WO2002086914A2 - Mehrleiteranordnung zur energie- und/oder datenübertragung - Google Patents

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WO2002086914A2
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Toni Kress
Manfred OCHSENKÜHN
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/003—Power cables including electrical control or communication wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H01B7/0892—Flat or ribbon cables incorporated in a cable of non-flat configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/38—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for facilitating removal of insulation

Definitions

  • Multi-conductor arrangement for energy and / or data transmission
  • the invention relates to a multi-conductor arrangement for energy and / or data transmission with a plurality of conductor elements, each of which has a metallic conductor core with core insulation and also an insulating sheath and is mechanically connected to one another. Means for contacting the conductor elements are also present.
  • conductor arrangements or systems for energy transmission and / or for data transmission in flat construction which are also referred to as energy bus systems or data bus lines, are often used at the moment.
  • These conductor arrangements are usually designed as multi / multi-core, rubber or plastic insulated flat cables.
  • the conductor arrangements are generally insulated twice, namely each transmission conductor forming a conductor element individually and the entire system as a whole.
  • the layer thicknesses for the insulating sheaths of the individual conductor elements are currently more than 0.8 mm, while a jacket insulation of the entire line is more than 1.2 mm thick.
  • the object of the present invention is therefore to provide a multi-conductor arrangement with the features mentioned at the outset, in which the difficulties mentioned above are at least reduced.
  • the multiple Conductor arrangement for energy and / or data transmission with a plurality of conductor elements each having a metallic conductor core with a core insulation and also an insulating sheath and mechanically connected to one another, and with means for contacting the conductor elements, the following features, namely a tubular or tubular Carrier made of insulating material with a thickness of at most 1 mm, as well as - several conductor elements arranged on the inside of the carrier, the insulating envelopes of which each have a thickness which is at most equal to the thickness of the carrier.
  • the advantages associated with this configuration of the multi-conductor arrangement can be seen, in particular, in the fact that the design of a bus system (energy bus / data bus) in thin-layer insulation and circular construction can significantly simplify the laying of the bus system. Instead of elaborate slot openings in masonry or complicated plug-in systems in control cabinets, the new multi-conductor arrangement can now be laid using simple and quick-to-perform round holes. The conductor arrangement can be laid just as easily as a normal round cable. Due to the significantly lower rigidity of the multi-conductor arrangement in round construction, relatively small bending radii can also be achieved during laying work.
  • the implementation of the arrangement according to the invention in thin-film technology leads to a significant reduction in the wall thickness of the insulation of the individual conductor elements and to jacket insulation serving as a support.
  • the thin-film insulation provided enables easier and more reliable contacting, especially when using modern through-connection techniques such as insulation displacement technology, since the forces for penetration are now lower of carrier jacket and conductor element insulation must be applied. Furthermore, the contact can be made in the center of the respective conductor element in a simple manner.
  • the material of the carrier and the material of the envelopes of the conductor elements can be fused together on the inside of the carrier in the area of adjoining surface parts.
  • Such a type of fastening of the conductor elements can be achieved by a suitable choice of material for the carrier material and the covering material.
  • These parts of the conductor arrangement are preferably fixed in such a way that the sheaths and the carrier jacket are produced in a common method step, for example in the context of an extrusion process.
  • the choice of material for the sheathing material and wire insulation material can be carried out in such a way that the conductor wires covered with the wire insulation are at least partially movable in their respective sheath (in particular in the longitudinal direction with respect to the inside of the sheath). This ensures a high degree of flexibility of the conductor arrangement.
  • the insulating material of the coverings of the conductor elements and / or of the carrier is a thermoplastic elastomer.
  • Such materials can be made using technology known per se the specified thin walls can be used. They have good flexibility and also enable a good mechanical connection between the carrier and the coated conductor elements, preferably by jointly forming the carrier and the coatings.
  • additional (auxiliary) lines can advantageously be accommodated in the interior enclosed by the carrier.
  • auxiliary power lines e.g. for low-voltage voltages
  • hollow wires for gaseous (e.g. compressed air) and / or liquid media e.g. hydraulic fluid
  • the wall thicknesses of the additional hollow cores can be designed to be stronger according to the requirements.
  • Optical fibers can also run in the interior, which are advantageously to be laid protected by the support acting as a jacket.
  • FIG. 1 to 4 of the drawing each show schematically in cross section an embodiment of a multi-conductor arrangement according to the invention, in particular as a multimedia line in the closed state (parts a) and separated state (parts b).
  • li is designated with single-core or multi-core conductor elements, 1A conductor cores, 2 core insulations of these conductor elements,
  • connection areas 14 free surface areas of the envelopes
  • Parts a of the figures each show the cross section through the multi-conductor arrangement forming a round conductor with a closed jacket-like carrier 10, while parts b of the figures each show at least partially the round conductor, for example, which is cut in an end region.
