WO2008138161A1 - Verfahren zur herstellung eines flexiblen strangs - Google Patents

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WO2008138161A1
WO2008138161A1 PCT/CH2008/000217 CH2008000217W WO2008138161A1 WO 2008138161 A1 WO2008138161 A1 WO 2008138161A1 CH 2008000217 W CH2008000217 W CH 2008000217W WO 2008138161 A1 WO2008138161 A1 WO 2008138161A1
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modules
strand
transmission elements
module
transmission
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PCT/CH2008/000217
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English (en)
French (fr)
Inventor
Richard Phillips
Peter Schreiner
Daniel Schoepke
Daniel Schlesier
Pierangelo Jotti
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Brugg Kabel Ag
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401—Optical cables
    • G02B6/4415—Cables for special applications
    • G02B6/4416—Heterogeneous cables
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/16—Ropes or cables with an enveloping sheathing or inlays of rubber or plastics
    • D07B1/162—Ropes or cables with an enveloping sheathing or inlays of rubber or plastics characterised by a plastic or rubber enveloping sheathing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/22—Flat or flat-sided ropes; Sets of ropes consisting of a series of parallel ropes
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    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/10—Rope or cable structures
    • D07B2201/1004—General structure or appearance
    • D07B2201/1008—Several parallel ropes
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    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2083—Jackets or coverings
    • D07B2201/2084—Jackets or coverings characterised by their shape
    • D07B2201/2086—Jackets or coverings characterised by their shape concerning the external shape
    • 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
    • H01B7/0072—Electrical cables comprising fluid supply conductors

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a flexible strand comprising at least two mutually parallel transmission elements for transmitting data, electrical currents, fluids and / or tensile forces and a cladding region, wherein the individually provided with a jacket transmission elements as modules by material connection to the strand get connected. Furthermore, the invention relates to a method for producing a flexible strand, which comprises at least two mutually parallel transmission elements for transmitting data, electrical currents, fluids and / or tensile forces and a cladding region, wherein the individually provided with a jacket transmission elements as modules be connected by positive locking to the strand.
  • a method for producing a flexible strand comprising at least two mutually parallel transmission elements for transmitting data, electrical currents, fluids and / or tensile forces and a cladding region, wherein the individually provided with a jacket transmission elements are connected as modules to the strand.
  • a device for producing a strand are provided by the invention.
  • Multifunctional transmission trains are also known.
  • DE 37 41 192 (MAN) describes inter alia a stranded suspension cable for a crane, which consists of several embedded in a plastic sheath steel strands.
  • One of the strands is replaced by a multi-core electrical cable with an insulating sheath.
  • Measuring signals can be transmitted between the supporting cable ends via the electrically conductive cable.
  • JP 2001 302135 (Hitachi).
  • a special rope is described from several individual elements for an elevator. Individual elements are kept at a distance by coatings or cladding and are integrated into an outer jacket. Inside the individual elements optical fibers are mounted, which are provided for data transmission.
  • transmission strands fulfill their intended task.
  • the preparation can usually only be done in a relatively complex process, since the required elements z. B must be connected by stranding or in an extrusion process into a strand.
  • the object of the invention is therefore to provide a process associated with the aforementioned technical field, by which flexible strands can be produced easily and inexpensively with a selectable number of transmission elements with different functionalities.
  • the modules are provided with at least one flat connection region.
  • individual modules with selectable functionalities can be produced from different transmission elements.
  • transmission elements are understood to mean all devices through which forces, electrical currents, electromagnetic waves, fluids, or solid matter, such as powder or
  • the transmission elements of the modules used include, for. B. tension members, such as ropes, fibers, and / or strands, which serve the transmission of tensile forces. Also electrical and / or optical conductors for
  • Variant be provided as transmission elements.
  • Liquids or gases can also fluid channels, such.
  • Insert transmission elements In this case, several transmission elements with different functions can be provided with a single jacket, so that a multifunctional module is formed.
  • the modules produced in this way can be described as
  • the inventive method therefore eliminates an expensive pre-production of different strand types, which also unnecessarily take up storage space. Furthermore, the production time for a specific strand can be significantly reduced, since prefabricated modules can be used. In addition, the strands can be adapted more precisely to specific uses with the method according to the invention.
  • the individual modules are connected by form and / or material connection to the strand.
  • Cohesive connections can z. B. by welding (adhesive-free) and / or bonding (with an adhesive) of the modules can be obtained.
  • cohesive compounds are very stable and no longer soluble, or they can be separated only by destruction of the connection point. This ensures that the individual modules in the string remain aligned with each other for a long time in a defined and fixed arrangement, even under heavy load.
  • the modules to be connected can also be connected by pressing, vulcanization and / or soldering.
  • connection by positive locking represents a further preferred variant, since no welding or gluing machines must be used for connecting the modules and yet a stable connection can be obtained.
  • positive-locking connections can also be released again after a successful connection. This has the advantage that in an existing strand single worn modules can be easily replaced without the strand must be completely replaced.
  • the modules can also be connected by frictional connection or by forces which are generated by application of a bias voltage. In particular, screws, wedges or clamps are suitable for this type of connection.
  • the individual modules are connected to form a single-row flat-band structure.
