la anchura del material de barrera. En lugar de introducirse como una lámina separada, en algunos casos el material de barrera se aplica previamente a la superficie del material 110 de bucle y puede estar en la forma de un aglutinante situado en zonas diferenciadas del material de bucle y fibras que se encapsulan localmente del material de bucle, por ejemplo. En muchos casos, el material de barrera es más estrecho que el material de bucle, y está centrado a lo largo de la anchura del material de bucle, para permitir la penetración completa de la resina en los bordes del material de bucle. En todos los casos en los que el material de barrera llega a unirse permanentemente al sustrato y, por tanto, se convierte en una parte integrada del producto final, debe seleccionarse para que tenga un peso y coste del material bajos.
La figura 13 ilustra un método y aparato adicionales para producir los cables conductores eléctricos descritos anteriormente. En esta realización, el cabezal 300 de extrusión suministra películas 140, 141 o flujos de resina a la línea 102 de contacto formada mediante el rodillo 104 de moldeo (el rodillo de moldeo que tiene cavidades 155 de moldeo del elemento de sujeción fijas, tal como se describió anteriormente con respecto a la figura 9 para producir un producto de cable como el ilustrado en la figura 7) y el rodillo 106 de presión, respectivamente. La disposición de la línea 102 de contacto es tal como se describió anteriormente en referencia a las figuras 9 y 9A. De manera simultánea a la alimentación de la resina, se alimentan múltiples hebras de material 310 conductor desnudo a través de un troquel de extrusión del cabezal 300 de extrusión a la línea 102 de contacto entre las películas 140, 141 o flujos de resina separados. Las condiciones de presión y temperatura en la línea 102 de contacto fuerzan a la película 140 o flujo de resina a fluir hacia las cavidades de moldeo, tal como se describió anteriormente, encapsula el material 310 conductor dentro de las resinas 140, 141, y une las películas 140, 141 o flujos de resina separados para crear un producto de cable integrado que tiene conductores aislados dentro de las protuberancias de un elemento de sujeción y sustrato que se extienden desde una superficie del sustrato.
El método y el aparato ilustrados en la figura 13 también pueden producir el producto de cable tal como el ilustrado en la figura 8 y descrito anteriormente. En una disposición de este tipo, el rodillo 102 de moldeo carece de las cavidades conformadas para la protuberancia del elemento de sujeción y el material 144 de bucle (mostrado como líneas discontinuas en la figura 14) tal como se describió anteriormente en referencia a la figura 8, se alimenta directamente sobre la superficie del rodillo 102 de moldeo antes de la entrada del flujo 140 de resina a la línea 102 de contacto. Tal como se describió anteriormente con referencia a las figuras 9, los anillos de apilamiento, las capas de barrera, o ambos, pueden utilizarse para controlar las zonas y cantidades de penetración de la resina 140 en el material 144 de bucle para unir los materiales.
Los métodos y aparatos de las figuras 9 y 13 también pueden formar cables eléctricos que tienen tanto protuberancias del elemento de sujeción (por ejemplo, ganchos o setas) como material de elemento de sujeción de bucle que puede ajustar las protuberancias para formar una sujeción. El uso de las técnicas descritas anteriormente en las que el rodillo 104 de moldeo tiene cavidades que forman la protuberancia del elemento de sujeción y el material 144 de bucle se alimenta a la línea de contacto o espacio mientras se introducen la resina y el producto conductor eléctrico, da un producto de cable eléctrico autoajustable que tiene ambos tipos de elementos de sujeción.
Tal como se ilustra en la figura 14, el montaje 330 de cable de cinta se fija dentro de una carcasa 309 de ordenador con extremos 332 terminales conectados a los componentes 333 y 334 internos para suministrar energía o señales de comunicación eléctrica entre ellos. Ahora en referencia también a la figura 15, el montaje 330 de cable tiene una multiplicidad de hebras 336 conductoras dentro de un sustrato 338 aislante que tiene elementos 334 de sujeción similares a los descritos anteriormente con referencia a la figura 7 sobre su superficie. El panel 311 de la carcasa 309 de ordenador tiene elementos de sujeción de acoplamiento, por ejemplo, bucles 316, tales como los descritos anteriormente con referencia a las figuras 2 y 3. Durante el montaje del ordenador, los terminales 332 se conectan primero a los componentes 333, 334 internos, respectivamente. Los elementos 334 de sujeción del montaje 330 de cable se ajustan entonces de manera ajustable y liberable con los elementos de sujeción de acoplamiento, por ejemplo, los bucles 316, en el panel 309. Esto permite la introducción o la extracción más fáciles de los componentes adicionales del ordenador, por ejemplo, las placas 313, 314, dentro de la carcasa 309 de ordenador, y mantener organizada la disposición del cable dentro de la cabina.