  • a plurality of conductor elements li or 9] are firmly connected to the jacket-like carrier 10 of the multi-conductor arrangements designated in parts a with L and in parts b with L 'on the inside of the carrier.
  • the corresponding fixation takes place between the material of the element coverings 3 and the material of the carrier 10.
  • the carrier and the coverings consist of the same material.
  • the carrier 10 and the envelopes 3 can advantageously be formed simultaneously in a single process step, such as in particular an extrusion step, using an appropriate tool.
  • a single process step such as in particular an extrusion step
  • other types of fastening for the conductor elements li or 9j such as a subsequent adhesive technique or a fusion technique in connection areas 13, are also possible. These areas will be hereinafter also referred to as cladding web areas, while the free surface areas of the envelopes 3 outside of these connection areas are designated by 14.
  • the conductor wires 1A are known metallic wires, which can also be composed of a plurality of conductors or filaments, which are stranded together or otherwise bundled together. These conductor cores are each sheathed in a known manner with core insulation 2 with a thickness ⁇ which should at most be equal to the thickness d of the element sheath 3 surrounding them. The material of the wire insulation can be different from that of the sheath.
  • the conductor wires 1A with their insulations 2 are prefabricated before they are provided with their sheaths 3.
  • the individual conductor elements li and 9j can be seen in each case contacted with a contact pin 12 using insulation displacement technology.
  • the conductor arrangement for example separated at one end, generally designated L 1
  • the flat or semicircular, module-like contacting aid 8 the channel-like openings of which are matched to the respective conductor shape or size or diameter.
  • the support 10 or support tube equipped with the conductor elements is separated in the longitudinal direction of the tube in a manner known per se using suitable means.
  • the carrier can be provided with a connecting part which is detachable in the circumferential direction.
  • a corresponding predetermined breaking point can either be visually recognizable by means of a marking generally referred to as opening aid 7 - for example by a different coloring of the support - or be designed in a constructive manner - for example by means of a small groove or elevation. In the embodiments shown, it is visibly present on the outside of the carrier 10.
  • the round conductor forming the conductor arrangement L is cut open and fixed as a flat or semicircular line L 1 in the module-like contacting aid 8. Then, preferably using insulation displacement technology, contact can be made either from above (see FIGS. 1b, 3b and 4b) or, if appropriate, from below (see FIG. 2b).
  • the marking element 6 which forms a mechanical coding, is located on the inside of the carrier 10, for example in the form of an additional web at the predetermined breaking point. In this way, there is only one possibility for fixing the conductor arrangement L 'in its separated area in the contacting aid 8. Confusion when connecting the individual conductor elements becomes impossible.
  • the thickness D of the carrier sheath is at most 1 mm and the thickness d of the envelopes 3 is at most as great.
  • a value of at most should also be used for the thickness ⁇ of the wire insulation 2
  • the layer thickness ⁇ of the wire insulation can advantageously be between 0.05 and 0.5 mm and is preferably 0.1 to 0.3 mm.
  • the small layer thicknesses are preferably achieved by using known flexible insulating materials based on thermoplastic elastomers (TBE), which can have a property profile that corresponds to the respective requirement profile.
  • TBE thermoplastic elastomers
  • these are preferably thermoplastic elastomers based on polyolefins (TPE-O), polyamides (TPE-A), polyurethanes (TPE-U), styrene copolymers (TPE-S).
  • Styrene / butadiene / styrene block polymers (S / B / S), styrene / ethylene-butylene / styrene block polymers (S / EB / S) and ethylene-vinyl acetate (E / V / A).
  • S / B / S Styrene / butadiene / styrene block polymers
  • S styrene / ethylene-butylene / styrene block polymers (S / EB / S) and ethylene-vinyl acetate (E / V / A).
  • other conventional insulation materials such as other thermoplastics or rubber-like materials instead of these elastomers.
  • thermoplastic elastomers that are preferably used can be processed significantly more efficiently in an extrusion process compared to the materials previously used, in particular those based on rubber, since now, for example, an additional Rather, there is no networking step and comparatively higher production speeds can be achieved. Since the above-mentioned thermoplastic elastomers are non-crosslinked and halogen-free, flame-retardant, problem-free recycling must also be ensured. Compared to known bus lines based on cross-linked, partially halogenated rubber compounds, the conductor arrangement according to the invention is characterized by a high level of environmental friendliness.
  • a smooth outer contour of the carrier 10 also ensures easy cleaning. This is particularly important for applications in the food sector.
  • a smooth outer contour also enables the use of conventional screw connections, which in turn enables a high degree of protection (> IP 67) to be achieved as standard.
  • the multi-conductor arrangement according to the invention can be designed for all common conductor cross sections of its conductor elements or their conductor cores, mainly those with a cross section of 1.5 or 2.5 or 4 or 6 mm 2 .
  • different conductor cross sections of conductor elements li or 9j can also be combined with one another in a conductor arrangement L.