  • the associated parallel arrangement has the advantage that the strands can be produced step by step by respectively attaching another module. If the modules z. B. welded or glued together, this can be relatively simple and compact welding or gluing machines use.
  • the state of the individual modules can be easily checked from the outside, as each module is accessible and inspectable from the outside. Due to the fact that in a flat-band structure, each module is connected at most to two neighboring modules, a possible replacement of a defective module is easier to accomplish than multi-connected modules. Even glued or welded modules can be relatively easily replaced, since it is sufficient to separate the two connections to the neighboring modules, z. B. by cutting, insert a new module and connect to the two neighboring modules again.
  • modules in a multi-row or multi-layer, in particular two-row, strand. This is particularly advantageous if a certain width of the strand may not be exceeded due to application-specific circumstances.
  • the modules are each provided on a first longitudinal side continuously or in sections with a form gleichTalken joining structure.
  • the joint structure may, for. B. be configured as part of a tongue and groove connection.
  • the individual modules can be connected to one another, for example, over their entire length, thus forming very stable connections, since the Modules in the strand along the entire strand length are aligned parallel to each other and not stranded.
  • An elaborate stranding of the individual modules can thus be dispensed with, which further reduces the production costs.
  • the modules are connected to one another by a plurality of connecting elements, for example, attached to the end sections of the modules or in certain intermediate sections.
  • the individual modules in the strand can also be connected to each other.
  • the modules can also be connected to the strand by means of a single, parallel to the modules running strip-shaped connecting element.
  • This z. B. the above-described generation of a flat band structure significantly simplified because the modules are automatically arranged in parallel and each need only have a connecting device.
  • the strands produced according to the invention have a high degree of flexibility and, compared to conventional multifunctional transmission strands, are more compact and lighter in design. This also reduces the effort involved in connecting the modules.
  • the connecting elements z. B made of the same material as the sheaths of the transmission elements.
  • the connecting elements themselves can also be designed as modules and contain a plurality of transmission elements. But it is also conceivable to provide several, for example, attached to the end portions of the modules or in certain intermediate sections fasteners.
  • the modules are connected directly to each other.
  • the modules are each with a male and a female
  • Joining structure provided so that the modules can be connected in any order.
  • This allows the individual modules in a simple manner connect the desired and required for the use arrangement.
  • Due to the joint structure, which z. B. allows a positive connection strands can be produced by simply pushing together the individual modules by the inventive method.
  • On connecting machines as they are indispensable, for example, when welding or gluing, can thus be dispensed with.
  • modules which have exclusively female or male joining structures. This can be ensured in particular that certain modules in the finished strand never come to rest next to each other, which may be important for ensuring the functionality of the individual modules under certain circumstances. So it may be z. B. be disadvantageous if modules that transport hot fluids, for example, are next to each other and thus results in a highly inhomogeneous heat distribution in the strand.
  • the individual modules are connected by gluing and / or welding. These two methods lead in particular to no longer soluble compounds, which are very stable and can be separated only by destruction of the joint. This ensures that the individual modules in the line remain fixed for a long time even after heavy use.
  • the bonding of the modules is preferably used by bonding. Welded connections are also chemically just as stable as the sheath material of the corresponding modules. Therefore, the uses of the most welded strands are solely dependent on the material properties of the sheath materials of the modules.
  • the modules are preferably provided with at least one flat connection region.
  • connection regions define the alignment of
  • a surface area of the connection region measures at least 50%, preferably at least 75%, particularly preferably at least 90%, of a maximum cross-sectional area of the modules which is plane-parallel to the connection region. It has been found that, with a surface area of the connection region of at least 50% of a plane-parallel maximum cross-sectional area of the modules, it is ensured that adequate adhesion of the individual modules to one another is obtained for the polymeric materials used for the sheathing of the transmission elements. This is especially when using the strands formed from the modules as tension members, z. As in elevators, lifts, cranes, of great advantage. If the strands are in fact deflected and moved via rollers or drive disks, they are sometimes exposed to large forces, which under certain circumstances also act on the strands transversely to the direction of pull.
  • strands can be produced in a simple manner, which are essentially flat in the area of the outer surface.
  • the noise in such strands in the range of drive pulleys and / or rollers is minimal or the smoothness maximum.
  • a surface area of the connection region measures approximately 90% of a maximum cross-sectional area of the modules that is plane-parallel to the connection region, a strand is obtained which has a groove structure and / or a guide structure in the longitudinal direction of the strand. This allows a sufficient guidance of the strand in the range of drive pulleys or rollers can be achieved.
  • groove structures z.
  • modules with different sized cross section are arranged in an alternating sequence in the strand.
  • individual modules with rounded edges which additionally reduces the risk of edge injuries, especially during the manufacturing process.
  • Strands with guide structures can, for. B. be generated by the use of one or more modules with, for example, a wedge-shaped board on an outside.
  • connection area measures approximately 75% of a maximum cross-sectional area of the modules that is plane-parallel to the connection area, a very good trackability in the area of drive disks and / or rollers is achieved with simultaneously very smooth running.
  • At least one, in particular at least two modules are used in the second phase, which are designed for the transmission of tensile force. This will make the other modules, which in some circumstances even only a limited
  • modules which form for example the lateral terminations of the strand, allows optimal strain relief. With higher tensile load and large width of the
  • flexible strands comprising at least two parallel transmission elements for transmitting data, electrical currents, fluids and / or tensile forces.
