ES2960346T3 - Cable en forma especial y método de preparación para el mismo - Google Patents

Cable en forma especial y método de preparación para el mismo Download PDF

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Abstract

Un cable de forma especial (1) y método de preparación del mismo. Un núcleo conductor del cable de forma especial se compone de al menos dos segmentos de núcleo conductor (11, 12, 13) conectados de extremo a extremo y que tienen diferentes formas de sección transversal. Los segmentos de núcleo conductores están envueltos externamente por una capa aislante. El contorno de la capa aislante se adapta a los segmentos de núcleo conductores. El cable tiene un excelente rendimiento de flexión y también se puede adaptar perfectamente a la carrocería de un vehículo, de modo que se pueden ahorrar consumibles y se puede mejorar considerablemente el rendimiento de seguridad. El cable está hecho de núcleos conductores de aluminio o aleación de aluminio de modo que se permite que la carrocería del vehículo sea liviana y se pueda reducir el costo de producción del vehículo de motor. El método de preparación comprende las etapas de fabricar los segmentos de núcleo conductores (S1), conectar los segmentos de núcleo conductores (S2) y fabricar la capa aislante (S3) de modo que la eficiencia de producción y la productividad puedan mejorarse efectivamente de acuerdo con diferentes requisitos de producción. , y el costo de producción se puede reducir. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Cable en forma especial y método de preparación para el mismo
Campo técnico
La presente invención se relaciona con un cable, y en particular, con una disposición de cable en forma irregular y con un método para fabricar la disposición de cable en forma irregular. La disposición de cable en forma irregular se usa en un vehículo automotriz y es adaptable al perfil interior del vehículo automotriz.
Antecedentes
El cable existente para vehículos automotrices generalmente consiste en un núcleo conductor y una capa de aislamiento envuelta sobre el núcleo conductor. Usualmente, los cables usados actualmente para vehículos automotrices son cables redondos mientras que algunos cables mejorados tienen una conformación plana. Debido a la sección transversal redonda de los cables redondos, las fuerzas aplicadas en diferentes puntos de la misma circunferencia son isótropas. Como resultado, es difícil doblar un arnés de cables debido a la dificultad de deformación bajo una acción de una fuerza externa.
Con este fin, la solicitud de patente de utilidad china No. 104112508 A divulga un nuevo cable en forma plana usado dentro de los vehículos eléctricos. Con el diseño de conformación plana, su radio de curvatura en la dirección perpendicular a la dirección de anchura del núcleo conductor sólido es 3 veces el espesor del producto acabado, y su flexibilidad es mejor que la del cable sólido suave redondo con la misma área de sección transversal. El núcleo conductor sólido está apilado con múltiples tiras de cobre rectangulares planas sin ningún adhesivo para unir las tiras, para asegurar la flexibilidad. Sin embargo, dado que el perfil interno del vehículo automotriz varía, el uso único de los cables planos estándar provocará un gran aumento en consumo de cableado, aumentando de esa manera el coste de cableado. Mientras tanto, hay una alta tendencia al estrés en un cable debido al uso de un único tipo de cable plano, dando como resultado una falla para liberar estrés notablemente cuando sucede un accidente de coche, lo cual provocará la rotura de cables y accidentes graves.
Además, la patente de utilidad china CN 2388691Y divulga un cable con una sección transversal cuadrada hueca o rectangular hueca y así sucesivamente. Bajo la misma capacidad actual, tal diseño puede reducir el área de sección transversal y peso, de este modo ahorrar el coste de producción de los cables. Sin embargo, los cables que tienen una única conformación no son capaces de coincidir perfectamente al perfil interno del vehículo automotriz, dado que el cable no es capaz de conectar cables de diferentes conformaciones para adaptarse a la demanda real de cableado en el complicado perfil de una carrocería de coche.
Además, la solicitud de patente china CN 104384219 A divulga un método de extrusión de una barra de núcleo de portalámparas de aleación de aluminio que incluye preparar una carrocería de preforma para extrusión; realizar un trabajo de banco; calentar la carrocería de preforma; poner la carrocería de preforma calentada en un troquel cóncavo del molde de extrusión compuesto, luego realizar moldeo y extrusión, sacar el componente, enfriar, y moler. Sin embargo, el producto obtenido tiene una única conformación, lo cual no puede satisfacer el requisito de conectar segmentos de producto de diferentes conformaciones.
Las solicitudes de patente DE 102009 032987 A1, US 2016/152197 A1, EP 1701362 A2 y DE 20 2015 103854 U1 divulgan algunos de los cables usados en vehículos automotrices conocidos en el estado de la técnica.
Resumen
Para superar los inconvenientes de la técnica anterior, por lo tanto un objetivo de la presente invención es proporcionar una disposición de cable en forma irregular y un método para fabricar la disposición de cable que no solo pueda mejorar las capacidades de seguridad de un vehículo automotriz, sino que también pueda reducir el coste de producción y satisfacer las demandas de la gente de vehículos más livianos.
Para resolver los problemas anteriores, la presente invención usa las siguientes soluciones técnicas. De acuerdo con la invención se proporciona aquí una disposición de cable en forma irregular como se define en la reivindicación 1 y un método para fabricar la disposición de cable en forma irregular de acuerdo con la reivindicación 13. Desarrollos adicionales de la invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes.
Una disposición de cable en forma irregular tiene su núcleo conductor con una capa de aislamiento externo, en donde el núcleo conductor está formado por al menos dos segmentos de núcleo conductor con diferentes conformaciones de sección transversal conectadas de extremo a extremo, de tal manera que un extremo de un segmento de núcleo conductor está conectado a un extremo de otro segmento de núcleo conductor adyacente. El área de sección transversal efectiva para una conducción eléctrica dentro de cada segmento de núcleo conductor tiene un rango de tolerancia de ±20 %.
Debe anotarse que la expresión "conformación irregular" en la presente invención significa que el núcleo conductor está formado por al menos dos segmentos de núcleo conductor con diferentes conformaciones de sección transversal conectados de extremo a extremo. Con esta configuración, se puede evitar la circunstancia donde se aplican estreses sobre un cable en cables normales, por lo que el estrés sobre los cables se puede liberar rápidamente, evitando de esa manera que los cables se rompan debido a los estreses y mejorando en gran medida las capacidades de seguridad de los vehículos automotrices.
Debe anotarse que el área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica dentro de cada segmento de núcleo conductor puede tener una cierta tolerancia debido a los errores de fabricación o adaptación a diferentes vehículos en la práctica. El inventor cree que la tolerancia debe estar dentro de ±20 % para asegurar la seguridad eléctrica. La tolerancia debe considerarse en términos del área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica dentro de cada segmento de núcleo conductor, en lugar de diferentes segmentos de núcleo conductor. Se concluye por el inventor a partir de múltiples experimentos y mejoras creativas que la capa de aislamiento externo del segmento de cable con el área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica no se fundirá cuando el rango de tolerancia se establezca como ±1 %, ±2 %, ±3 %, ±4 %, ±5 %, ±6 %, ±7 %, ±8 %, ±9 %, ±10 %, ±11 %, ±12 %, ±13 %, ±14 %, ±15 %, ±16 %, ±17 %, ±18 %, ±19 %, ±20 %. Mientras, la capa de aislamiento externo del segmento de cable con el área de sección transversal efectiva para conducción eléctrica que excede el límite de tolerancia comienza a fundirse cuando el rango de tolerancia se establece más allá de ±20 %, lo cual causa de este modo daño a la seguridad eléctrica de toda la disposición de cable en forma irregular. Por lo tanto, el inventor cree que los casos donde la capa de aislamiento de una parte del cable irregular se funde debido a la alta temperatura se pueden reducir efectivamente estableciendo un rango de tolerancia del área de sección transversal efectiva para conducción eléctrica como ±20 %. Al hacer así, se puede asegurar la seguridad eléctrica del cable irregular.