  • each conductor core 1A of its five conductor elements 1 is formed from one or more Cu conductors, each conductor core having a metallic cross-sectional area of
  • the conductor wire of each of the five elements is surrounded by a tubular wire insulation 2 with a thickness ⁇ between 0.1 and 0.3 mm.
  • This wire insulation in turn is covered by a sheath 3 made of thermoplastic elastomer insulation material with a thickness d of at most 0.5 mm.
  • the insulating (outer) jacket of the carrier 10, which also consists of the thermoplastic elastomer material of the envelopes 3, has a thickness D between 0.5 and 0.8 mm.
  • the outer diameter of the carrier is then about 14 mm.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)

Abstract

Die Mehrleiteranordnung (L) zur Energie- und/oder Datenübertragung enthält mehrere Leiterelemente (1i), die jeweils eine von einer Aderisolation (2) und einer isolierenden Umhüllung (3) umschlossene Leiterader (1A) aufweisen sowie untereinander mechanisch verbunden sind. Ferner sind Mittel (12) zur Kontaktierung der Leiterelemente vorhanden. Es soll ein schlauch- oder rohrförmiger Träger (10) aus isolierendem Material mit einer Dicke (D) von höchstens 1 mm vorgesehen sein, an dessen Innenwand Leiterelemente (1i) angeordnet sind, deren isolierende Umhüllungen (3) jeweils eine Dicke (d) aufweisen, die höchstens gleich der Dicke (D) des Trägers ist. Vorzugsweise wird als isolierendes Material ein thermoplastisches Elastomer vorgesehen.

Description

Beschreibung
Mehrleiteranordnung zur Energie- und/oder Datenübertragung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrleiteranordnung zur Energie- und/oder Datenübertragung mit mehreren Leiterelementen, die jeweils eine metallische Leiterader mit einer Aderisolation und ferner eine isolierende Umhüllung aufweisen sowie untereinander mechanisch verbunden sind. Außerdem sind Mittel zur Kontaktierung der Leiterelemente vorhanden.
Bei der elektrischen Verbindung verschiedener Endverbraucher wie Motoren, Aktoren, Sensoren oder Stellgeräten werden zur Zeit häufig Leiteranordnungen oder -Systeme zur Energieüber- tragung und/oder zur Datenübertragung in Flachbauweise eingesetzt, die auch als Energiebussysteme bzw. Datenbusleitungen bezeichnet werden. Diese Leiteranordnungen sind normalerweise als mehr-/vieladrige, gummi- oder kunststoffisolierte Flachleitungen ausgeführt. Dabei werden die Leiteranordnungen im Allgemeinen zweifach isoliert, nämlich jeder ein Leiterelement bildender Übertragungsleiter einzeln und das gesamte System als ganzes. Hierbei betragen bei bekannten Energiebussystemen die Schichtdicken für die isolierenden Umhüllungen der einzelnen Leiterelemente zur Zeit mehr als 0,8 mm, wäh- rend eine Mantelisolierung der Gesamtleitung mehr als 1,2 mm dick ist.
Ein derartiger Aufbau einer solchen Mehrleiteranordnung führt jedoch zu einer Reihe von Schwierigkeiten: a) Durch die relativ großen Wandstärken müssen aufwendige
Kontaktierungsmechanismen konzipiert und vorgesehen werden. Dies führt zu einer zeitraubenden Kontaktierung. Außerdem ist die Steifigkeit des Produktes sehr hoch bei verhältnismäßig geringer Flexibilität. Damit verbunden sind Problemen bei der Verlegung und geringe Biegeradien. b) Die Flachbauweise führt zu verhältnismäßig kostenintensiven und zeitaufwendigen Verlegungsmechanismen z.B. bei Mauerdurchbrüchen oder Einführungen in Schaltschränke. Denn dort müssen Schlitzdurchführungen mit einer an die Flachbauweise angepassten Größe vorgesehen werden. c) Bei einer Durchkontaktierung, z.B. mittels einer an sich bekannten Schneidklemmtechnik, müssen verhältnismäßig hohe Schichtdicken durchdrungen werden; d.h., es müssen dementsprechend hohe Kräfte aufgebracht werden. Weiterhin müssen in entsprechenden Busleitungen äußerst enge Toleranzen in der Lage der einzelnen Leiterelemente zueinander eingehal- ten werden, damit die Durchkontaktierung mittig das jeweilige Leiterelement erfasst. d) Durch die Flachbauweise sind Biegungen weitgehend nur über die Flachkante möglich. Ein Hochkantbiegen ist praktisch ausgeschlossen, da das sogenannte Aspektverhältnis (Breite zu Dicke des Bussystems) sehr groß ist. So ist z.B. bei einer bekannten gummiisolierten Flachleitung mit sieben Leiterelementen ä 4 mm2 Querschnitt das Verhältnis von Breite zu Dicke etwa 5 zu 1. e) Beim Einsatz entsprechender Flachleitungen im nordamerika- nischen Markt muss die Leiteranordnung - auch in Form einer Flachleitung - nach UL/CSA aus Schutzgründen durch ein Rohr gezogen werden. Dies gestaltet sich für Flachleitungen äußerst aufwendig.