Cualquiera de los métodos y aparatos descritos anteriormente, por ejemplo, con referencia a las figuras 9 y 13 puede utilizarse para crear una hebra continua de cable de cinta para su uso en montajes de cable de cinta (por ejemplo, el montaje 330) con elementos de sujeción unidos, por ejemplo, ganchos 334 o bucles (no mostrados). En un ejemplo ilustrado en la figura 16 se proporciona el producto 410 conductor eléctrico preformado que tiene múltiples hilos 336 metálicos conductores unidos a la cinta 338 aislante. Los hilos 336 metálicos pueden ser circulares, o rectangulares aplanados o de otra sección transversal aplanada, de construcción en hebras, o pueden ser tiras de material conductor depositado, o si no depositado sobre la cinta 338 aislante. En una realización, los conductores 336 son tiras depositadas sobre la cinta 338 de soporte para formar un circuito u otra trayectoria conductora. Por ejemplo, cualquiera de los productos con forma de tira descritos en el presente documento pueden alimentarse a través de una línea de contacto que forma un gancho (tal como se describió anteriormente) para formar una capa de resina termoplástica que lleva ganchos como una capa de aislamiento eléctrico inmediatamente adyacente a los conductores, o como una capa unida de manera integrada a una capa de aislamiento eléctrico preexistente. Por ejemplo, el sistema de circuitos que contiene cables flexibles, tales como los componentes montados en la superficie insertados u otros dispositivos electrónicos, puede alimentarse directamente a través de la línea de contacto para formar ganchos en un lado del cable del circuito. En otra realización, la cinta 336 de soporte es, por sí misma, una cinta de gancho preformada (similar a la capa 140), estando los conductores 336 dispuestos sobre una superficie de la cinta de ganchos opuesta a los ganchos.
El producto 410 conductor junto con la resina 140 plástica se alimenta a través de una línea de contacto o espacio para formar un cable en el que la resina forma elementos 334 de sujeción moldeados y se une a la cinta 338 aislante, aislando así múltiples hilos 336 metálicos conductores y produciendo el cable de sujeción integrado de la figura 17. Alternativamente, el material 144 de bucle (no mostrado) y la resina se alimentan simultáneamente a la línea de contacto de uno de los aparatos descritos anteriormente (en el que el rodillo de moldeo no tiene las cavidades que forman el elemento de sujeción) de manera que la resina se une a la cinta 338 aislante para aislar múltiples hilos 336 metálicos conductores y al menos penetra parcialmente en el material 144 de bucle para formar la hebra continua del cable conductor (tal como se describió anteriormente con referencia a la figura 9).
En referencia ahora a la figura 18, el cable 600 eléctrico continuo se fabrica alimentando múltiples hilos 602 metálicos eléctricamente conductores a la línea 604 de contacto formada por el rodillo 606 de moldeo rotatorio y el rodillo 608 de presión contrarrotatorio. Los hilos 602 metálicos están desnudos, es decir, sin un recubrimiento aislante y están separados lateralmente entre sí cuando entran en la línea 604 de contacto. Con el fin de controlar la posición lateral de los hilos metálicos cuando entran en la línea de contacto, los rodillos 616 guía están dotados de hendiduras individuales, una por cada hilo metálico introducido, para evitar que los hilos metálicos oscilen lateralmente cuando se aproximan a la línea de contacto. Además, el rodillo 608 de presión tiene hendiduras correspondientes que ayudan en la alineación de los hilos 602 metálicos durante el proceso de encapsulación que va a describirse ahora.
Simultáneamente con los hilos 602 metálicos, se introduce una banda 610 de resina termoplástica fundida en la línea 604 de contacto desde el cabezal 612 de extrusión. Las condiciones de presión y temperatura en la línea de contacto hacen que la resina fundida envuelva los hilos metálicos y también hacen que una parte de la resina rellene las cavidades 614 con forma de gancho proporcionadas en el rodillo 606 de moldeo. A medida que el rodillo de moldeo enfriado continúa rotando, la resina y los hilos metálicos encapsulados permanecen adyacentes a la periferia del rodillo de moldeo hasta que los rodillos 618 y 620 de desenrollado actúan para extraer el producto 600 del rodillo de moldeo, extrayendo así los ganchos 622 ahora solidificados de sus cavidades 614 respectivas.