Debe anotarse que, los segmentos de núcleo conductor pueden ser sólidos, parcialmente sólidos, o completamente huecos.
Además, los segmentos de núcleo conductor pueden ser flexibles.
Los segmentos de núcleo conductor adyacentes que están conectados entre sí pueden ser una combinación de un segmento de núcleo conductor sólido y un segmento de núcleo conductor hueco, un segmento de núcleo conductor sólido y un segmento de núcleo conductor flexible, un segmento de núcleo conductor sólido y otro segmento de núcleo conductor sólido, un segmento de núcleo conductor hueco y un segmento de núcleo conductor flexible, un segmento de núcleo conductor hueco y otro segmento de núcleo conductor hueco, o un segmento de núcleo conductor flexible y otro segmento de núcleo conductor flexible. Ciertamente, cualquier combinación de la pluralidad de tipos de segmentos de núcleo conductor antes mencionados también debería incluirse en las soluciones técnicas de la presente invención.
Preferiblemente, una superficie superior del extremo de un segmento de núcleo conductor está conectada a una superficie inferior del extremo de otro segmento de núcleo conductor adyacente.
Debe anotarse que, un método para conectar los segmentos de núcleo conductor puede ser soldadura, corrugamiento, fusión a tope, o inserción.
Preferiblemente, si dos segmentos de núcleo conductor adyacentes tienen diferentes conformaciones de sección transversal, se usa un conector de núcleo conductor para conectar los dos segmentos de núcleo conductor adyacentes. Las conformaciones de los dos extremos del conector de núcleo conductor son las mismas que las conformaciones de sección transversal de los dos segmentos de núcleo conductor adyacentes, respectivamente.
Debe anotarse que, el uso del conector de núcleo conductor que tiene conformaciones en dos extremos respectivamente iguales que las conformaciones de sección transversal de los dos segmentos de núcleo conductor adyacentes puede resolver el problema de que dos segmentos de cable con diferentes conformaciones de sección transversal no se pueden conectar directamente entre sí.
Preferiblemente, los valores de las áreas de sección transversal del conector de núcleo conductor están cerca unos de otros.
Debe anotarse que, con los valores de las áreas de sección transversal del conector de núcleo conductor cercanos entre sí, se puede lograr una mejor consistencia de los efectos de conducción. Como una realización preferida, los valores de las áreas de sección transversal del conector de núcleo conductor son iguales en cada posición. En este caso, se puede lograr la mejor consistencia de los efectos de conducción del conector de núcleo conductor.
Preferiblemente, las disposiciones de cables en forma irregular están conectadas de acuerdo con el perfil de carrocería de un vehículo automotriz. De acuerdo con esta solución, los cables se pueden instalar de acuerdo con la necesidad real de los perfiles de carrocería de diferentes partes del vehículo, ahorrando de esa manera material, espacio, y coste del vehículo automotriz.
Preferiblemente, la disposición de cable en forma irregular se extiende de manera superpuesta, plegada y giratoria.
Al extender el cable de una manera superpuesta, plegada y giratoria, se puede eliminar el efecto de corrientes en torbellino causado por la transmisión de corriente de alto voltaje sin afectar la operación de otros dispositivos eléctricos en el vehículo, por lo que los cables son más adecuados para aplicaciones de gran corriente de alto voltaje.
Preferiblemente, los segmentos de núcleo conductor están hechos de aluminio o aleación de aluminio.
Debe anotarse que, el núcleo conductor de cobre usado generalmente en la técnica anterior se sustituye por el núcleo conductor de aluminio (incluyendo aluminio o material de aleación de aluminio). La densidad de aluminio es un tercio de la densidad de cobre. De acuerdo con los rendimientos eléctricos del aluminio y cobre, es decir las diferencias de resistividad eléctrica de núcleos conductores sólidos, sobre la base de que los rendimientos de conductividad son los mismos, la relación de longitud a diámetro del aluminio es simplemente 1.28 veces la relación de longitud a diámetro del cobre, mientras que el peso del material de aluminio es la mitad del peso del material de cobre que tiene la misma capacidad de corriente. De este modo, el peso de las líneas se puede reducir en gran medida sin aumentar el espacio de instalación de los cables, lo cual es útil para reducir el peso del vehículo. Al usar el núcleo conductor de aluminio que tiene un peso específico más bajo y un coste más bajo en lugar de núcleo conductor de cobre que tiene peso específico más alto y coste más alto, se pueden reducir el coste de material y coste de transporte, reduciendo de esa manera el coste de producción del vehículo automotriz.
Preferiblemente, el contenido de aluminio del núcleo conductor de aluminio no es menor que 95 %.
Preferiblemente, el núcleo conductor de aleación de aluminio puede estar hecho de aleación de aluminio-cobre, aleación de aluminio-magnesio, aleación de aluminio-litio, aleación de aluminio-manganeso, aleación de aluminio-zinc, o aleación de aluminio-silicio.
Los requisitos funcionales del vehículo automotriz pueden satisfacerse eligiendo diferentes tipos de aleación de acuerdo con los diferentes requisitos de propiedades eléctricas, propiedades mecánicas, y peso de los cables.
Preferiblemente, los segmentos de núcleo conductor tienen una sección transversal elipse, una poligonal, una en forma de E, una en forma de F, una en forma de H, una en forma de K, una en forma de L, una en forma de T, una en forma de U, una en forma de V, una en forma de W, una en forma de X, una en forma de Y, una en forma de Z, una en forma de semiarco, una en forma de arco, o una ondulada.
Preferiblemente, la conformación poligonal es un triángulo, un cuadrilátero, un pentágono, un hexágono, o un octágono.
Debe anotarse que, configurar la sección transversal de los segmentos de núcleo conductor con conformaciones de elipse, poligonal, u otras no circulares es útil para el cableado de acuerdo con el perfil de carrocería del vehículo automotriz y reducir el consumo de cableado. La combinación de múltiples tipos de secciones transversales puede proporcionar más opciones para el cableado de vehículo y disposición de las partes de vehículo, reduciendo de esa manera el coste de producción.
Preferiblemente, una esquina interior de la sección transversal del segmento de núcleo conductor tiene un chaflán.
Debe anotarse que, configurar las esquinas interiores del polígono con chaflanes en el caso de fabricar un segmento de núcleo conductor poligonal puede evitar que los bordes afilados y esquinas de los segmentos de núcleo conductor perforen a través de la capa de aislamiento. De este modo, se puede evitar la descarga eléctrica causada por rebabas bajo una gran corriente y la rotura, por lo que se protege la capa de aislamiento y se puede prolongar la vida útil de los segmentos de cable.
Preferiblemente, la capa de aislamiento se envuelve sobre el segmento de núcleo conductor, y el perfil de la capa de aislamiento encaja con los segmentos de núcleo conductor.
Debe anotarse que, la conformación de sección transversal de cada segmento de cable depende de la conformación de segmento de núcleo conductor dado que la capa de aislamiento está envuelta sobre la pared exterior de los segmentos de núcleo conductor. De esta forma, el cable se puede fabricar en diferentes conformaciones para adaptarse al perfil de un vehículo automotriz para conexión y disposición de acuerdo con los requisitos reales de diferentes partes del vehículo automotriz.
Debe anotarse que la capa de aislamiento puede ya sea envolverse sobre la pared exterior de los segmentos de núcleo conductor, o envolverse sobre la junta de conexión entre los segmentos de núcleo conductor.
Debe anotarse que, el material de la capa de aislamiento incluye pero no se limita a uno o más ítems de PVC, caucho de silicona, TPE, XPE, PP, XLPE, FEP, ETFE, TPR, y TPFE.