Wegen der vorgenannten Schwierigkeiten werden bekannte Flachleitungen überwiegend auf geraden Verbindungsstrecken oder mit relativ großen Biegeradien eingesetzt. Die Leitungen werden dabei beim Endverbraucher durchtrennt, einzeln abisoliert und dort kontaktiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Mehrleiteranordnung mit den eingangs genannten Merkmalen anzugeben, bei der die vorstehend angesprochenen Schwierigkeiten zumindest vermindert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Dementsprechend weist die Mehr- leiteranordnung zur Energie- und/oder Datenübertragung mit mehreren Leiterelementen, die jeweils eine metallische Leiterader mit einer Aderisolation und ferner eine isolierende Umhüllung aufweisen und untereinander mechanisch verbunden sind, und mit Mitteln zur Kontaktierung der Leiterelemente die folgenden Merkmale auf, nämlich einen schlauch- oder rohrförmigen Träger aus isolierendem Material mit einer Dicke von höchstens 1 mm, sowie - mehrere an der Innenseite des Trägers angeordnete Leiterelemente, deren isolierende Umhüllungen jeweils eine Dicke aufweisen, die höchstens gleich der Dicke des Trägers ist.
Die mit dieser Ausgestaltung der Mehrleiteranordnung verbun- denen Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass durch die Ausbildung eines Bussystems (Energiebus/Datenbus) in Dünnschichtisolierung und Rundbauweise die Verlegung des Bussystems deutlich vereinfacht werden kann. Anstatt aufwendiger Schlitzdurchbrüche in Mauerwerken oder komplizierter Steck- Systeme in Schaltschränken kann nun die neue Mehrleiteranordnung durch einfache und schnell auszuführende Rundbohrungen verlegt werden. Dabei kann die Leiteranordnung ähnlich einfach verlegt werden wie eine normale Rundleitung. Durch die deutlich geringere Steifigkeit der Mehrleiteranordnung in Rundbauweise können auch verhältnismäßig kleine Biegeradien bei Verlegungsarbeiten realisiert werden.
Im Gegensatz zu den bisher eingesetzten Leiteranordnungen in Flachbauweise führt die Ausführung der erfindungsgemäßen An- Ordnung in Dünnschichttechnologie zu einer deutlichen Wandstärkereduzierung der Isolierung der einzelnen Leiterelemente sowie einer als Träger dienenden Mantelisolierung.
Außerdem ermöglicht die vorgesehene Dünnschichtisolierung speziell bei der Anwendung moderner Durchkontaktierungstech- niken wie Schneidklemmtechnik eine einfachere und sichere Kontaktierung, da nunmehr geringere Kräfte zur Durchdringung von Trägermantel- und Leiterelementisolierung aufgebracht werden müssen. Ferner kann die Kontaktierung in einfacher Weise mittig im jeweiligen Leiterelement erfolgen.
Durch geringere Wandstärken ergeben sich weiterhin Vorteile im Verbrauch an Isolationsmaterialien und damit verbundene Kosten- und Gewichtseinsparungen, sowie im logistischen Bereich bei der Bereitstellung größerer Mengen der Mehrleiteranordnung auch kleinere Abmessungen. Durch die geringeren Wandstärken nimmt im Brandfall auch die Brandlast deutlich ab.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Mehrleiteranordnung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
So können das Material des Trägers und das Material der Umhüllungen der Leiterelemente an der Trägerinnenseite im Bereich aneinanderliegender Oberflächenteile miteinander verschmolzen sein. Eine derartige Befestigungsart der Leiterele- mente kann durch geeignete Materialwahl von Trägermaterial und Umhüllungsmaterial erreicht werden. Vorzugsweise erfolgt eine solche Fixierung dieser Teile der Leiteranordnung dadurch, dass in einem gemeinsamen Verfahrensschritt, beispielsweise im Rahmen eines Extrusionsprozesses, die Umhül- lungen und der Trägermantel erzeugt werden.
Außerdem kann die Materialwahl von Umhüllungsmaterial und Aderisolationsmaterial so vorgenommen werden, dass die mit der Aderisolation ummantelten Leiteradern in ihrer jeweiligen Umhüllung zumindest teilweise beweglich (gegenüber der Innenseite der Umhüllung insbesondere in Längsrichtung) sind. Eine hohe Biegsamkeit der Leiteranordnung ist so zu gewährleisten.
Ferner ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, wenn das isolierende Material der Umhüllungen der Leiterelemente und/oder des Trägers ein thermoplastisches Elastomer ist. Solche Materialien können in an sich bekannter Technik mit den vorgegebenen geringen Wandstärken eingesetzt werden. Sie weisen eine gute Flexibilität auf und ermöglichen auch eine gute mechanische Verbindung zwischen dem Träger und den umhüllten Leiterelementen, vorzugsweise durch gemeinsame Aus- bildung von Träger und Umhüllungen..