  • transmission elements are understood to mean all devices through which forces, electrical currents, electromagnetic waves, fluids, or solid matter, such as powder or granules, can be spatially transmitted. These can be present in particular as wires, ropes, strands, fibers, tubes or hoses.
  • the strands are preferably formed from at least two transmission elements individually sheathed as modules, which are connected to the strand via one or more connection regions.
  • the transmission elements are arranged in parallel in the strand, i. they are not twisted together or stranded. Such strands can be configured multifunctional.
  • a single strand can be used simultaneously for the transmission of traction and for data transmission.
  • Preferred modules of the strands are polygonal in cross-section, in particular rectangular or square. Such forms guarantee large and defined contact surfaces between the individual modules, whereby the connections in the strand automatically have high stability.
  • the existing of such modules strands well-defined enveloping forms, whereby the strands are well deflected and mechanically fastened.
  • the modules in the strand can also have, for example, circular, oval, or any other round cross-sections.
  • the jacket of the modules advantageously comprises a polymer shell, preferably with a thickness of 0.1-3 mm, the polymer shell containing in particular thermoplastic polymers, polyurethane, polyamides, polyolefins, rubber, silicone rubber, fluorine-containing polymers or terephthalate polymers and copolymers which are crosslinked with one another and / or or as a multi-layered layer structure.
  • thermoplastic polymers polyurethane, polyamides, polyolefins, rubber, silicone rubber, fluorine-containing polymers or terephthalate polymers and copolymers which are crosslinked with one another and / or or as a multi-layered layer structure.
  • Such polymer materials are inert to a variety of chemical substances and therefore can be used under a variety of conditions of use.
  • crosslinked and / or multilayered layer structures comprising such polymeric materials also withstand elevated temperatures and high tensile loads. The high elasticity of such sheaths guarantees a good bendability of the strands.
  • the sheaths have a thickness of preferably at least 0.1 mm. Modules with thicknesses of up to 3 mm also have ideal bendability. Depending on the intended use but are also different thicknesses of the envelope.
  • the casing may also be structured and / or constructed in multiple layers. and / or other materials.
  • the sheathing can also have, for example, special colorings, color patterns, markers, and / or electrically conductive elements. This can be z. B. via optical, electrical and / or other measurement methods, the traction, the friction, the position, the length and / or the wear of the strands determine.
  • special coatings also the running properties, eg. As the noise, the strands are affected.
  • the transmission elements in the strands comprise one or more traction elements and / or electrical conductors and / or optical conductors and / or fluid channels, which preferably have a diameter of 1 to 20 mm, and in particular are arranged so that they do not touch each other. Transmission elements which do not touch have a longer service life, since during the
  • the tension members may include, for example, metallic materials, in particular stainless steel, copper, iron or metal alloys.
  • fibers such.
  • carbon fibers and organic or inorganic polymer fibers are suitable as materials for the traction elements.
  • materials for the electrical conductors preferably metallic wires are used, in particular comprising copper, zinc or iron.
  • Optical conductors include, for example, glass fibers or polymeric optical fibers, preferably polymethyl methacrylate (PMMA).
  • Fluid channels can z. B. as single or multi-walled tubes made of metals, in particular copper and / or zinc.
  • pipes or hoses which contain polymer materials, in particular silicone elastomers, polyurethane, polypropylene or polyamides. But it is also possible to provide channel-like openings directly in the casing, which also serve as fluid channels.
  • the inventive strands preferably have a total width of 2.0 - 100 mm. This ensures good deflectability and flexibility of the strands.
  • An apparatus for producing a strand which has a feed device for synchronously feeding at least two modules and a connecting device for connecting the two modules to form a strand with parallel modules is also advantageous for carrying out the method according to the invention.
  • all of the strands produced according to the invention can, in a further method step, also be provided with an additional covering which, for example, has a protective and / or insulating function.
  • Fig. 1 four inventively produced modules, each with a
  • Fig. 4 is a Stromleitermodul and formed therefrom Stromleiterstrang
  • Fig. 5 is a three-dimensional view and the joining of the
  • Fig. 6 is a multifunction module and a multifunction strand formed therefrom
  • Fig. 7 is a Stromleitermodul, a fluid module and a formed thereof
  • FIG. 8 shows an optical waveguide module and a module formed therefrom.
  • FIG. 10 shows a variant of the tensile strand from FIG. 3
  • Fig. 1 another tensile strand with welded modules
  • FIG. 13 A side view of the single tensile modulus of Fig. 3 prior to welding
  • FIG. 14 shows a longitudinal section through the single tensile modulus from FIG. 3 Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figures.
  • a conductor module 10.1 shows a conductor module 10.1, a tensile module 10.2, an optical waveguide module 10.3 and a fluid module 10.4.
  • a transmission element in the form of a copper strand 1.10 with a circular cross section, a diameter of 10 mm was coated in an extrusion process with a polyurethane sheathing 2.1 having a rectangular cross section. The extrusion process was carried out so that the copper strand 1.10 is surrounded at the thinnest point of 1.2 mm and at the thickest point of 2 mm of the polyurethane sheath 2.1.