Preferiblemente, los segmentos de núcleo conductor están conectados a uno o más cables de cable sólido, cable parcialmente sólido, cable hueco, o cable flexible.
Para lograr el segundo objetivo mencionado anteriormente, la presente invención usa las siguientes soluciones técnicas.
Un método para fabricar la disposición de cable en forma irregular mencionada anteriormente incluye las siguientes etapas:
S1: la materia prima metálica se extrude a través de un molde con una extrusora para producir los segmentos de núcleo conductor semiacabados, luego los segmentos de núcleo conductor semiacabados se enfrían para obtener segmentos de núcleo conductor, en última instancia;
S2: los segmentos de núcleo conductor están conectados entre sí; y
S3: segmentos de núcleo conductor bien conectados se ponen en una extrusora de capa de aislamiento para extrudir la capa de aislamiento sobre los segmentos de núcleo conductor y hacer que los segmentos de núcleo conductor encajen con la capa de aislamiento.
Alternativamente, el método de fabricación incluye las siguientes etapas:
i: la materia prima metálica se extrude a través de un molde con una extrusora para producir los segmentos de núcleo conductor semiacabados, luego los segmentos de núcleo conductor semiacabados se enfrían para obtener segmentos de núcleo conductor, en última instancia;
ii: los segmentos de núcleo conductor se ponen en la extrusora de capa de aislamiento para extrudir la capa de aislamiento sobre los segmentos de núcleo conductor y hacer que los segmentos de núcleo conductor encajen con la capa de aislamiento; y
iii: los segmentos de núcleo conductor envueltos con la capa de aislamiento están conectados entre sí.
Preferiblemente, los segmentos de núcleo conductor pueden conectarse entre sí mediante soldadura, corrugamiento, fusión a tope, o conexión de inserción.
Debe anotarse que, hablando en general, los métodos para fabricar la disposición de cable en forma irregular involucran ambos la etapa de producir primero los segmentos de núcleo conductor mediante una extrusora. Subsecuentemente, los segmentos de núcleo conductor se pueden conectar entre sí antes de extrudir la capa de aislamiento o la capa de aislamiento se puede extrudir primero en cada segmento de núcleo conductor, luego los segmentos de núcleo conductor envueltos con la capa de aislamiento se conectan entre sí. Ambos de estos dos procesos de fabricación son aceptables.
Debe anotarse que, en el proceso de conectar los segmentos de núcleo conductor, los segmentos de cable con o sin capa de aislamiento se instalan y conectan de acuerdo con el perfil real de la carrocería de vehículo para reducir el consumo de material del cableado, ahorrar espacio, y reducir en gran medida el coste de producción. En la presente solución técnica, las herramientas y materias primas necesarias incluyen barras de aluminio de materia prima, extrusora, y carrete de alambre.
Debe anotarse que, la temperatura del molde debe mantenerse por encima de 360°C en el proceso de extrusión, si se selecciona aluminio.
Debe anotarse que, mantener la temperatura del molde por encima de 360°C en el uso evita el enfriamiento y solidificación del aluminio cuando pasa a través del molde en la extrusión bajo la temperatura de 360°C debido al contacto con el molde a una baja temperatura, asegurando de esa manera el éxito del proceso de extrusión de aluminio. La duración de calentamiento se puede establecer como 20-60 minutos de acuerdo con el tamaño del molde, para asegurar que la barra de aluminio se caliente a un estado óptimo para el procesamiento y evitar una temperatura insuficiente dentro del molde causada por una duración corta de calentamiento durante un molde grande.
Debe anotarse que, precalentar el molde mediante un horno de calentamiento antes de la extrusión y formación puede reducir el tiempo de preparación de producción y aumentar la eficiencia de fabricación.
Debe anotarse que, enderezar y limpiar con cepillo la barra de materia prima metálica antes de la extrusión puede hacer que el proceso de extrusión sea más suave, y de este modo mejorar la calidad de producto. Específicamente, la barra de materia prima metálica se endereza mediante una enderezadora, y la superficie de la barra de materia prima metálica se trata mediante una máquina de limpieza con cepillo en línea para retirar las impurezas y la capa de óxido.
Debe anotarse que, los segmentos de núcleo conductor semiacabados se extruden y se forman de una vez por todas sin la necesidad de otro equipos auxiliar para recocido, calentamiento, decapado con ácido, y corte lateral, por lo que se puede realizar una producción no contaminada con procesos cortos.
Preferiblemente, la extrusión es una extrusión continua, y la extrusora se selecciona preferiblemente como una extrusora continua.
Debe anotarse que, cuando se usa el proceso de extrusión continua, la barra de materia prima metálica se pone en la extrusora continua, luego la extrusora continua inicia a fundir y extrudir la barra de aluminio desde el molde a través del calor y presión generados por la fricción giratoria de la rueda de extrusión dentro de la extrusora continua. Por consiguiente, se forman los segmentos de núcleo conductor semiacabados en la misma conformación del molde.
Específicamente, las barras de materia prima metálica se alimentan continuamente a la rueda de extrusión giratoria con muescas. Las barras de materia prima metálica están sometidas a una extrusión radial y fricción en la muesca. Las barras de materia prima metálica se calientan a una temperatura suficiente y alcanzan un estado de recristalización bajo la extrusión y fricción, luego se extruden fuera del molde a través de la cámara y se forman de una vez por todas. En todo el proceso de extrusión, la compactibilidad del material aumenta, los granos cristalinos son uniformes y compactos, disminuyendo de esa manera la resistencia eléctrica y mejorando el rendimiento de conductividad.
Debe anotarse que, se puede producir un segmento de núcleo conductor ultralargo usando una bobina de material de barra de materia prima metálica como la materia prima. Al usar el método de procesamiento tradicional, la longitud máxima no será más de 30-50 metros, mientras que al usar el método de extrusión continua, la longitud puede ser hasta miles a decenas de miles de metros, aumentando de esa manera la eficiencia de producción y disminuyendo el coste de producción.
Debe anotarse que, la barra de materia prima metálica genera suficiente calor a través de la deformación y deformación térmica de la fricción durante el proceso de extrusión, por lo que no hay necesidad de procesos adicionales tales como recocido y calentamiento etc., reduciendo de esa manera el consumo de energía unitario del producto.
Debe anotarse que, no hay material de desecho proveniente a partir del descarte y corte de bordes en la fabricación de extrusión continua, por lo que la tasa de utilización del material es alta y el rendimiento de los segmentos de núcleo conductor semiacabados puede alcanzar más de 95 %.
La presente invención también proporciona otro método para fabricar la disposición de cable en forma irregular que incluye las siguientes etapas:
(1) introducir los datos 3D de la disposición de cable en forma irregular en la impresora 3D para imprimir el núcleo conductor de la disposición de cable en forma irregular mediante la impresora 3D con base en los datos; y
(2) fabricar la capa de aislamiento.
Debe anotarse que, la disposición de cable en forma irregular también se puede fabricar usando tecnología de impresión 3D. Específicamente, después de introducir los datos de la disposición de cable en forma irregular requerida por el vehículo automotriz en la impresora 3D, la impresora 3D imprimirá el cable irregular de acuerdo con los datos tales como conformación, dureza, etc. de la disposición de cable en forma irregular.
Específicamente, en el método para fabricar los segmentos de núcleo conductor, las estructuras de los segmentos de núcleo conductor se descomponen en múltiples capas mediante el dispositivo informático de la impresora 3D, luego los constituyentes materiales de los segmentos de núcleo conductor se envían a la región de trabajo mediante el cabezal de impresión de la impresora 3D para fundir los materiales constituyentes. Al mover la mesa, se puede obtener un sólido de deposición fundido mediante la adición es decir los segmentos de núcleo conductor acabados.