En referencia ahora a las figuras 19 y 19A, el producto 600 tiene un cuerpo 632 eléctricamente aislante de resina termoplástica con una superficie 624 superior y una superficie 626 inferior. Los ganchos 622 que pueden ajustarse mediante bucles se extienden desde la superficie 624 superior, siendo cada gancho una extensión integrada de la resina termoplástica del cuerpo aislante. Los ganchos 622 tienen una parte 623 de vástago y una parte 625 de cabezal que puede ajustarse mediante bucle que se extiende hacia fuera desde el vástago para sobresalir por encima de la superficie 624 superior. La superficie 626 de fondo tiene picos 628 que corresponden a las hendiduras que guían los hilos metálicos en el rodillo 608 de presión con un valle 630 de espesor reducido que separa los picos 628 adyacentes. Cada hilo 602 metálico conductor está encapsulado dentro de un pico 628 y separado de un hilo metálico conductor adyacente mediante el cuerpo 632 de resina termoplástica aislante. En un ejemplo, el cuerpo 632 de resina es de un material de PVC flexible. La posición de los hilos 602 metálicos con respecto a la superficie 624 superior y la superficie 626 inferior viene establecida por las posiciones relativas del hilo metálico y la resina termoplástica fundida cuando entran en la línea de contacto y la dinámica de flujo de la resina termoplástica fundida dentro de la línea de contacto. Tal como se ilustra en la figura 18, mediante la introducción de los hilos 602 metálicos por encima del cabezal 612 de extrusión, la tendencia es a que los hilos metálicos estén relativamente más cerca de la superficie 624 superior del producto 600 final (tal como se indica mediante los hilos 602' metálicos mostrados como líneas discontinuas en la figura 19). A la inversa, si los hilos metálicos se alimentan desde debajo del cabezal de extrusión (tal como se indica por el hilo 602A metálico alimentado ilustrado con líneas discontinuas en la figura 18) la tendencia es a que los hilos metálicos estén relativamente más cerca de la superficie 626 inferior en el producto 600 final (tal como se indica mediante los hilos 602'' metálicos mostrados como líneas discontinuas en la figura 19).
Una alternativa para controlar la posición vertical de los hilos 602 metálicos dentro del cuerpo 632 aislante es proporcionar un sustrato 633 de soporte por debajo de los hilos metálicos a medida que tiene lugar el proceso de moldeo. Tal como se ilustra en la figura 18, el sustrato 633 (mostrado como líneas discontinuas) se alimenta en el rodillo 608 de presión con hendiduras, de modo que se asienta sobre los picos de las hendiduras del rodillo. El sustrato 633 puede ser cualquier material que sea conductor para soportar los hilos metálicos mientras también permite que la resina termoplástica fundida fluya a través de y encapsule el sustrato durante el proceso de moldeo. En un ejemplo, el sustrato 633 es una malla de fibras no tejidas. Los hilos 602A metálicos se alimentan entonces sobre el sustrato en posiciones correspondientes a las hendiduras de guiado del rodillo 608 de presión. El sustrato 633 algo elástico permite que los hilos 602A metálicos entren sólo parcialmente en sus respectivas hendiduras de guiado del rodillo 608 de presión, permitiendo así controlar la posición lateral de los hilos metálicos mientras se evita que los hilos metálicos alcancen el fondo de las hendiduras. Al entrar en la línea de contacto, la resina 610 fundida fluye hacia arriba para rellenar las cavidades 614 y hacia abajo a través del sustrato 633 para rellenar las hendiduras del rodillo 608 de presión, mientras que el sustrato evita que los hilos 602A metálicos se hundan en contacto con el rodillo 608 de presión.
El producto 600' resultante (figura 20) tiene el sustrato 633 de soporte insertado por debajo de los hilos 602 metálicos dentro del cuerpo 632 aislante.
En una realización alternativa, también ilustrada en la figura 21 y en referencia adicional a las figuras 21 y 21A, las cavidades 612 del molde son de una forma que sobresale directamente hacia el interior desde la periferia del rodillo 606 de moldeo hacia su centro, es decir, las cavidades 612 están conformadas para formar únicamente vástagos y no tienen una parte rebajada para formar una cabezal de ajuste de un elemento de sujeción. El resto del método de formación del cable continúa tal como se describió anteriormente, excepto que el producto 600'' (figura 21) extraído del rodillo de moldeo sólo tiene vástagos 622' moldeados de manera integrada que sobresalen desde su superficie 624' superior. Posteriormente a la operación de extracción, el cable 600'' se hace pasar entre un rodillo 634 calentado y un rodillo 636 de yunque (mostrado en líneas discontinuas) para producir un producto 600''' final (figura 21A). Los rodillos 634, 636 se disponen de modo que el rodillo 634 calentado entre en contacto y deforme la parte 623' de punta de cada vástago 622' para formar una parte 625' de cabezal que puede ajustarse mediante bucle que sobresale por encima de la superficie 624' superior.