  • tensile modulus 10.2 a 6 mm thick tensile cable 1.20, consisting of seven stranded cores, was surrounded by extrusion with a polyurethane sheath 2.2 having a square cross section and rounded corners as a transmission element.
  • the polyurethane sheath 2.2 has thicknesses between 1.2 - 2 mm.
  • the tensile modulus 10.2 therefore has two plane-parallel sides or side surfaces, wherein all side surfaces are bounded by the four rounded corner or edge regions 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3, 2.2.4 of the tensile modulus 10.2.
  • a loose-tube optical fiber 1.30 made of glass fibers was coated with a polyurethane sheathing 2.3 having a circular cross-section.
  • the optical buffered wire 1.30 which has a diameter of 2.4 mm, z. B. aligned eccentrically to the polyurethane sheathing 2.3, so that it is surrounded at the thinnest point by a 1.2 mm thick and at the thickest point of a 2 mm thick polyurethane layer.
  • a polyurethane tube 1.40 with a diameter between 4-1 mm was used as the transmission element. This was provided with a polyurethane sheath 2.4 with a pentagonal cross-section.
  • the polyurethane hose 1.40 was also aligned in the polyurethane sheath 2.4 so that it is the same distance from the three sides of the casing 2.4 at right angles to each other.
  • the layer thicknesses of the polyurethane sheathing 2.4 are between 1.3 and 3 mm.
  • a dual-conductor module 10.5 and a multi-functional module 10.6 is shown.
  • the double current conductor module 10.5 were as
  • the layer thicknesses of the polyurethane sheathing 2.5 are between 1 and 2.4 mm.
  • a 15 mm thick pull cable 1.21 consisting of seven stranded wires
  • the three transmission elements 1.21, 1.31, 1.41 are aligned parallel and at a distance of about 2 mm.
  • the layer thicknesses of the polyurethane sheathing 2.6 are between 1 - 2.4 mm.
  • Fig. 3 shows how a train module 10.2 described above can be connected to other train modules 10.2.
  • train modules 10.2 Here are two diametrically opposed
  • the tensile strand 30.1 has a groove structure on the surface, which can serve to guide the tensile strand 30.1 in the region of drive pulleys and / or rollers.
  • connection region (20) measures approximately 62% of a maximum cross-sectional area of the modules that is plane-parallel to the connection region (20). More detailed information can be found in FIGS. 13 and 14.
  • the second current conductor module 10. 7 shown in FIG. 4 essentially corresponds to the first-mentioned current conductor module 10. 1, which is illustrated in FIG. 1.
  • the second conductor module 10.7 (FIG. 4) has as a transmission element a copper strand 1.13 with a circular cross section, a diameter of 10 mm and a length of 1 m, and was coated in an extrusion process with a polyurethane sheath 2.7 having a rectangular cross section.
  • a polyurethane sheath 2.7 having a rectangular cross section.
  • a polyurethane sheath 2.7 having a rectangular cross section.
  • a square cross-section groove 20.10 and a matching spring 20.20 was attached. These are also made of polyurethane and were manufactured together with the polyurethane sheath 2.7 by extrusion.
  • the spring 20.20 of a first conductor module 10.7 has been pushed into the groove 20.10 of a second conductor module 10.7. Due to the clamping action between the grooves 20.10 and the springs 20.20 of the adjacent conductor modules 10.7 so a stable Stromleiterstrang 30.2, consisting of three conductor modules 10.7, made.
  • FIG. 5 shows a three-dimensional view of the manufactured conductor modules 10.7 having a length of 1 m.
  • two such modules 10.7 can be connected by lateral telescoping of the spring 20.20 and the groove 20.10 to a Stromleiterstrang.
  • To connect the two conductor modules 10.7 are arranged parallel to each other in such a way that the right module is shifted by the entire length of the left module 10.7 in the longitudinal direction to the rear.
  • the spring 20.20 of the left module is slid in a longitudinal movement in the groove 20.10 of the right module until the spring 20.20 of the left module is completely received in the groove 20.10 of the right module.
  • the transmission elements a) were a round copper wire 1.14 with a diameter of 1 to 10 mm and b) an optical buffer wire 1.32 with a diameter of 1.2 mm at a distance of 2 to 5 mm arranged parallel side by side and coated with a common polyurethane sheath 2.8 rectangular in cross-section.
  • the layer thicknesses of the polyurethane sheathing 2.8 are between 1.3 and 2 mm.
  • a T-profile 21.20 protruding from the polyurethane sheath 2.8 was attached on one longitudinal side.
  • the multi-function module On the opposite side of the multi-function module was 10.8 provided with a corresponding T-shaped groove 21.10, which is designed by their size ago so that they can accommodate the T-profile 21.20 form-fitting.
  • the T-profile 21.20, as well as the T-shaped groove 21.10 are also made of polyamide and were produced together with the sheath 2.8 of the transmission elements by extrusion.
  • the T-profile 21.20 of a first multifunctional module 10.8 has been inserted laterally into the T-shaped groove 21.10 of a second multifunctional module 10.8.
  • a multifunction strand 30.3 consisting of three multifunctional modules 10.8 was obtained.
  • the connection of the multifunctional modules 10.8 took place, as described above in FIG. 5, by laterally telescoping the respective grooves 21.10 and T-profiles 21.20 in the longitudinal direction.