Específicamente, la técnica de impresión 3D puede ser un modo de haz láser, un haz de electrones, o un haz de arco eléctrico.
Alternativamente, el método de fabricación incluye las siguientes etapas:
(1) fabricar un molde con base en los datos 3D de la disposición de cable en forma irregular, calentar la materia prima metálica hasta que los materiales metálicos se fundan, verter o fundir a baja presión el líquido metálico en el molde, y formar el núcleo conductor de la disposición de cable en forma irregular después del enfriamiento; y
(2) fabricar la capa de aislamiento.
Específicamente, dado que el producto se fabrica mediante fundición en molde y se forma de una vez por todas, no hay necesidad de procesamiento secundario, y la conformación es uniforme. De este modo, se puede mejorar notablemente la consistencia del producto.
Preferiblemente, en el proceso de fabricación de la capa de aislamiento, la capa de aislamiento se imprime, recubre, o extrude sobre la superficie del núcleo conductor que va a ser dotada con la misma.
Debe anotarse que, en el método de fabricación de la capa de aislamiento, se usa un modo de impresión por extrusión fundida en la impresora 3D, y el material se calienta y se funde en el cabezal de aspersión. El cabezal de aspersión se mueve a lo largo del perfil de sección transversal de una parte y la trayectoria de llenado, mientras el material fundido se extrude o se asperja. El material se solidifica rápidamente y se une al material circundante para formar la capa de aislamiento.
Debe anotarse que, en términos del método para fabricar la capa de aislamiento, la capa de aislamiento también puede dotarse sobre la superficie del núcleo conductor mediante recubrimiento. Bajo presión, el material se asperja y se recubre sobre la superficie del núcleo conductor con una máquina de recubrimiento o una pistola de recubrimiento. La máquina de recubrimiento o la pistola de recubrimiento se mueven a lo largo del perfil exterior del conductor. El material se solidifica rápidamente y se une al núcleo conductor para formar la capa de aislamiento después de ser asperjado.
Debe anotarse que, en términos del método para fabricar la capa de aislamiento, la capa de aislamiento también puede dotarse sobre la superficie del núcleo conductor mediante extrusión. El material se calienta y se funde mediante el tornillo de la extrusora, y se extrude fuera del molde bajo la presión de la extrusora, luego se une a la superficie del segmento de núcleo conductor para formar la capa de aislamiento.
En comparación con la técnica anterior, la presente invención tiene las siguientes ventajas.
1. El cable de la presente invención está conectado extremo con extremo mediante al menos dos cables que tienen diferentes conformaciones de sección transversal. Al hacer así, los cables se pueden instalar de acuerdo con las necesidades reales de los perfiles de carrocería de diferentes partes del vehículo, para reducir el consumo de material y reducir el coste de cableado. Mientras tanto, el cable de la presente invención puede evitar la situación de estrés en un cable que se produce con frecuencia en los cables normales cuando el vehículo sufre un fuerte impacto y dispersa los estreses en el cable rápidamente, para evitar que los cables se rompan por estreses y mejorar en gran medida el rendimiento de seguridad de los vehículos automotrices.
2. En la presente invención, el área de sección transversal conductora efectiva de los segmentos de núcleo conductor del cable tiene un rango de tolerancia de ±20 %. Con este diseño, se puede asegurar la conductividad eléctrica de la disposición de cable en forma irregular para evitar un sobrecalentamiento local del cable causado por una enorme brecha de la conductividad, evitando de esa manera los problemas de seguridad causados por el sobrecalentamiento local.
3. La presente invención usa uno o más ítems de PVC, caucho de silicona, TPE, XPE, PP, XLPE, FEP, ETFE, TPR, y TPFE para hacer la capa de aislamiento. La capa de aislamiento se envuelve sobre la pared externa del núcleo conductor para hacer que la conformación de sección transversal del segmento de cable sea consistente con la del segmento de núcleo conductor. De esta forma, se pueden satisfacer los requisitos de uso de la disposición de cable en forma irregular a diferentes temperaturas, diferente humedad, y diferentes entornos químicos.
4. En la presente invención, se usa un conector de núcleo conductor con las conformaciones de sus dos extremos respectivamente iguales que las conformaciones de sección transversal de los dos segmentos de núcleo conductor que van a ser conectados para resolver el problema de que dos segmentos de cable que tienen diferentes conformaciones de sección transversal no se pueden conectar directamente, mejorando de esa manera la eficiencia de conexión y reduciendo el coste de conexión.
5. En la presente invención, al extender el cable de una manera superpuesta, plegada y giratoria, se puede eliminar el efecto de corrientes en torbellino causado por la transmisión de corriente de alto voltaje para satisfacer el requisito de compatibilidad electromagnética para todo el vehículo sin influir en la operación de otros dispositivos eléctricos en el vehículo. De este modo, el cable se puede aplicar bien en casos que requieren alto voltaje y gran corriente, tales como automóviles de nueva energía, etc.
6. En la presente invención, el núcleo conductor de aluminio (incluyendo núcleo de aluminio o material de aleación de aluminio) se usa en el cable para sustituir el núcleo conductor de cobre disponible actualmente. Por un lado, dado que el núcleo conductor de aluminio es más ligero, se puede lograr una reducción de peso del vehículo automotriz. Por otra parte, dado que el núcleo conductor de aluminio también es más barato, los costes de producción y transporte pueden reducirse en gran medida, y de este modo se puede reducir el coste de producción de un vehículo automotriz.
7. De acuerdo con la presente invención, cuando el segmento de núcleo conductor del cable es elipse, poligonal, en forma de E, en forma de F, en forma de H, en forma de K, en forma de L, en forma de T, en forma de U, en forma de V, en forma de W, en forma de X, en forma de Y, en forma de Z, en forma de semiarco, en forma de arco, u ondulado, el cable puede encajar mejor al perfil del vehículo, y el proceso de cableado se puede simplificar. Mientras tanto, las esquinas internas de los segmentos de núcleo conductor poligonal se procesan con chaflanes para evitar que los bordes afilados perforen a través de la capa de aislamiento flexible y evitar que las rebabas rompan a través de la capa de aislamiento, para proteger los segmentos de cable de manera efectiva y prolongar su vida útil. Además, se puede mejorar la aplicación de los cables poligonales.
8. La presente invención proporciona un método para fabricar el cable en el cual los segmentos de núcleo conductor que tienen diferentes conformaciones se fabrican por separado en segmentos basados en los perfiles de carrocería de un vehículo automotriz. Luego, los segmentos de núcleo conductor se conectan entre sí para formar el núcleo conductor, y la capa de aislamiento flexible se envuelve sobre el núcleo conductor obtenido para formar el cable. Con este método, se puede reducir el consumo de material de cableado, se puede ahorrar el espacio, y se puede reducir en gran medida el coste de producción del cable.
9. La presente invención proporciona un método para fabricar el cable, en el cual se usa un proceso de extrusión continua en la extrusión para asegurar que el producto extrudido a una alta temperatura tenga la mejor precisión de formación y buena conformación de sección transversal. Durante todo el proceso de extrusión, la compactibilidad del material aumenta y los granos cristalinos se vuelven uniformes, reduciendo de esa manera la resistividad, mejorando la conductividad, y reduciendo el consumo de energía unitario del producto.
10. La presente invención proporciona un método para fabricar el cable, en el cual se usa la impresión 3D para fabricar los segmentos de núcleo conductor y recubrir la capa de aislamiento. Al hacer así, se puede obtener un amplio rango de procesamiento y una alta tasa de utilización de materias primas sin la necesidad de invertir en un número de moldes y equipo. El método puede fabricar rápidamente los productos correspondientes en la producción de prueba o producir múltiples tipos de disposiciones de cables en forma irregular en una pequeña cantidad. De este modo, el método puede reducir coste, aumentar eficiencia, y cumplir los diversos requisitos en el campo de los vehículos automotrices.