En referencia ahora a las figuras 22 y 23, en todavía otro método para formar un cable continuo con vástagos del elemento de sujeción moldeados de manera integrada que se extienden desde una superficie de un cuerpo aislante de conductor, el troquel 670 se coloca justo aguas arriba de la línea 672 de contacto. El troquel 670 incluye una placa 674 de guía de hilo metálico que define manguitos 676 de guía individuales, cada uno de los cuales aloja y guía un hilo 678 metálico conductor. Los manguitos 676 de guía pueden tener una forma cilíndrica para alojar hilos metálicos de sección transversal redonda o pueden ser de sección transversal rectangular para alojar conductores aplanados para producir cables relativamente planos. Dispuesta perpendicular a la dirección de alimentación de los hilos metálicos hay una extrusora 680 que introduce resina termoplástica fundida a través de la boquilla 681 hasta una trayectoria 683 de flujo de resina interna definida por el troquel 670. La trayectoria 680 de flujo dirige la resina fundida para que fluya por encima, por debajo y entre la pluralidad de hilos 678 metálicos antes de forzar la combinación 682 de hilos metálicos y resina fundida a través de la ranura 684 y hacia la línea 672 de contacto inmediatamente adyacente. Una vez que el material está en la línea 672 de contacto, el proceso de moldeo continúa tal como se describió anteriormente con referencia a la figura 19 sin necesidad adicional de un guiado y/o alineación del hilo metálico lateral o vertical.
En una realización particular ilustrada en las figuras 24 y 25, los hilos metálicos y la resina termoplástica se alimentan a través de una línea 700 de contacto formada por dos rodillos 702, 704 de moldeo, que rotan en direcciones opuestas. Cada rodillo 702, 704 de moldeo define una serie de ganchos (o vástagos) que forman cavidades 706, similares a las descritas anteriormente. En la realización mostrada, se alimentan dos corrientes 703, 710 de resina termoplástica fundida a la línea 700 de contacto, mientras que se introduce una pluralidad de hilos 709 metálicos conductores separados lateralmente, en la forma de tiras conductoras planas, tal como se ilustra, en la línea 700 de contacto entre las corrientes 708, 710. Alternativamente, las corrientes 708, 710 son inicialmente dos películas de resina termoplástica solidificadas. Las condiciones de temperatura y presión en la línea de contacto fuerzan a la resina termoplástica (ya esté inicialmente fundida o sólida) a rellenar al menos parcialmente las cavidades, de modo que el producto 712 solidificado extraído del lado de salida de la línea de contacto tenga elementos 714 de sujeción que pueden ajustarse mediante bucle (o vástagos que pueden posformarse más tarde, tal como se describió anteriormente) que sobresalen desde las superficies 716, 728 anchas opuestas del cuerpo 720 eléctricamente aislante de resina termoplástica.
Todavía otro método para producir cables eléctricos de la presente invención se ilustra en las figuras 26 a 29. El método es un proceso de laminación en el que la cinta 730 de gancho preformada, los conductores 732 eléctricos separados y una cinta 734 de soporte se alimentan simultáneamente entre dos rodillos 736, 738 de unión. La cinta 730 de gancho preformada es de una resina termoplástica eléctricamente aislante, siendo un ejemplo un material de poliéster, teniendo la cinta 730 de gancho una base 740 que define las superficies 742, 744 primera y segunda, respectivamente. Los ganchos 746 son protuberancias de la resina termoplástica de la primera superficie 742 y son adecuados para el ajuste de un material de bucle. La cinta 730 de gancho se alimenta entre los rodillos 736 y 738 de presión con su primera superficie 742 que lleva el gancho inmediatamente adyacente a la superficie periférica del primer rodillo 736 de presión. La cinta 734 de soporte, también de un material eléctricamente aislante (pero no necesariamente del mismo material que la cinta 730 de gancho), define una primera superficie 748 y una segunda superficie 750 y se alimenta entre los rodillos 736 y 738 con su primera superficie 748 inmediatamente adyacente a la superficie periférica del rodillo 738 de presión.