Vorteilhaft können in dem von dem Träger eingeschlossenen Innenraum neben den Leiterelementen zur Energie- und/oder Datenübertragung noch zusätzliche (Hilfs-) Leitungen unterge- bracht sein. So können neben den Energieleitungen weitere Datenleitungen, Hilfsenergieleitungen (z.B. für Niedervoltspannungen) oder Hohladern für gasförmige (z.B. Pressluft) und/ oder flüssige Medien (z.B. Hydraulikflüssigkeit) in die Leiteranordnung integriert werden. Es ergibt sich so eine Multi- media-Leitung. Dabei können die Wandstärken der zusätzlichen Hohladern den Anforderungen entsprechend stärker ausgelegt sein. Auch Lichtwellenleiter können in dem Innenraum verlaufen, die vorteilhaft durch den als Mantel wirkenden Träger geschützt zu verlegen sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Mehrleiteranordnung sind den vorstehend nicht angesprochenen Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen noch weiter erläutert. Dabei zeigen die Figuren 1 bis 4 der Zeichnung jeweils schematisch im Querschnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mehrleiteranordnung insbesondere als Multimedialeitung im geschlossenen Zustand (Teile a) und aufgetrennten Zustand (Teile b) .
In den Figuren sind bezeichnet mit li ein- oder mehradrige Leiterelemente, 1A Leiteradern, 2 Aderisolationen dieser Leiterelemente,
3 Leiterelementumhüllungen,
4 Hohladern, 5 Lichtwellenleiter,
6 ein Markierungselement,
7 eine Offnungshilfe,
8 eine Kontaktierungshilfe, 9j ein- oder mehradrige Leiterelemente,
10 ein Trager,
11 ein Tragerinnenraum,
12 Kontaktierungsstifte,
13 Verbindungsbereiche, 14 freie Oberflachenbereiche der Umhüllungen,
L Leiteranordnungen (in geschlossener Rundform) ,
L' Leiteranordnungen (in aufgetrenntem Zustand), δ die Dicke der Aderisolationen, d die Dicke der Leiterelementumhullungen und
D die Dicke des Tragers.
Es zeigen die Teile a der Figuren jeweils den Querschnitt durch die einen Rundleiter bildende Mehrleiteranordnung mit geschlossenem mantelartigen Trager 10, wahrend in den Teilen b der Figuren jeweils der z.B. in einem Endbereich aufgetrennte Rundleiter zumindest teilweise dargestellt ist. Dabei sind mit dem mantelartigen Trager 10 der in den Teilen a mit L und in den Teilen b mit L' bezeichneten Mehrleiteranordnun- gen an der Tragerinnenseite mehrere Leiterelemente li oder 9] fest verbunden. Die entsprechende Fixierung erfolgt dabei zwischen dem Material der Elementumhüllungen 3 und dem Material des Tragers 10. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform, die nachfolgend den Figuren zugrunde gelegt ist, bestehen der Trager und die Umhüllungen aus demselben Material. Mit diesem Material können vorteilhaft in einem einzigen Prozessschritt wie insbesondere einem Extrusionsschritt mittels eines entsprechenden Werkzeugs der Trager 10 und die Umhüllungen 3 gleichzeitig ausgebildet werden. Es sind jedoch auch andere Befestigungsarten für die Leiterelemente li bzw. 9j wie z.B. eine nachtragliche Klebetechnik oder eine Verschmelzungstechnik in Verbindungsbereichen 13 möglich. Diese Bereiche werden nachfolgend auch als Mantel-Steg-Bereiche bezeichnet, während die freien Oberflächenbereiche der Umhüllungen 3 außerhalb dieser Verbindungsbereiche mit 14 bezeichnet sind.
Bei den Leiteradern 1A handelt es sich um bekannte metallische Drähte, die auch aus mehreren Leitern oder Filamenten, welche miteinander verlitzt oder anderweits gebündelt sein können, zusammengesetzt sein können. Diese Leiteradern sind in bekannter Weise jeweils mit einer Aderisolation 2 mit ei- ner Dicke δ ummantelt, die höchstens gleich der Dicke d der sie umgebenden Elementumhüllung 3 sein sollte. Das Material der Aderisolation kann dabei von dem der Umhüllung verschieden sein. Die Leiteradern 1A mit ihren Isolationen 2 sind vorgefertigt, bevor sie mit ihren Umhüllungen 3 versehen wer- den.