11. La presente invención proporciona un método para fabricar el cable, en el cual los segmentos de cable se fabrican mediante vertido. Los segmentos de cable se forman de una vez por todas sin la necesidad de procesamiento secundario y tienen una conformación uniforme, de este modo la consistencia del producto aumenta en gran medida.
La descripción anterior es solo una visión general de las soluciones técnicas de la presente invención. Con el fin de entender claramente las soluciones técnicas de la presente invención para poder implementar la invención de acuerdo con el contenido de especificación, y con el fin de hacer que los objetivos, características, y ventajas anteriores y otros de la presente invención sean más concisos y entendibles, de aquí en adelante se describen realizaciones preferidas con referencia a los dibujos. Los detalles son como sigue.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama estructural de una primera realización preferida de una disposición de cable en forma irregular de la presente invención;
La figura 2 es una vista inferior del diagrama estructural de la realización mostrada en la figura 1;
La figura 3 es un diagrama estructural de una segunda realización preferida de una disposición de cable en forma irregular de la presente invención;
La figura 4 es un diagrama estructural de una tercera realización preferida de una disposición de cable en forma irregular de la presente invención;
La figura 5 es un diagrama estructural de una cuarta realización preferida de una disposición de cable en forma irregular de la presente invención;
La figura 6 es un diagrama estructural de una sexta realización preferida de una disposición de cable en forma irregular de la presente invención;
La figura 7 es un diagrama estructural de una séptima realización preferida de una disposición de cable en forma irregular de la presente invención; y
La figura 8 es un diagrama de flujo de proceso que muestra las etapas de un método preferido para fabricar una disposición de cable en forma irregular de la presente invención.
En los dibujos, 1. cable; 11. primer segmento de núcleo conductor; 12. segundo segmento de núcleo conductor; 13. tercer segmento de núcleo conductor; y 2. conector.
Descripción detallada de las realizaciones
Para describir además las soluciones técnicas usadas para lograr los objetivos de invención previstos y los efectos de la misma, las realizaciones, estructura, características, y efectos de la presente invención se describirán en detalle de aquí en adelante con referencia a los dibujos y realizaciones preferidas.
Se proporciona una disposición de cable en forma irregular. El núcleo conductor de la disposición de cable en forma irregular incluye al menos dos segmentos de núcleo conductor que tienen diferentes conformaciones de sección transversal, y los al menos dos segmentos de núcleo conductor están conectados de extremo a extremo.
Realización 1
La figura 1 y figura 2 muestran la primera realización de la presente solución técnica. En la presente realización, el núcleo conductor de cable 1 incluye tres segmentos de núcleo conductor (incluyendo primer segmento 11 de núcleo conductor, segundo segmento 12 de núcleo conductor, y tercer segmento 13 de núcleo conductor) que tienen diferentes conformaciones de sección transversal, y los tres segmentos de núcleo conductor están conectados de extremo a extremo.
En la presente realización, la sección transversal del primer segmento de núcleo conductor es en forma de W, la sección transversal del segundo segmento de núcleo conductor es ondulada en conformación, y la sección transversal del tercer segmento de núcleo conductor es en forma de arco. La superficie superior del extremo trasero del primer segmento de núcleo conductor está conectada a la superficie inferior del extremo delantero del segundo segmento de núcleo conductor. El extremo trasero del segundo segmento de núcleo conductor está conectado al extremo delantero del tercer segmento de núcleo conductor. La capa de aislamiento de material de PVC se envuelve sobre los segmentos de núcleo conductor desde el exterior.
En la presente realización, las secciones transversales de segmentos de núcleo conductor son en forma de W, onduladas, y en forma de arco, respectivamente. En otras realizaciones, la sección transversal del segmento de núcleo conductor también puede ser elipse, poligonal, en forma de E, en forma de F, en forma de H, en forma de K, en forma de L, en forma de T, en forma de U, en forma de V, en forma de X, en forma de Y, en forma de Z, o en forma de semiarco. La conformación de sección transversal específica se puede establecer de acuerdo con las necesidades reales.
En la presente realización, el área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica dentro de cada segmento de núcleo conductor puede tener una cierta tolerancia debido a los errores de fabricación o adaptación a diferentes vehículos en la práctica. El inventor cree que la tolerancia debe estar dentro de ±20 % para asegurar la seguridad eléctrica. Al establecer el rango de tolerancia como ±20 %, se puede asegurar la conductividad de la disposición de cable en forma irregular para evitar el sobrecalentamiento local del cable causado por una enorme brecha de rendimiento de la conductividad del cable, para evitar problemas de seguridad que puedan producirse debido al sobrecalentamiento local. En términos de vehículo común y partes del mismo, el área de sección transversal efectiva del segmento de núcleo conductor del cable generalmente varía desde 0.1 mm2 a 180 mm2 para ser adaptable a diferentes contextos de aplicación. Específicamente, por ejemplo, en una realización, los segmentos de núcleo conductor descritos en la presente solución se aplican como cables de puerta de un vehículo, si el área de sección transversal del segmento de núcleo conductor es 0.12 mm2, dado que el rango de tolerancia del área sección transversal efectiva para la conducción eléctrica del segmento de núcleo conductor es ±20 %, el área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica del segmento de núcleo conductor puede variar desde 0.096 mm2 a 0.144 mm2. Para otro ejemplo, en una realización, los segmentos de núcleo conductor descritos en la presente solución se usan como cables de arranque, si el área de sección transversal del segmento de núcleo conductor es 49 mm2, dado que el rango de tolerancia del área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica del segmento de núcleo conductor es ±20 %, el área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica del segmento de núcleo conductor de la presente solución puede variar desde 39.2 mm2 a 58.8 mm2. Para aún otro ejemplo, en una realización, los segmentos de núcleo conductor descritos en la presente solución se usan como líneas de fuente de potencia del vehículo, si el área de sección transversal del segmento de núcleo conductor es 59 mm2, dado que el rango de tolerancia del área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica del segmento de núcleo conductor es ±20 %, el área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica del segmento de núcleo conductor puede variar desde 47.2 mm2 a 70.8 mm2. Para aún otro ejemplo, en una realización, los segmentos de núcleo conductor de la presente solución se usan como líneas de fuente de potencia para el vehículo de nueva energía, si el área de sección transversal del segmento de núcleo conductor es 180 mm2, dado que el rango de tolerancia del área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica del segmento de núcleo conductor es ±20 %, el área de sección transversal efectiva para la conducción eléctrica del segmento de núcleo conductor puede variar desde 144 mm2 a 216 mm2.
En la presente realización, el primer segmento de núcleo conductor, el segundo segmento de núcleo conductor, y el tercer segmento de núcleo conductor tienen todos una estructura sólida. En otras realizaciones, el segmento de núcleo conductor puede configurarse como parcialmente sólido o totalmente hueco de acuerdo con las situaciones reales, para instalar los cables en mejor ajuste con el perfil real de un vehículo automotriz. Adicionalmente, el segmento de núcleo conductor puede ser flexible, lo cual puede reducir la tendencia de daño de cable causado por un choque del vehículo automotriz y mejorar el rendimiento de seguridad.
En la presente realización, el cable se instala en conformaciones curvas variables de acuerdo con la parte inferior de vehículo automotriz (la superficie de la parte inferior de vehículo automotriz varía como conformación de W, conformación ondulada, y conformación de arco secuencialmente desde la izquierda a la derecha) para realizar el cableado de la parte de la carrocería de vehículo de una manera de ajuste estrecho, reducir el consumo de material del cableado, y reducir el espacio de ensamblaje.