Simultáneamente con la cinta 730 de gancho y la cinta 734 de soporte, se introduce una pluralidad de tiras conductoras planas (o hilos metálicos de sección transversal circular) entre los rodillos 736, 738 de presión de forma separada lateralmente. Los conductores 732 se colocan entre la segunda superficie 744 de la cinta 730 de gancho y la segunda superficie 750 de la cinta 734 de soporte. El rodillo 736 de presión tiene una serie de anillos 752 que sobresalen dispuestos para entrar en contacto con la primera superficie 742 de la cinta 732 de gancho sólo a lo largo de las regiones 753 del material 754 laminado de formación que se sitúa entre los conductores 732 separados. Los rodillos 736 y 738 se calientan y se colocan para crear presión en las regiones 753 correspondientes a cada anillo 752, de manera que se produce la unión térmica a lo largo de las regiones puestas en contacto del material 754 laminado. Las líneas de unión térmica actúan para soldar permanentemente la cinta 730 de gancho a la cinta 734 de soporte de una manera que aísla eléctricamente los conductores 732 entre sí y aísla los conductores entre la cinta de gancho y la cinta de soporte. La cinta 734 de gancho preformada puede dotarse de regiones 753 que se distinguen mediante zonas planas (tal como se ilustra en la figura 27) sobre la primera superficie 742, es decir, zonas que carecen de hileras de ganchos 746. Alternativamente, la primera superficie 742 de la cinta de gancho preformada puede tener una serie uniforme de ganchos 746 a través de su superficie, poniéndose en contacto posteriormente los ganchos en las regiones 753 con los anillos 753, por lo que los ganchos se funden y/o se aplastan mediante el calor y la presión aplicados. De cualquier forma, los ganchos que permanecen sobre la superficie 742, es decir, los colocados entre los anillos 752 durante el proceso de laminación, son suficientes para proporcionar la capacidad de sujeción necesaria con los materiales de bucle de acoplamiento.
En otra alternativa, el rodillo 736 de presión actúa como un yunque (rotatorio o estacionario), mientras que el rodillo 734 de presión se hace vibrar ultrasónicamente a una frecuencia que hace que la cinta 730 de gancho se suelde a la cinta 734 de soporte a lo largo de las regiones 753, en las que los anillos 752 entran en contacto con la cinta 730 de gancho.
En referencia de nuevo a la figura 26 y ahora también a la figura 30, el cable 800 eléctrico se obtiene mediante todavía otro método de laminación. La cinta 730 de gancho (tal como se describió anteriormente con referencia a las figuras 26 y 27) está dotada de una capa de adhesivo 770 eléctricamente aislante (mostrado como líneas discontinuas en la figura 26) aplicada a su segunda superficie 744 cuando se alimenta entre los rodillos 760 y 762 de presión lisos. De manera similar, la cinta 734 de soporte está dotada de una capa de adhesivo 771 (líneas discontinuas) aplicada a su segunda superficie 750 cuando se alimenta entre los rodillos 736, 738. Sin embargo, a diferencia de los métodos tratados anteriormente, en este ejemplo particular, los rodillos 736 y 738 tienen ambos una superficie 29 exterior lisa, es decir, ninguno de los rodillos tiene los anillos 752 de presión tratados anteriormente con referencia a la figura 29. Los conductores 732 se introducen entre los rodillos de manera que quedan intercalados entre la cinta de gancho y la cinta de soporte. Los rodillos de presión lisos se disponen para hacer que el adhesivo 770 sobre la segunda superficie 744 de la cinta 730 de gancho y el adhesivo 771 sobre la segunda superficie 750 de la cinta 734 de soporte entren en contacto entre sí, uniendo así las dos cintas. El adhesivo también entra en contacto con los conductores 132, rodeándolos al menos parcialmente y actuando en combinación con la cinta de gancho y/o la cinta de soporte para envolver y aislar eléctricamente los conductores entre sí. También es posible eliminar una de las capas 771, 772 de adhesivo, siendo suficiente la capa de adhesivo restante para unir la cinta 730 de gancho a la capa 734 de soporte, mientras se envuelven y se aíslan eléctricamente los conductores 734 entre las capas.
En todavía otra alternativa, la cinta 734 de soporte está en la forma de una segunda tira de cinta de gancho, similar o idéntica a la cinta 730 de gancho descrita anteriormente, de modo que el cable eléctricamente conductor resultante tiene ganchos que pueden ajustarse a bucles que se extienden desde superficies expuestas opuestas.
Debe observarse que en los ejemplos de laminación del adhesivo que acaban de tratarse, los ganchos 746 no se deforman permanentemente en ningún grado significativo mediante su paso a través de los rodillos de presión lisos. En lugar de eso, los ganchos son lo suficientemente elásticos como para resistir las presiones aplicadas por los rodillos no calentados.