  • the multifunctional strand 30.3 is substantially even or flat in the region of its outer surface and is characterized by a high level of smoothness.
  • the third current conductor module 10.9 shown in FIG. 7 substantially corresponds to the second-mentioned current conductor module 10.7 from FIG. 4.
  • a copper strand 1.15 with a circular cross-section, a diameter of 1-10 mm was used as the transmission element, which in an extrusion process with a polyurethane sheath 2.9 was coated with rectangular cross-section.
  • the third conductor module 10.9 has However, on two opposite sides of the polyurethane sheath 2.9 two square grooves 20.1 1, 20.12 on.
  • a second fluid module 10.10 likewise shown in FIG. 7 includes as a transmission element a polyethylene tube 1.42 which has been coated in an extrusion process with a polyurethane sheath 2.10 having a rectangular cross-section.
  • the second fluid module 10.10 has on two opposite sides of the polyurethane sheath 2.10 two square springs 20.21, 20.22, which are designed so that they fit positively in the grooves 20.1 1, 20.12 of the conductor module 10.9.
  • the springs 20.21, 20.22 of the fluid modules 10.10 were respectively pushed into the grooves 20.1 1, 20.12 of the conductor modules 10.9. Due to the configuration of the individual modules 10.9, 10.10, the conductor modules 10.9 and the fluid modules 10.10 in the multifunctional strand 30.4 were automatically arranged in an alternating sequence.
  • the multi-functional strand 30.4 is essentially flat or flat in the region of its outer surface and is characterized by a very smooth running.
  • FIG. 8 shows how circular optical waveguide modules 10.3 can preferably be connected in cross-section.
  • a force 50, 60 is exerted on two modules to be connected, so that the modules are pressed against one another.
  • the two forces 50, 60 are exactly opposite in their directions and the same amount.
  • Due to the flexibility of the polyurethane jacket 2.3 of the modules the surfaces of the modules to be joined thereby deform due to the forces 50, 60 and form a planar contact surface 22, which was then welded in a known manner.
  • an optical fiber strand 30.5 was obtained.
  • the contact surface 22 measures approximately 50% of a plane-parallel longitudinal cross-sectional area in the region of the maximum diameter of the optical waveguide module 10.3.
  • FIG. 9 shows another multifunctional strand 30.6 produced according to the invention.
  • the strand is formed as a flat band structure, wherein the individual modules are held together by square grooves 20.13 and matching springs 20.23.
  • the length of the strand is eg 50 m.
  • At the ends of the Strangs are each train modules 10.1 1, which include a pull cable 1.22 in a circular in cross-section polyurethane sheath 2.1 1.
  • a fluid module 10.12 consisting of a polyethylene tube 1.43 with a quadrangular polyurethane sheath 2.12
  • an optical waveguide module 10.13 comprising an optical bundle 1.33 made of glass fibers in a circular cross-section polyurethane sheath 2.13
  • a dual optical fiber module 10.14 with two optical fiber tubes 1.34, 1.35 made of glass fibers in a rectangular in cross section polyurethane sheath 2.14.
  • the individual modules 10.1 1 - 10.14 of the multifunction strand 30.6 were produced and connected as described above.
  • FIG. 10 shows a further example of a multifunctional strand 30.7 according to the invention.
  • four tensile modules 10.2 described above were welded in a parallel arrangement via a respective lateral connecting surface 20 on a parallel connecting element 80.
  • the individual train modules 10.2 are not interconnected.
  • the connecting element 80 consists of four optical loose tubes 1.36. 1.37, 1.38, 1.39 made of glass fibers, which together consist of a cross-sectionally rectangular and elongated polyurethane sheath 2.15 of thickness e.g. of 5 mm and a width of e.g. 100 mm are surrounded.
  • Fig. 1 1 shows a second tensile strand 30.8, consisting of five tensile modules 10.15 ... 10.19, in cross section.
  • the first and left-lying tensile modulus 10.15 of the further tensile strand 30.8 has in the center as a transmission element, a 6 mm thick traction cable 1.23, which consists of seven stranded cores.
  • the pull cable 1.23 is embedded in an extruded polyurethane sheath 2.16, wherein the polyurethane sheath 2.16 has a square cross-section.
  • the polyurethane sheath 2.2 has, for example, thicknesses between 1.2 and 2 mm.
  • the second tensile modulus 10.16 of the second tensile strand 30.8 there is likewise a 6 mm thick tensile cable 1.24, which consists of seven stranded cores, as a transmission element.
  • the traction cable 1.24 of the second tension module 10.16 is also surrounded by a polyurethane sheath 2.17, which has a pentagonal cross-section. Four of the five corners in the pentagonal cross section became rectangular designed.
  • the traction cable 1.24 was also aligned in the polyurethane sheath 2.17 that it is the same distance from the three lower and perpendicular to each other sides of the casing 2.17.
  • the layer thicknesses of the polyurethane sheathing 2.4 are between, for example, 1.3-3 mm.
  • the side lengths of the three lower and mutually perpendicular sides of the casing 2.17 of the second tension module 10.16 have the same length as the side lengths of the square in the square casing 2.16 of the first train module 10.15.