En la presente realización, la capa de aislamiento del cable está hecha de PVC. Además de la capacidad de aislamiento, PVC también tiene una impermeabilidad, un cierto grado de resiliencia, resistencia a abrasión, y dureza, lo cual asegura que la capa de aislamiento flexible no se dañe durante el proceso de fabricación y formación del cable. En otras realizaciones, el material de la capa de aislamiento del cable también puede ser uno o más ítems de caucho de silicona, TPE, XPE, PP, XLPE, FEP, ETFE, TPR, y TPFE.
En la presente realización, las esquinas interiores de la sección transversal del segmento de núcleo conductor son chaflanes. Dado que los segmentos de cable están en una estructura poligonal en lugar de una estructura circular, con el fin de proteger la capa de aislamiento, al redondear las esquinas interiores de los tres segmentos de núcleo conductor, es decir las esquinas interiores del núcleo conductor son chaflanes, se puede evitar que los bordes afilados perforen a través de la capa de aislamiento flexible, y se puede evitar la rotura causada por la descarga eléctrica de las rebabas debido a la sobrecorriente, de esa manera protegiendo de manera efectiva el cable y prolongando la vida útil del cable.
En la presente realización, el segmento de núcleo de cable es un núcleo de aluminio. El segmento de núcleo de cable hecho de aluminio puede reducir el peso del cable, lo cual facilita la reducción de peso de la carrocería de vehículo. En otras realizaciones, el segmento de núcleo de cable también puede ser un núcleo de aleación de aluminio, y el núcleo de aleación de aluminio puede ser aleación de aluminio-cobre, aleación de aluminio-magnesio, aleación de aluminio-litio, aleación de aluminio-manganeso, aleación de aluminio-zinc, o aleación de aluminio-silicio, etc.
Realización 2
La figura 3 muestra la segunda realización de la presente solución técnica. La única diferencia entre la presente realización y realización 1 es que en la presente realización, el cable 1 incluye tres segmentos de núcleo conductor poligonal que tienen diferentes conformaciones. Específicamente, la sección transversal del primer segmento 11 de núcleo conductor es en forma de triángulo, la sección transversal del segundo segmento 12 de núcleo conductor es en forma de cuadrilátero, y la sección transversal del tercer segmento 13 de núcleo conductor es en forma de pentágono. La parte inferior del extremo trasero del primer segmento de núcleo conductor está conectada a la parte superior del extremo delantero del segundo segmento de núcleo conductor, y la parte inferior del extremo delantero del primer segmento de núcleo conductor está conectada a la parte superior del extremo trasero del tercer segmento de núcleo conductor. Otras implementaciones de la presente realización son las mismas que las de la realización 1, de este modo no se describirán en detalle en este documento.
En la presente realización, la sección transversal de los segmentos de núcleo conductor puede configurarse como diversas conformaciones poligonales tales como triángulo, cuadrilátero, pentágono, y así sucesivamente de acuerdo con los requisitos reales de la carrocería de vehículo. En otras realizaciones, la sección transversal del segmento de núcleo conductor también puede configurarse como otras conformaciones poligonales de acuerdo con los requisitos reales, tales como hexágono, octágono, etc.
Realización 3
La figura 4 muestra la tercera realización de la presente solución técnica. La única diferencia entre la presente realización y realización 1 es que en la presente realización, el núcleo conductor del cable 1 no está formado por tres segmentos de núcleo conductor que tienen diferentes conformaciones y que están conectados entre sí. Los tres segmentos de núcleo conductor están conectados entre sí mediante el conector 2 de núcleo conductor. A saber, cuando las secciones transversales de dos segmentos de núcleo conductor adyacentes tienen diferentes conformaciones, los dos segmentos de núcleo conductor están conectados a través de un conector de núcleo conductor con las conformaciones de sus dos extremos iguales que las conformaciones de sección transversal de los dos segmentos de núcleo conductor, respectivamente. Específicamente, el extremo trasero del primer segmento 11 de núcleo conductor está conectado al extremo delantero del segundo segmento 12 de núcleo conductor a través del conector de núcleo conductor, y el extremo trasero del segundo segmento 12 de núcleo conductor está conectado al extremo delantero del tercer segmento 13 de núcleo conductor a través del conector del núcleo conductor.
Para asegurar la coherencia de los efectos de conducción, en la presente realización, los valores de las áreas de sección transversal del conector de núcleo conductor están cercanos entre sí. Preferiblemente, los valores de las áreas de sección transversal del conector son iguales en cada sección transversal, y en este caso, la consistencia de los efectos de conducción del conector de núcleo conductor es la mejor. Otras implementaciones de la presente realización son las mismas que las de la realización 1, de este modo no se describirán en detalle en este documento.
Realización 4
La figura 5 muestra la cuarta realización de la presente solución técnica. En la presente realización, el núcleo conductor del cable 1 no está conectado por dos o tres segmentos de núcleo conductor que tienen la misma conformación o material, sino que está conectado por tres segmentos de núcleo conductor que tienen diferentes conformaciones o materiales. Específicamente, el primer segmento 11 de núcleo conductor es un segmento de núcleo conductor hilado ovalado flexible, el segundo segmento 12 de núcleo conductor es un segmento de núcleo conductor sólido que tiene una sección transversal octogonal, y el tercer segmento 13 de núcleo conductor es un segmento de núcleo conductor hilado flexible que tiene una sección transversal cuadrangular. La parte inferior del extremo trasero del primer segmento de núcleo conductor está conectada a la parte superior del extremo delantero del segundo segmento de núcleo conductor mediante soldadura. La parte superior del extremo trasero del segundo segmento de núcleo conductor está conectada a la parte inferior del extremo delantero del tercer segmento de núcleo conductor mediante soldadura. Como una realización preferida, la soldadura es soldadura ultrasónica. En términos de la conexión entre el segmento de núcleo conductor hilado flexible y el segmento de núcleo conductor sólido que tiene la sección transversal octogonal, la superficie de extremo superior y la superficie de extremo inferior pueden estar invertidas.
En una realización, la conformación del segmento de núcleo conductor sólido que tiene la sección transversal octogonal se puede obtener doblando después de la extrusión. En otras realizaciones, la conformación y estructura del segmento de cable sólido se obtienen vertiendo el líquido de aluminio fundido en el molde. Alternativamente, la conformación y estructura del segmento de núcleo conductor sólido se obtienen directamente mediante una impresora 3D.
Otras implementaciones de la presente realización son las mismas que las de la realización 1, de este modo no se describirán en detalle en este documento.
Realización 5
La realización 5 es la quinta realización de la presente solución técnica. La presente realización es una mejora de la realización 4 descrita anteriormente. En esta realización, un cable hilado flexible está conectado a una disposición de cable formada en forma irregular en cualquier parte.
En la presente realización, la disposición de cable en forma irregular es sólida. Ciertamente, como se menciona en la realización anterior, la disposición de cable en forma irregular también puede tener conformaciones huecas u otras.
En la presente realización, la disposición de cable en forma irregular se forma mediante curvatura. Ciertamente, como se menciona en la realización anterior, la conformación de la disposición de cable en forma irregular puede seleccionarse de acuerdo con los requisitos reales.
Las implementaciones de la disposición de cable en forma irregular específica son las mismas que las de las realizaciones mencionadas anteriormente, de este modo no se describirán en detalle en este documento.