Aus den Teilen b sind die einzelne Leiterelemente li bzw. 9j jeweils mit einem Kontaktierungsstift 12 in Schneidklemmtechnik kontaktiert ersichtlich. Zur Kontaktierung kann nämlich die zum Beispiel an einem Ende aufgetrennte, allgemein mit L1 bezeichnete Leiteranordnung in die flache bzw. halbrunde, modulartige Kontaktierungshilfe 8 gelegt werden, deren rinnenartigen Öffnungen auf die jeweilige Leiterform bzw. -große oder -durchmesser abgestimmt sind. Die Auftrennung des mit den Leiterelementen bestückten Trägers 10 bzw. Trägerrohres in Längsrichtung des Rohres erfolgt in an sich bekannter Weise mit hierfür geeigneten Mitteln. Z.B. kann der Träger mit einem in Umfangsrichtung lösbaren Verbindungsteil versehen sein. Eine entsprechende Sollbruchstelle kann mittels einer allgemein als Ö fnungshilfe 7 bezeichneten Markierung entweder optisch zu erkennen sein - z.B. durch eine andere Einfär- bung des Trägers - oder konstruktiv gestaltet sein - z.B. durch eine kleine Nut oder Erhebung -. Sie ist bei den gezeigten Ausführungsformen sichtbar an der Außenseite des Trä- gers 10 vorhanden. Dort wird der die Leiteranordnung L bildende Rundleiter aufgeschnitten und als flache oder halbrunde Leitung L1 in der modulartigen Kontaktierungshilfe 8 fixiert. Dann kann vorzugsweise in Schneidklemmtechnik wahlweise von oben (vgl. die Figuren lb, 3b und 4b) oder gegebenenfalls auch von unten (vgl. die Figur 2b) kontaktiert werden. Um eine eindeutige Kontaktierung der einzelnen Leiterelemente vor- nehmen zu können, muss an ihnen oder dem Träger 10 mindestens eine Markierung vorhanden sein. Eine solche Markierung kann an sich durch verschieden gefärbte Umhüllungen 3 der einzelnen Leiterelemente li bzw. 9j realisiert sein. Es kann jedoch auch ein besonderes Markierungselement vorgesehen werden, be- züglich dessen die Position der einzelnen Leiterelemente eindeutig ist. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigen die Figuren jeweils in ihrem Teil b. Demgemäß befindet sich an der Innenseite des Trägers 10 das eine mechanische Codierung bildende Markierungselement 6, z.B. in Form eines zusätzli- chen Steges bei der Sollbruchstelle. Auf diese Weise besteht nur eine einzige Möglichkeit, die Leiteranordnung L' in ihrem aufgetrennten Bereich in der Kontaktierungshilfe 8 zu fixieren. Verwechslungen bei einem Anschließen der einzelnen Leiterelemente werden so unmöglich. Bei einer Kontaktierung mit- tels Schneidklemmtechnik ergibt sich als weiterer Vorteil, dass die einzelnen Leiterelemente li bzw. 9j durch eine einseitige (Träger-) Mantel-Steg-Konstruktion miteinander verbunden sind und die Isolierung der Leiterelemente im Nicht-Steg- Bereich 14 noch einmal deutlich dünner ausgeführt werden kann als im Mantel-Steg-Bereich 13.
Bei einer Kontaktierung von unten, wie sie aus Teil b von Figur 2 hervorgeht, muss vergleichsweise weniger Isoliermaterial durchdrungen werden. Da die einzelnen Leiterelemente durch die besondere einseitige Mantel-Steg-Konstruktion eine hohe Beweglichkeit besitzen, kann mit deutlich höheren Toleranzen in der Lage der Leiterelemente zueinander gearbeitet werden. Trotzdem erfolgt die Kontaktierung immer mittig im Leiterelement über die Führungen in der modulartigen Kontaktierungs- hilfe 8. Durch die direkte Kontaktierung der jeweils benötigten Abgangsleitungen an den Kontaktierungsstiften 12 werden außerdem eventuelle Verlustwärmen reduziert. Im Gegensatz zu den bisher eingesetzten Bussystemen führt die Ausführung der erfindungsgemäßen Leiteranordnung in Dünnschichttechnologie zu einer deutlichen Wandstärkenreduzierung der Isolierungen der einzelnen Leiterelemente li bzw. 9j sowie der Trägerisolierung. Im Allgemeinen soll für erfindungsgemäße Mehrleiteranordnungen gelten, dass die Dicke D des Trägermantels höchstens 1 mm beträgt und auch die Dicke d der Umhüllungen 3 höchstens so groß ist. Für die Dicke δ der Aderisolationen 2 sollte ebenfalls ein Wert von höchstens
1 mm gewählt werden. Vorteilhaft kann die Schichtdicke δ der Aderisolationen zwischen 0,05 und 0,5 mm liegen und beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm. Demgegenüber liegt die Schichtdicke D ( =Wandstärke) der Trägermantelisolierung im Mantel- Steg-Bereich 13 zwischen 0,5 und 1 mm, bevorzugt zwischen 0,6 und 0,8 mm, während diese im Nicht-Steg-Bereich zwischen 0,1 und 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,4 mm liegen kann.