  • the first tensile modulus 10.15 and the second tensile modulus 10.16 lying to the right thereof are welded together via their equally large side surfaces, which serve as connection regions, and form a first common contact surface 23.1.
  • the maximum height of the second train module 10.16 is about 1.1 times as large as the height of the first train module 10.15.
  • a third tensile module 10.17 is arranged in the second tensile strand 30.8.
  • the third tension module 10.17 also has a pull cable 1.25 in a polyurethane sheath 2.18 and is identical to the first tensile modulus 10.15.
  • the third train module 10.17 is also welded to form a second common contact surface 23.2 in the same way with the second train module 10.16, as the first train module 10.15 with the second train module 10.16.
  • a fourth tension module 10.18 is arranged in the second tension cord 30.8.
  • the fourth tension module 10.18 also has a pull rope 1.26 in a polyurethane sheath 2.19 and is identical to the pentagonal in the cross section second tensile modulus 10.16.
  • the fourth tensile module 10.18 is also welded to form a third common contact surface 23.3 in the same way with the third tensile modulus 10.17, as the first tensile modulus 10.15 with the second tensile modulus 10.16.
  • a fifth tensile modulus 10.19 is arranged in the second tensile strand 30.8.
  • the fifth tensile module 10.19 also has a pull rope 1.27 in a polyurethane sheath 2.20 and is identical to the square in cross-section first tensile module 10.15.
  • the fifth train module 10.19 is also welded to form a fourth common contact surface 23.4 in the same way with the fourth train module 10.18, as the first train module 10.15 with the second train module 10.16.
  • the four contact surfaces 23.1, 23.2, 23.3, 23.4 each have a size, which is about 90% of the (in Fig. 1 1 not visible) maximum and in the vertical direction through the fifth corner of the second tension module 10.16 extending longitudinal cross-sectional area of the second tension module 10.16.
  • the wedge-shaped upwardly projecting regions of the second tension module 10.16 and the fourth tension module 10.18 in the second tensile strand 30.8 serve z. B. for guiding the second Werstangs 10.18 on a drive pulley and / or a roller.
  • Fig. 12 shows a third multi-functional strand 30.9, consisting of a total of five modules 10.20 ... 10.24 in cross section.
  • the third multifunctional strand 30.9 has on the left a first tensile modulus 10.20, which includes a traction cable 1.28 in a polyurethane sheathing 2.21.
  • the polyurethane sheath 2.21 is substantially square in cross-section.
  • a groove 20.14 is introduced into the polyurethane sheathing 2.21 of the first tension module 10.20.
  • Diametrically opposite is on the right side of the first tensile modulus 10.20 a spring 20.24 out of the polyurethane sheath 2.21 to the right.
  • a fluid module 10.21 is arranged. This has a polyurethane hose 1.44 with a diameter between, for example, 4 - 1 1 mm, which is surrounded by a polyurethane sheath 2.22.
  • the outer shape or the outer dimensions of the polyurethane sheathing 2.22 of the fluid module 10.21 are the same, as the outer shape or the outer dimensions of the polyurethane sheathing 2.21 of the first tensile modulus 10.20.
  • On the left side is in the polyurethane sheath 2.22 of the fluid module 10.21 also introduced a groove 20.15. Diametrically opposite is on the right side of the fluid module 10.21 a spring 20.25 out.
  • the spring 20.24 of the first tension module 10.20 engages in the groove 20.15 of the fluid module 10.21, so that the two modules with the facing each other Side surfaces lie flat on one another and form a common contact surface 24.
  • the first tensile module 10.20 and the fluid module 10.21 are also welded in the region of the common contact surface 24 cohesively with each other.
  • an optical waveguide module 10.22 is arranged.
  • a glass fiber loose-tube 1.301 was coated with a polyurethane sheath 2.23.
  • the optical buffered wire 1.301 which has a diameter of, for example, 2.4 mm, was z.
  • B. centrally aligned in the polyurethane sheath 2.23 and is surrounded at the thickest point by an approximately 2 - 4 mm thick polyurethane layer.
  • the outer shape or the outer dimensions of the polyurethane sheathing 2.23 of the optical waveguide module 10.22 are the same design as the outer shape or the external dimensions of the polyurethane sheathing 2.21 of the first tensile modulus 10.20.
  • a groove 20.16 is introduced in the polyurethane sheathing 2.23 of the optical waveguide module 10.22. Diametrically opposite is on the right side of the optical waveguide module 10.22 a spring 20.26 out.
  • the spring 20.25 of the fluidic module 10.21 engages in the groove 20.16 of the optical waveguide module 10.22, so that the two modules 20.21, 20.22 with the mutually facing side surfaces lie flat against each other and form a common contact surface 25.
  • the fluid module 10.21 and the optical waveguide module 10.22 are also in the region of the common contact surface 25 materially welded together.
  • a current conductor module 10.23 is arranged in the third multifunctional strand 30.9.
  • a transmission element in the form of a copper strand 1.16 with a circular cross section and a diameter of, for example, 2 mm was coated in an extrusion process with a polyurethane sheath 2.24 having a substantially square cross section. The extrusion process was carried out so that the copper strand 1.16 is surrounded at the thinnest point of about 1.2 mm and at the thickest point of about 2 mm of the polyurethane sheath 2.24.