Realización 6
La figura 6 muestra la sexta realización de la presente solución técnica. La diferencia entre la presente realización y las realizaciones mencionadas anteriormente es que en la presente realización, el segundo segmento 12 de núcleo conductor del cable 1 está conectado respectivamente a un cable sólido con una sección transversal triangular, un cable sólido con una sección transversal cuadrangular, un cable parcialmente sólido con una sección transversal pentagonal, un cable flexible con una sección transversal hexagonal, y un cable flexible con una sección transversal octogonal. En otras realizaciones, los cables conectados al segundo segmento de núcleo conductor pueden ser sólidos, parcialmente sólidos, huecos, o flexibles. La sección transversal de los cables conectados al segundo segmento de núcleo conductor puede ser una o cualquier combinación de estructuras de cable en forma de elipse, en forma de E, en forma de F, en forma de H, en forma de K, en forma de L, en forma de T, en forma de U, en forma de V, en forma de W, en forma de X, en forma de Y, en forma de Z, en forma de semiarco, en forma de arco, o en forma de onda.
En la presente realización, el cable sólido y cable flexible que tienen diferentes conformaciones están conectados al segundo segmento de núcleo conductor. En otras realizaciones, el segundo segmento de núcleo conductor también puede estar conectado al primer segmento 11 de núcleo conductor u otro segmento de núcleo conductor.
En la presente realización, el segundo segmento de núcleo conductor tiene una estructura sólida que se puede obtener doblando y plegando. Cuando el arnés de cables tiene un número de ramas, el espacio de cableado y materiales de cables se pueden reducir en gran medida.
Otras implementaciones de la presente realización son las mismas que las de las realizaciones mencionadas anteriormente, de este modo no se describirán en detalle en este documento.
Realización 7
La figura 7 muestra la séptima realización de la presente solución técnica. La diferencia entre la presente realización y la realización mencionada anteriormente es que en la presente realización, el primer segmento 11 de núcleo conductor de cable 1 se instala a lo largo del perfil de carrocería del vehículo, mientras que el segundo segmento 12 de núcleo conductor se extiende a lo largo del perfil de carrocería del vehículo de una manera plegada y giratoria.
En la presente realización, la conformación del segmento de núcleo conductor se obtiene doblando, apilando, y presionando. La ventaja de hacerlo es que al apilar el cable, se puede eliminar el efecto de corrientes en torbellino causado por la transmisión de corriente de alto voltaje sin influir en la operación de otros dispositivos eléctricos dentro del vehículo cuando la corriente de alto voltaje se transmite en el segmento de núcleo conductor. Otras implementaciones de la presente realización son las mismas que las de las realizaciones mencionadas anteriormente, de este modo no se describirán en detalle en este documento.
El primer método para fabricar la disposición de cable en forma irregular
La figura 8 muestra el primer método para fabricar la disposición de cable en forma irregular mencionada anteriormente de la presente invención. Por ejemplo, el cable de la realización 2 se fabrica mediante el método de la presente realización. En este caso, se fabrica un cable con su núcleo conductor formado conectando un segmento de núcleo conductor que tiene una sección transversal triangular, un segmento de núcleo conductor que tiene una sección transversal cuadrangular, y un segmento de núcleo conductor que tiene una sección transversal pentagonal. El material metálico usado es aluminio. Las etapas del método para fabricar los segmentos de núcleo conductor de la disposición de cable en forma irregular incluyen la fabricación de los segmentos de núcleo conductor, la conexión de los segmentos de núcleo conductor, y la fabricación de la capa de aislamiento.
S1: la fabricación de los segmentos de núcleo conductor.
La barra de aluminio se extrude y se forma a través de una extrusora con moldes. Luego, el segmento de núcleo conductor de aluminio semiacabado extrudido se enfría para obtener finalmente el segmento de núcleo conductor de aluminio. Las etapas de fabricación específicas son como sigue.
La primera etapa es preparar el material y equipo requeridos para fabricar el núcleo conductor de aluminio, es decir la barra de aluminio de materia prima, molde, extrusora continua, y bobina de alambre. Específicamente, el molde requerido incluye un molde de cable triangular, un molde de cable cuadrangular, y un molde de cable pentagonal. Antes del uso, se deben verificar los moldes para problemas de ensamblaje para asegurarse de que se cumplan los requisitos de fabricación para suavidad y grado de alineación. De lo contrario, los moldes deberán pulirse y repararse.
La segunda etapa es instalar el molde de cable triangular en una cavidad y fijar el molde de cable triangular a la extrusora continua.
La tercera etapa es enderezar las barras de aluminio y limpiar sus superficies.
La cuarta etapa es realizar la etapa de extrusión y formación después de que se han hecho todas las etapas mencionadas anteriormente. Las barras de aluminio devanadas se ponen en la muesca de una rueda de extrusión de la extrusora continua después de pasar a través de una rejilla de desenrollado, una enderezadora, y una máquina de limpieza. Luego, se inicia la extrusora continua. Bajo la fricción y presión de la extrusora, la barra de aluminio se calienta, se funde, y se extrude fuera del molde de cable triangular para formar un segmento de núcleo conductor de aluminio semiacabado que tiene la misma conformación que el molde de cable triangular.
Después de eso, se repite la etapa anterior para instalar el molde de cable cuadrangular y molde de cable pentagonal en la cavidad de una extrusora continua, y luego se inicia la extrusora continua para extrudir las barras de aluminio fuera del molde después de que las barras de aluminio se calienten y fundan, para formar un segmento de núcleo conductor de aluminio cuadrangular semiacabado y un segmento de núcleo conductor de aluminio pentagonal semiacabado, respectivamente.
Como una realización preferida, el molde se precalienta mediante un horno de calentamiento antes de la extrusión y formación para reducir el tiempo de preparación de la producción y aumentar la eficiencia de fabricación.
Como una realización preferida, la temperatura del molde se mantiene por encima de 360°C en el proceso de extrusión y formación para asegurar que el aluminio a esa temperatura no se enfriará ni solidificará debido al contacto con el molde a baja temperatura cuando pasa a través del molde en el proceso de extrusión, para asegurar el éxito del proceso de extrusión de aluminio.
La cuarta etapa es poner los tres segmentos de núcleo conductor de aluminio semiacabados obtenidos en las etapas mencionadas anteriormente en un sistema de enfriamiento respectivamente para enfriarlos, y se inicia un dispositivo de secado por soplado para soplar y secar la superficie.
S2: la conexión de los segmentos de núcleo conductor.
La conexión de los segmentos de núcleo conductor de aluminio obtenidos en las etapas mencionadas anteriormente incluye las siguientes etapas.
Los tres segmentos de núcleo conductor de aluminio obtenidos en las etapas mencionadas anteriormente se conectan de acuerdo con el perfil de carrocería de un vehículo automotriz. Específicamente, la parte inferior del extremo trasero del segmento de cable triangular está conectada a la parte superior del extremo delantero del segmento de cable cuadrangular. La parte inferior del extremo trasero del segmento de cable cuadrangular está conectada a la parte superior del extremo delantero del segmento de cable pentagonal.
El método específico usado para la conexión es soldadura. En otras realizaciones, los segmentos de núcleo conductor de aluminio se pueden conectar mediante corrugamiento, fusión a tope, o conexión de inserción, etc.
S3: La fabricación de la capa de aislamiento.
Los segmentos de núcleo conductor de aluminio semiacabados obtenidos en las etapas anteriores ingresan a una extrusora de capa de aislamiento después de pasar a través de una rejilla de desenrollado y una enderezadora para extrudir la capa de aislamiento en el segmento de núcleo conductor de aluminio semiacabado, formando de esa manera una disposición de cable en forma irregular acabada. El material de la capa de aislamiento puede ser uno o más ítems seleccionados a partir de PVC, caucho de silicona, TPE, XPE, PP,<x>L<p>E, FEP, ETFE, T<p>R, y TPFE de acuerdo con los requisitos reales.
Como una realización preferida, el segmento de núcleo conductor se puede obtener mediante impresión 3D con base en los parámetros reales del cable que va a ser a fabricado ingresados en una impresora 3D.