Tal como se ilustra en la figura 31, la cinta 810 de sujeción de gancho tiene elementos 814 de sujeción de gancho que se extienden desde una primera 812 de dos superficies 812, 813 anchas opuestas de la base 816. Aunque los elementos 814 de sujeción de gancho ilustrados de la figura 31 tienen verdaderamente forma de gancho, la frase "elementos de sujeción de gancho", tal como se usa en el presente documento, se refiere genéricamente a protuberancias que tienen puntas conformadas para el ajuste a un material de bucle complementario o, alternativamente, a otras protuberancias complementarias similares o diferentes. Cada elemento 814 de sujeción de gancho tiene un cabezal 818 de ajuste que puede ajustarse de manera liberable a un material de elemento de sujeción de acoplamiento, por ejemplo, un material de bucle. Ejemplos de otras formas del elemento de sujeción de gancho apropiadas incluyen, pero no se limitan a, vástagos que tienen cabezas con forma de seta, disco de cabeza plana y con forma de palmera.
De nuevo, tal como se trató anteriormente con referencia a la figura 5, un ejemplo de una cinta de sujeción de gancho disponible comercialmente adecuada para su uso en la invención es el producto de gancho denominado CFM-29 disponible de Velcro USA, Corp. de Manchester N. H. El producto de gancho CFM-29 tiene ganchos de 0,015 pulgadas (0,38 mm) de altura, un espesor de base de 0,003 pulgadas y una densidad del elemento de sujeción de gancho del orden de 1000 o más elementos de sujeción de gancho por pulgada cuadrada.
La cinta 810 de sujeción puede producirse ventajosamente de manera continua e íntegra de resina termoplástica, tal como se describió anteriormente, de nuevo con referencia a la patente de los EE.UU. número 4.794.028, concedida el 27 de diciembre de 1988, a Fischer. En resumen, tal como se ilustra en la parte a mano derecha de 1004 en la figura 2, el proceso de Fischer emplea una línea de contacto formada entre un rodillo 1006 de moldeo y un rodillo 1008 de presión. La resina 1000 termoplástica fundida se alimenta a la línea 1004 de contacto, mientras que los rodillos de moldeo y presión rotan en direcciones opuestas. La presión en la línea de contacto fuerza a la resina extruida a rellenar una pluralidad de cavidades (1010) conformadas para el elemento de sujeción de gancho proporcionadas en el rodillo 1006 de moldeo. La resina en exceso del volumen de la cavidad adopta la forma de la línea de contacto para formar el sustrato de base, por ejemplo, (la base 816 de la figura 31). Posteriormente, la resina se solidifica y se extrae del rodillo de moldeo para producir la cinta 810 de sujeción continua.
Otras técnicas para formar de manera continua e integrada una cinta de sujeción de gancho termoplástica son igualmente adecuadas para su uso con la presente invención. Una de tales técnicas supone la extrusión de resina termoplástica en un espacio formado entre el cabezal de extrusión y el rodillo de moldeo sin el uso de un rodillo de presión separado. Esta técnica se describe más completamente, por ejemplo, en la patente de los EE.UU. 5.441.687, concedida el 15 de agosto de 1999, a Murasaki et. al, a la que se remite al lector para más información.
En otra técnica adecuada, se extruye una base termoplástica que tiene raíles continuos del perfil conformado para el elemento de sujeción de gancho. Los raíles, pero no la base, se cortan posteriormente de manera lateral a intervalos a lo largo de la longitud de la extrusión para formar partes separadas del raíl conformado para el elemento de sujeción, estando cada parte separada de una parte adyacente mediante un corte. La base se estira entonces permanentemente de manera longitudinal para crear un espacio entre las partes adyacentes de los raíles conformados para el elemento de sujeción. La cinta de sujeción resultante tiene hileras de elementos de sujeción de gancho individuales separados. Una técnica de este tipo se describe más completamente, por ejemplo, en la patente de los EE.UU. número 4.894.060, concedida el 16 de enero de 1990, a Nestegard, a la que se remite al lector para más información.
Se han descrito varias realizaciones de la invención. No obstante, se entenderá que pueden realizarse varias modificaciones sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones.