  • the outer shape or dimensions of the polyurethane sheathing 2.24 of the conductor module 10.23 are the same design as the outer shape or the external dimensions of the polyurethane sheath 2.21 of the first tension module 10.20.
  • a groove 20.17 is introduced in the polyurethane sheathing 2.24 of the power module 10.23.
  • Diametrically opposite is on the right side of the power module 10.23 a spring 20.27 out.
  • the spring 20.26 of the optical waveguide module 10.22 engages in the groove 20.17 of the power module 10.23, so that the two modules 20.22, 20.23 with the mutually facing side surfaces lie flat against each other and a common contact surface
  • the optical waveguide module 10.22 and the Stromleitermodul 10.23 are also welded together in the region of the common contact surface 26 cohesively.
  • a second tensile module 10.24 is arranged in the third multifunctional strand 30.9.
  • the second tensile modulus 10.24 has a pull rope 1.29 in a polyurethane sheath 2.25 and is identical to the first tensile modulus 10.20 of the third multifunction strand 30.9.
  • a groove 20.18 is introduced in the polyurethane sheathing 2.25 of the second tension module 10.24.
  • Diametrically opposite is on the right side of the second tension module 10.24 a spring 20.28 out of the polyurethane sheath 2.25 to the right.
  • the spring 20.27 of the conductor module 10.23 engages in the groove 20.18 of the second
  • Tensile module 10.24 so that the two modules 10.23, 10.24 with the mutually facing side surfaces lie flat against each other and a common contact surface
  • the second tension module 10.24 and the conductor module 10.23 are also welded together in the region of the common contact surface 27 cohesively.
  • FIG. 13 shows a side view of the tension module 10. 2 from FIG. 3.
  • the rectangular tensile modulus 10.2 viewed from the side has in FIG. 13 in the vertical direction an overall height H of, for example, 10 mm.
  • the rectangular connection surface 20, which is located centrally between the upper and first rounded edge region 2.2.1 and the lower and second rounded edge region 2.2.2 of the tensile module 10.2, is completely flat or flat and extends in the horizontal direction along the entire length L. of the train module 10.2.
  • the height measured in the vertical direction h of the rectangular connection region 20 measures about 6.2 mm or about 62% of the total height H of the tension module 10.2.
  • FIG. 14 shows a longitudinal section through the tensile modulus 10.2 from FIG. 3 along the line A-B, whereby the longitudinal section runs in a vertical plane through the center of the tensile modulus 10.2.
  • the tension cable 1.20 integrated in the train module 10.2 is only indicated by the two inner dashed lines.
  • the outer dashed lines indicate the position of the before and behind the cutting plane 2.1.10 lying connecting surfaces
  • the sectional plane 2.1.10 which is aligned plane-parallel to the connecting surface 20, has a height in the vertical direction, which corresponds to the total height H of the tension module 10.2 and measures, for example, 10 mm.
  • the copper strands 1.10, 1.1 1, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16 in the module can also be surrounded by an additional insulation sheath.
  • This can, for. B. consist of a polymer.
  • All strands 30.1 ... 30.9 can also be laterally connected to other parallel strands, z. B. by welding or gluing to get multi-row or multi-layer strands.
  • the grooves 20.10 shown in FIG. 5 and springs 20.20 of the conductor modules 10.7 can also be designed so that they are not continuously present on the entire side length of the modules 10.7, or are configured repeatedly interrupted. In particular, the interruptions may also be longer than the portions having grooves or springs. If the grooves additionally axially spaced, the lateral telescoping in the longitudinal direction is much easier.
  • the tensile modules 10.2 shown for example in Fig. 3 may also have less rounded edge portions 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3, 2.2.4, z. B. increase the connection areas 20 and the contact surfaces with adjacent modules in the strand. In particular, it is also possible to completely dispense with a rounding of the edge regions 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3, 2.2.4. This achieves a maximum surface area of the connection region 20.
  • profiles 21.20 and recesses 21.10 shown in FIG. 6 can also have a different cross section.
  • undercut profiles are suitable, such. B. dovetail grooves and the corresponding positive counterparts.
  • the individual modules instead of the T-profiles 21.20 and T-shaped recesses 21.10 z. B. to provide with staples or small teeth made of plastic or metal, which can be connected by a slide with which the staples or teeth can be hooked together.
  • the modules can be arranged parallel to each other and connected directly without longitudinal movement.
  • the connecting element 80 in FIG. B. also have grooves or springs over which individual modules with joining structures, eg. As a conductor element 10.7 or a multi-functional element 10.8, positively connect with the connecting element 80.
  • the individual modules in the multifunctional strand 30.7 of FIG. 10 can also be interconnected as described above.
  • the traction modules 10.15... 10.19 of the second drawbar 30.8 of FIG. 11 may also contain other transmission elements instead of or in addition to the traction ropes 1.23. So it is z. B. possible to provide current conductors, fluid lines and / or optical fibers.
  • the individual train modules 10.15... 10.19 can of course also be made wider, so that z. B. results in a substantially rectangular cross-section.
  • the modules 10.20, 10.21, 10.22, 10.23, 10.24 of the multifunctional strand 30.9 of FIG. 12 may also have other cross-sections. In particular, rectangular cross sections or pentagonal cross sections, such.