Como una realización preferida, se puede hacer un molde de acuerdo con los datos 3D del segmento de núcleo conductor, el aluminio se calienta hasta que se funde y se vierte en el molde. Después del enfriamiento, se forma la conformación del cable irregular.
El segundo método para fabricar la disposición de cable en forma irregular
La presente invención proporciona además el segundo método para fabricar la disposición de cable en forma irregular anterior. La diferencia entre el método de fabricación de la presente realización y el primero es que después de la compleción de S 1, es decir las barras de aluminio se extruden y se forman mediante la extrusora de aluminio con el molde, los segmentos de núcleo conductor de aluminio semiacabados extrudidos se enfrían para obtener los segmentos de núcleo conductor de aluminio, primero se hace la capa de aislamiento para cada segmento de núcleo conductor de aluminio, luego los segmentos de núcleo conductor de aluminio que tienen la capa de aislamiento se desprenden y conectan para obtener la disposición de cable en forma irregular acabada. El proceso de fabricación y conexión de la capa de aislamiento es similar al primer método de fabricación, de este modo no se describirán en detalle en este documento.
El tercer método para fabricar la disposición de cable en forma irregular
La presente invención también proporciona el tercer método para fabricar la disposición de cable en forma irregular anterior. De acuerdo con el método de fabricación de la presente realización, la disposición de cable en forma irregular de la realización 2 se toma como un ejemplo para ilustración. El método incluye las siguientes etapas.
(1) se crean datos de modelo 3D previo de la disposición de cable en forma irregular, es decir un cable que tiene una sección transversal triangular, una sección transversal cuadrangular, y una sección transversal pentagonal, y los datos de modelo 3D se introducen en la impresora 3D para imprimir el núcleo conductor del cable en forma especial mediante impresión 3D.
Alternativamente, los datos 3D del segmento de núcleo conductor se usan para fabricar el molde, la materia prima de aluminio o aleación de aluminio se calienta hasta que se funde, luego el líquido de aluminio se vierte o se funde en el molde en presión baja y se enfría para formar el segmento de núcleo conductor de la disposición de cable en forma irregular.
(2) En la fabricación de la capa de aislamiento, las etapas para fabricar la capa de aislamiento incluyen imprimir, recubrir, o extrudir la capa de aislamiento sobre la superficie del núcleo conductor que va a ser dotada con la misma.
(3) Después de retirar el revestimiento de aislamiento del extremo de conexión del segmento de núcleo conductor con la capa de aislamiento, los segmentos de núcleo conductor se conectan entre sí mediante soldadura, corrugamiento, fusión a tope, o conexión de inserción para formar la disposición de cable en forma irregular acabada.
Alternativamente, los segmentos de núcleo conductor pueden fabricarse mediante impresión 3D o fundición en molde, por separado. Luego, los segmentos de núcleo conductor se conectan entre sí mediante soldadura, corrugamiento, fusión a tope, o conexión de inserción. Por último, imprimir, la capa de aislamiento se imprime, recubre, o extrude sobre la superficie de los segmentos de núcleo conductor conectados que va a ser dotada con la misma para obtener la disposición de cable en forma irregular acabada.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una disposición (1) de cable en forma irregular que tiene un núcleo conductor con una capa de aislamiento externo, en donde el núcleo conductor comprende al menos dos segmentos (11, 12) de núcleo conductor que tienen diferentes conformaciones de sección transversal, y los al menos dos segmentos (11, 12) de núcleo conductor están conectados de extremo a extremo, de tal manera que un extremo de un segmento (11) de núcleo conductor está conectado a un extremo de otro segmento (12) de núcleo conductor adyacente;
caracterizada porque, un área de sección transversal efectiva para una conducción eléctrica dentro de cada segmento (11, 12) de núcleo conductor tiene un rango de tolerancia de ±20 %.
2. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 1, en donde una superficie superior del extremo de un segmento (11) de núcleo conductor está conectada a una superficie inferior del extremo de otro segmento (12) de núcleo conductor adyacente.
3. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 1, en donde dos segmentos (11, 12) de núcleo conductor adyacentes que tienen diferentes conformaciones de sección transversal están conectados a través de un conector (2) de núcleo conductor;
en donde, las conformaciones de dos extremos del conector (2) de núcleo conductor son las mismas que las conformaciones de sección transversal de los dos segmentos (11, 12) de núcleo conductor adyacentes, respectivamente.
4. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 1, en donde hay una pluralidad de las disposiciones de cables en forma irregular conectadas de acuerdo con un perfil de carrocería de un vehículo.
5. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 1, en donde la disposición (1) de cable en forma irregular se extiende de una manera superpuesta, plegada y giratoria.
6. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 1, en donde el núcleo conductor está hecho de una aleación de aluminio o un aluminio puro con un contenido de aluminio no menor que 95 %.
7. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 6, en donde la aleación de aluminio es una aleación de aluminio-cobre, una aleación de aluminio-magnesio, una aleación de aluminio-litio, una aleación de aluminiomanganeso, una aleación de aluminio-zinc, o una aleación de aluminio-silicio.
8. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 1, en donde los segmentos de núcleo conductor tienen una sección transversal elipse, una poligonal, una en forma de E, una en forma de F, una en forma de H, una en forma de K, una en forma de L, una en forma de T, una en forma de U, una en forma de V, una en forma de W, una en forma de X, una en forma de Y, una en forma de Z, una en forma de semiarco, una en forma de arco, o una ondulada.
9. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 8, en donde la sección transversal de conformación poligonal es un triángulo, un cuadrilátero, un pentágono, un hexágono, o un octágono.
10. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 8, en donde una esquina interior de la sección transversal de cada segmento (11, 12) de núcleo conductor tiene un chaflán.
11. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 1, en donde la capa de aislamiento se envuelve sobre los segmentos (11, 12) de núcleo conductor, y un perfil de la capa de aislamiento encaja con los segmentos de núcleo conductor.
12. La disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 1, en donde los segmentos (11, 12) de núcleo conductor están conectados a uno o más cables seleccionados a partir del grupo que consiste en un cable sólido, un cable parcialmente sólido, un cable hueco, y un cable flexible.
13. Un método para fabricar la disposición (1) de cable en forma irregular de la reivindicación 1, en donde el método de fabricación comprende las siguientes etapas:
S1: extrudir una materia prima metálica a través de un molde con una extrusora para producir los segmentos de núcleo conductor semiacabados, luego enfriar los segmentos de núcleo conductor semiacabados para obtener los segmentos (11, 12) de núcleo conductor, en última instancia;
S2: conectar los segmentos (11, 12) de núcleo conductor entre sí; y
S3: poner los segmentos (11, 12) de núcleo conductor conectados en una extrusora de capa de aislamiento para extrudir una capa de aislamiento sobre los segmentos de núcleo conductor y hacer que los segmentos de núcleo conductor encajen con la capa de aislamiento;
o, el método de fabricación comprende las siguientes etapas:
i: extrudir una materia prima metálica a través de un molde con una extrusora para producir los segmentos de núcleo conductor semiacabados, luego enfriar los segmentos de núcleo conductor semiacabados para obtener los segmentos de núcleo conductor, en última instancia;
ii: poner los segmentos (11, 12) de núcleo conductor en una extrusora de capa de aislamiento para extrudir una capa de aislamiento sobre los segmentos de núcleo conductor y hacer que los segmentos (11, 12) de núcleo conductor encajen con la capa de aislamiento; y
iii: conectar los segmentos (11, 12) de núcleo conductor envueltos con la capa de aislamiento entre sí.
14. El método de la reivindicación 13, en donde los segmentos (11, 12) de núcleo conductor están conectados entre sí mediante soldadura, corrugamiento, fusión a tope, o conexión de inserción.
15. El método de la reivindicación 13, en donde un modo para extrudir y formar es una extrusión continua.
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