Claims (13)

1. Método para formar continuamente un cable eléctrico, comprendiendo el método:
introducir un material (140) aislante eléctrico que comprende una resina termoplástica en un espacio (102, 202) formado adyacente a una superficie periférica de un rodillo (104) de moldeo rotatorio, definiendo el rodillo de moldeo una serie de cavidades (134 de la figura 9A) en el mismo, introduciéndose el material aislante en condiciones de presión y temperatura seleccionadas para hacer que el material aislante rellene al menos parcialmente las cavidades para formar los vástagos (623 de la figura 19A o 622' de la figura 21) del elemento de sujeción de manera integrada en y extendiéndose desde una superficie (624 de la figura 19) ancha de una tira de dicho material aislante; mientras se introducen en el espacio al menos dos conductores (36 de la figura 10) eléctricos longitudinalmente continuos y separados para hacer que el material aislante envuelva y aísle eléctricamente a los conductores y que los conductores lleguen a ser una parte integrada en la tira de material de aislamiento a partir del que se extienden los vástagos del elemento de sujeción.
2. Método según la reivindicación 1, en el que las cavidades (134 de la figura 13) del rodillo de moldeo están conformadas para moldear las cabezas (625 de la figura 19) distales en dichos vástagos (623) del elemento de sujeción, estando conformadas dichas cabezas distales para sobresalir por encima de la superficie (624) ancha de la tira de material aislante, de manera que puedan ajustarse con fibras de bucle expuestas.
3. Método según la reivindicación 1, en el que cada uno de dichos vástagos (622' de la figura 21) define una parte (623') de punta, comprendiendo además el método deformar dicha parte de punta de una pluralidad de dichos vástagos para formar cabezas (625' de la figura 21A) de ajuste que sobresalen por encima del lado (624') ancho de la tira de material aislante, estando conformadas las cabezas de ajuste para que puedan ajustarse con fibras de bucle expuestas.
4. Método según la reivindicación 1, en el que el espacio (102) comprende una línea de contacto definida entre el rodillo (104) de moldeo rotatorio y un rodillo (106) de presión contrarrotatorio (véase la figura 9, por ejemplo), o en el que el espacio comprende una línea de contacto definida entre el rodillo (702) de moldeo rotatorio y un rodillo (704) de moldeo contrarrotatorio, definiendo cada uno de dicho rodillo de moldeo rotatorio y dicho rodillo de moldeo contrarrotatorio una serie de cavidades (706) en los mismos, introduciéndose el material (708, 710) aislante en condiciones de presión y temperatura seleccionadas para hacer que el material aislante rellene al menos parcialmente la serie de cavidades de cada uno de dichos rodillos de moldeo rotatorio y contrarrotatorio para formar los vástagos (623 de la figura 19 o 622' de la figura 21) del elemento de sujeción de manera integrada en y extendiéndose desde cada uno de los lados (716, 718) anchos opuestos de la tira de dicho material aislante (véase la figura 25, por ejemplo).
5. Método según la reivindicación 1, en el que el material aislante comprende una capa de resina (140) termoplástica y un soporte (338) de película, llevando el soporte de película los conductores (336) eléctricos sobre una superficie del mismo, introduciéndose la capa de resina termoplástica en el espacio directamente adyacente al rodillo de moldeo rotatorio, introduciéndose el soporte de película que lleva los conductores eléctricos en el espacio en condiciones de presión y temperatura que hacen que el soporte de película llegue a estar permanentemente unido a la resina termoplástica para envolver y aislar eléctricamente a los conductores (véanse las figuras 9, 10 y 17, por ejemplo), o en el que el material aislante comprende una primera (140) y una segunda (141) película de resina termoplástica, en el que los conductores (310) eléctricos y las películas primera y segunda se introducen en el espacio (102) con los conductores eléctricos dispuestos entre la primera y la segunda película, introduciéndose dicha primera película directamente adyacente al rodillo (104) de moldeo rotatorio en condiciones de temperatura y presión que hacen que las películas primera y segunda lleguen a estar permanentemente unidas entre sí de una manera que rodeen y aíslen eléctricamente a los conductores (véase la figura 13, por ejemplo).
6. Método para formar continuamente un cable (800) eléctrico, comprendiendo el método:
proporcionar una cinta (730) de elemento de sujeción de longitud continua, comprendiendo la cinta de elemento de sujeción una base (740) y una serie de elementos (746) de sujeción que se pueden ajustar mediante bucle, siendo la base de resina termoplástica y definiendo una primera (742) y una segunda (744) superficie ancha, opuestas, comprendiendo la serie de elementos de sujeción, que se pueden ajustar mediante bucle, protuberancias de la resina termoplástica de la primera superficie (742);
disponer una película (734) de soporte de longitud continua adyacente a la cinta de elemento de sujeción, definiendo la película de soporte una superficie (750) ancha, disponiéndose la superficie ancha de la película de soporte dirigida hacia la segunda superficie (744) ancha de la cinta de elemento de sujeción;
disponer una pluralidad de conductores (732) eléctricos separados de longitud continua entre la segunda superficie (744) ancha de la cinta (730) de elemento de sujeción y la superficie (750) ancha de la película (734) de soporte; y
alimentar simultáneamente la cinta (730) de elemento de sujeción, la película (734) de soporte y los conductores (732) eléctricos entre dos rodillos (736, 738) de unión, uniendo así permanentemente la cinta (730) de elemento de sujeción a la película (734) de soporte con la pluralidad de conductores (732) envueltos entre ellos, estando los conductores aislados eléctricamente entre sí.