Die geringen Schichtdicken werden vorzugsweise durch den Ein- satz an sich bekannter flexibler Isoliermaterialien auf der Basis thermoplastischer Elastomere (TBE) realisiert, die ein dem jeweiligen Anforderungsprofil entsprechendes Eigenschaftsprofil aufweisen können. Für die vorteilhaft für die Leiterelemente und den Trägermantel gleich zu wählenden Iso- liermaterialien sind dies bevorzugt thermoplastische Elastomere auf Basis von Polyolefinen (TPE-O) , Polyamiden (TPE-A) , Polyurethanen (TPE-U) , Styrolcopolymeren (TPE-S) , Styrol/ Butadien/Styrol-Blockpolymere (S/B/S) , Styrol/Ethylen-Buty- len/Styrol-Blockpolymere (S/EB/S) und Ethylen-Vinyl-Acetat (E/V/A) . Prinzipiell ist es aber auch möglich, statt dieser Elastomere andere übliche Isolationsmaterialien wie andere Thermoplaste oder gummiartige Materialien zu wählen.
Die bevorzugt verwendeten thermoplastischen Elastomere können in einem Extrusionsprozess gegenüber den bisher verwendeten Materialien, insbesondere denen auf Gummibasis, deutlich rationeller verarbeitet werden, da nunmehr z.B. ein zusätzli- eher Vernetzungsschritt entfällt und vergleichsweise höhere Produktionsgeschwindigkeiten realisierbar sind. Da die genannten thermoplastischen Elastomere unvernetzt und halogenfrei flammwidrig einstellbar sind, ist auch ein problemloses Recycling sicherzustellen. Gegenüber bekannten Busleitungen auf Basis von vernetzten, teilweise halogenierten Gummimischungen zeichnet sich also die Leiteranordnung nach der Erfindung durch eine hohe Umweltfreundlichkeit aus.
Durch eine glatte Außenkontur des Trägers 10 wird zudem eine einfache Reinigungsmöglichkeit sichergestellt. Dies ist insbesondere für Anwendungen im Lebensmittelbereich von großer Bedeutung. Eine glatte Außenkontur ermöglicht auch die Verwendung von herkömmlichen Verschraubungen, womit wiederum standardmäßig eine hohe Schutzart (> IP 67) erreichbar wird.
Prinzipiell sind zwei Fertigungsvarianten für erfindungsgemäße Leiteranordnungen zu realisieren, nämlich
1. die dargestellte Version einer geschlossenen Rundleitung mit Sollbruchstelle in einem Fertigungsschritt,
2. die Extrusion der Leitung in der beschriebenen einseitigen Mantel-Steg-Konstruktion in Dünnschichttechnik in flacher bzw. halbrunder Ausführung. Bei dieser Version kann konstruktiv eine mechanische Verbindungseinrichtung nach Art eines „Reißverschlusssystems" in Längsrichtung der Anordnung integriert werden. In einem zweiten Schritt nach der Extrusion wird dann die Leiteranordnung mit Hilfe dieses Reißverschlusses in die Rundleitung überführt.
In dem Innenraum 11 der Rundkonstruktion der Leiteranordnung L befindet sich je nach Ausführungsform ein Hohlraum bzw. Kanal, in dem weitere Leitungen verlegt werden können. Z.B. beim Einsatz eines Energiebusses ergibt sich die Möglichkeit, zusätzliche sensible Datenleitungen wie z.B. Lichtwellenlei- ter 5 geschützt zu verlegen. Auch Hohladern 4 zur Führung von gasförmigen Stoffen wie z.B. Pressluft und/oder von flüssigen Medien wie z.B. Hydraulikflüssigkeit lassen sich gegebenenfalls in die Leiteranordnung integrieren (vgl. Figur 3).
Die Mehrleiteranordnung nach der Erfindung kann für alle gän- gigen Leiterquerschnitte ihrer Leiterelemente bzw. deren Leiteradern, hauptsächlich solchen mit 1,5 oder 2,5 oder 4 oder 6 mm2 Querschnitt, ausgelegt werden. Dabei können gemäß der Ausführungsform nach Figur 4 auch verschiedene Leiterquerschnitte von Leiterelementen li bzw. 9j in einer Leiteranord- nung L miteinander kombiniert werden.
Gemäß einer konkreten Ausführungsform einer Mehrleiteranor- dung nach Figur 1 wird jede Leiterader 1A ihrer fünf Leiterelemente li aus einem oder mehreren Cu-Leitern gebildet, wo- bei jede Leiterader eine metallische Querschnittsfläche von
4 mm2 besitzt. Die Leiterader jedes der fünf Elemente ist jeweils von einer rohrförmigen Aderisolation 2 mit einer Dicke δ zwischen 0,1 und 0,3 mm umgeben. Diese Aderisolationen ihrerseits sind von einer Umhüllung 3 aus thermoplastischem Elastomer-Isolationsmaterial mit einer Dicke d von höchstens 0,5 mm ummantelt. Der isolierende (Außen-) Mantel des Trägers 10, der ebenfalls aus dem thermoplastischen Elastomer-Material der Umhüllungen 3 besteht, hat eine Dicke D zwischen 0,5 und 0,8 mm. Der Außendurchmesser des Trägers liegt dann bei etwa 14 mm.