7. Método según la reivindicación 6, en el que dicha etapa de unir permanentemente la cinta de elemento de sujeción a la película de soporte comprende disponer una capa de adhesivo (744) eléctricamente aislante entre la segunda superficie (744) ancha de la cinta (730) de elemento de sujeción y la superficie (750) ancha de la película (734) de soporte para hacer que la capa de adhesivo (744) aísle eléctricamente la pluralidad de conductores (732) entre sí mientras que une permanentemente la cinta (730) de elemento de sujeción a la película (734) de soporte para envolver la pluralidad de conductores entre ellos, o en el que dicha etapa de unir permanentemente la cinta (730) de elemento de sujeción a la película (734) de soporte comprende soldar en caliente a lo largo de las ubicaciones (753) entre dichos conductores (732).
8. Método para formar un cable (30') eléctrico, comprendiendo el método:
introducir una tira de material (140) de aislamiento eléctrico fundido en un espacio (102, 202) formado adyacente a una superficie periférica de un rodillo (104) rotatorio; mientras
se introduce una tira continua de material (144) de bucle que tiene partes de fibra que se pueden ajustar mediante gancho en el espacio a lo largo de la superficie del rodillo, en condiciones seleccionadas para hacer que el material de bucle llegue a incrustarse al menos parcialmente en el material aislante eléctrico para unir permanentemente el material de bucle a la resina mientras deja las partes de fibra que se pueden ajustar mediante gancho expuestas para el ajuste; e
introducir en el espacio al menos dos conductores (110) eléctricos longitudinalmente continuos y separados para hacer que el material aislante envuelva y aísle eléctricamente a los conductores en el espacio para formar un cable (30') eléctrico multiconductor que tiene bucles (44) que se pueden ajustar extendiéndose desde una superficie externa de los mismos.
9. Cable (30) eléctrico alargado que comprende:
al menos dos conductores (36) eléctricos que se extienden longitudinalmente a lo largo del cable; y
un cuerpo (40, 38) aislante que rodea y aísla eléctricamente a los conductores (36) entre sí, incluyendo el cuerpo aislante una superficie (42) expuesta que tiene una serie de elementos (34, 44) de sujeción que se extienden desde ella, estando los elementos de sujeción dispuestos y construidos para ajustar fibras de bucle expuestas (figura 3) asociadas con una superficie (16) de soporte para fijar selectivamente el cable a la superficie de soporte;
caracterizado porque el cuerpo aislante comprende una primera (660) y una segunda (662) capa de resina termoplástica con los conductores (602) dispuestos entre ellas, estando las capas primera y segunda soldadas permanentemente entre sí de manera que engloben y aíslen eléctricamente a los conductores entre sí, comprendiendo la serie de elementos (656) de sujeción proyecciones elevadas de resina termoplástica de una superficie expuesta de una de las capas primera y segunda.
10. Cable (712) eléctrico alargado según la reivindicación 9, en el que dicha superficie (716, 718) expuesta comprende adicionalmente una segunda superficie (718) ancha de resina termoplástica, una segunda serie de elementos (714) de sujeción que comprende proyecciones elevadas de la resina termoplástica que se extienden desde dicha segunda superficie ancha.
11. Cable eléctrico alargado según la reivindicación 9, en el que la serie de elementos de sujeción se coextiende sustancialmente con dicha primera superficie ancha del cuerpo aislante, o en el que la serie de elementos (334) de sujeción forma una banda longitudinal de elementos de sujeción que se extienden entre regiones (335) de borde lateral del cable, estando desprovistas las regiones de borde lateral de dichos elementos de sujeción (véase, por ejemplo, la figura 17).
12. Cable (800) eléctrico alargado según la reivindicación 9, que comprende además una capa (770 ó 771) de adhesivo dispuesta entre las capas primera y segunda.
13. Cable (30) eléctrico alargado según la reivindicación 9, que define una longitud de cable fija entre los extremos longitudinales opuestos, comprendiendo además el cable un conector (32) eléctrico unido eléctricamente al menos a uno de los conductores y unido mecánicamente al cable en uno de dichos extremos longitudinales (véase, por ejemplo, la figura 6).
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