Ferner wurden den Figuren nur Ausführungsformen von Mehrleiteranordnungen L bzw. L' mit Leiterelementen li und 9j zugrunde gelegt, deren Aderisolationen 2 fest von dem Materi- al der jeweiligen Elementumhüllung 3 umschlossen sind. Bei erfindungsgemäßen Mehrleiteranordnungen ist jedoch eine derartige Fixierung der von den Aderisolationen umgebenen Leiteradern innerhalb der Umhüllungen nicht unbedingt erforderlich. Durch geeignete Materialwahl für die Aderisolationen und die Umhüllungen kann man nämlich bei der Herstellung der Mehrleiteranordnung eine derartige feste Verbindung zwischen diesen Teilen zumindest teilweise verhindern. Es ergibt sich so der Vorteil einer erhöhten Beweglichkeit/Verschiebbarkeit der Leiteradern und damit einer verbesserten Flexibilität des gesamten Aufbaus der Mehrleiteranordnung.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrleiteranordnung zur Energie- und/oder Datenübertragung mit mehreren Leiterelementen, die jeweils eine metallische Leiterader mit einer Aderisolation und ferner eine isolierende Umhüllung aufweisen sowie untereinander mechanisch verbunden sind, und mit Mitteln zur Kontaktierung der Leiterelemente, g e k e n n z e i c h n e t durch einen schlauch- oder rohrförmigen Träger (10) aus isolie- rendem Material mit einer Dicke (D) von höchstens einem Millimeter, sowie mehrere an der Innenseite des Trägers (10) angeordnete Leiterelemente (li, 9j ) , deren isolierende Umhüllungen (3) jeweils eine Dicke (d) aufweisen, die höchstens gleich der Dicke (D) des Trägers (10) ist.
2. Mehrleiteranordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Material der Umhül- lungen (3) der Leiterelemente (li, 9j ) und das des Trägers (10) miteinander verschmolzen sind.
3. Mehrleiteranordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mit der Aderisolati- on (2) ummantelten Leiteradern (1A) in der jeweiligen Umhüllung (3) zumindest teilweise beweglich sind.
4. Mehrleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Mittel zur Auftrennung des mit den Leiterelementen (li, 9i) ausgestatteten Trägers (10) in vorgegebenen Trägerbereichen vorgesehen sind.
5. Mehrleiteranordnung nach Anspruch 4, g e k e n n - z e i c h n e t durch eine in Umfangsrichtung lösbare Verbindung des Trägers (10) .
6. Mehrleiteranordnung nach Anspruch 4 oder 5, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Öffnungshilfe (7) an der Auftrennstelle .
7. Mehrleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Markierung der einzelnen Leiterelemente (li, 9j ) .
8. Mehrleiteranordnung nach Anspruch 7, g e k e n n - z e i c h n e t durch verschieden gefärbte Umhüllungen (3) der Leiterelemente (li, 9j ) .
9. Mehrleiteranordnung nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t durch eine vorbestimmte Lage der einzelnen Leiterelemente (li, 9j ) bezüglich eines Markierungselementes (6) an der Auftrennstelle des Trägers (10).
10. Mehrleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das isolierende Material der Umhüllungen (3) der Leiterelemente (li, 9j) und/oder des Trägers (10) ein thermoplastisches Elastomer ist.
11. Mehrleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü- ehe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in dem von dem Träger (10) eingeschlossenen Innenraum (11) neben den Leiterelementen (li, 9j ) zusätzliche Leitungen (4, 5) untergebracht sind.
12. Mehrleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch den Träger (10), die Umhüllungen (3) sowie die Aderisolationen (2) der Leiterelemente (li, 9j) durchdringende Kontaktierungsstifte (12).
13. Mehrleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch eine die Leiter- elemente (li, 9j ) im aufgetrennten Zustand des Trägers (10) fixierende, modulartige Kontaktierungshilfe (8).
14. Mehrleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprü- ehe, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Dicke (D) des Trägers (10) zwischen 0,5 und 0,8 mm.
15. Mehrleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dicke (δ) der Aderisolationen (2) jeweils höchstens gleich der Dicke (d) der jeweiligen Umhüllung (3) ist.
16. Mehrleiteranordnung nach Anspruch 15, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Dicke (δ) der Aderisolationen (2) der Leiterelemente (li, 9j ) zwischen 0,05 und 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,3 mm.
17. Mehrleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch Leiterelemente (li, 9j), die mehrere von einer gemeinsamen Aderisolation (2) umschlossene Drähte oder Filamente aufweisen.
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