  • Example, the fluid module 10.4 of Fig. 1 or the tensile modulus 10.16 of Fig. 1 1, may be advantageous if a guide of the multifunction strand 30.9 of FIG. 12 is desired.

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Strangs (30.6), der mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Transmissionselemente (1.22, 1.43, 1.33, 1.34, 1.35) zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften und einen Mantelbereich umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass die individuell mit einem Mantel (2.11...2.14) versehenen Transmissionselemente als Module (10.11...10.14) zum Strang (30.6) verbunden werden. Damit lassen sich durch das Verfahren multifunktionale Stränge (30.6) mit unterschiedlichen Transmissionselementen (1.22, 1.43, 1.33, 1.34, 1.35) herstellen.

Description

Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Strangs
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Strangs, der mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Transmissionselemente zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften und einen Mantelbereich umfasst, wobei die individuell mit einem Mantel versehenen Transmissionselemente als Module durch Stoffschluss zum Strang verbunden werden. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Strangs, der mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Transmissionselemente zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften und einen Mantelbereich umfasst, wobei die individuell mit einem Mantel versehenen Transmissionselemente als Module durch Formschluss zum Strang verbunden werden. Zudem ist ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Strangs, der mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Transmissionselemente zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften und einen Mantelbereich umfasst, wobei die individuell mit einem Mantel versehenen Transmissionselemente als Module zum Strang verbunden werden. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind flexible Stränge sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Strangs. Stand der Technik
Flexible Transmissionselemente, welche z. B. Kräfte, optische oder elektrische Signale, Fluide oder Ströme übertragen, sind für viele technische Anwendungen unabdingbar. Meist werden mehrere Transmissionselemente zu Strängen verbunden, welche für einen spezifischen Anwendungszweck optimiert werden.
In der US 6,672,046 (Otis Elevator Company) wird z. B. ein Zugstrang für einen Aufzug beschrieben. Der Zugstrang besteht aus mehreren individuellen Kabeln, welche je aus mehreren verseilten Litzen oder Drähten aufgebaut sind. Die Kabel werden zudem in einer gemeinsamen Ummantelung räumlich voneinander getrennt gehaltert. Die Ummantelung enthält dabei Urethan oder andern Polymermaterialien und die einzelnen Litzen bestehen z. B. aus Stahldrähten oder organischem Fasermaterial.
Auch multifunktionale Transmissionsstränge sind bekannt. So beschreibt die DE 37 41 192 (MAN) unter anderem ein verseiltes Tragseil für einen Kran, welches aus mehreren in einem Kunststoffmantel eingebetteten Stahllitzen besteht. Eine der Litzen ist dabei durch ein mehradriges elektrisches Kabel mit einer Isolationshülle ersetzt. Über das elektrisch leitende Kabel können Messsignale zwischen den Tragseilenden übertragen werden.
Eine weitere Variante ist in der JP 2001 302135 (Hitachi) offenbart. Dabei wird ein spezielles Seil aus mehreren Einzelelementen für einen Fahrstuhl beschrieben. Einzelne Elemente werden durch Beschichtungen oder Umhüllungen in Abstand gehalten und sind in einen Aussenmantel integriert. Im Innern der Einzelelemente sind optische Fasern angebracht, welche zur Datenübertragung vorgesehen sind.
Derartige Transmissionsstränge erfüllen zwar die ihnen zugedachte Aufgabe. Die Herstellung kann aber meist nur in einem relativ aufwändigen Verfahren erfolgen, da die benötigten Elemente z. B durch Verseilung oder in einem Extrusionsprozess zu einem Strang verbunden werden müssen.
Daher bieten die Hersteller derartiger Transmissionsstränge, bzw. Kabel, nur eine limitierte Auswahl an vorgefertigten Produkten an. Wird für eine spezifische Anwendung beispielsweise ein Transmissionsstrang mit einem bisher nicht bekannten Funktionsumfang benötigt, muss ein neuartiger Strang von Grund auf neu produziert werden.
Es besteht daher nach wie vor Bedarf an einem Verfahren, welches eine einfachere und ökonomischere Herstellung von (multifunktionalen) Transmissionssträngen für spezifische Anwendungen erlaubt.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Verfahren zu schaffen, durch welches sich flexible Stränge mit einer wählbaren Anzahl Transmissionselemente mit unterschiedlichen Funktionalitäten einfach und kostengünstig herstellen lassen.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung werden die Module mit mindestens einem flachen Verbindungsbereich versehen.
In einer ersten Phase lassen sich aus unterschiedlichen Transmissionselementen einzelne Module mit wählbaren Funktionalitäten herstellen. Unter Transmissionselementen werden dabei sämtliche Vorrichtungen verstanden, durch welche sich Kräfte, elektrische Ströme, elektromagnetische Wellen, Fluide, oder feste Materie, beispielsweise Pulver oder
Granalien, leitungsgebunden übertragen lassen. Die verwendeten Transmissionselemente der Module umfassen z. B. Zugelemente, wie Seile, Fasern, und/oder Litzen, welche der Übertragung von Zugkräften dienen. Auch elektrische und/oder optische Leiter zur
Übermittlung von elektrischen und/oder optischen Signalen können in einer vorteilhaften
Variante als Transmissionselemente vorgesehen werden. Zum Transport von Fluiden, wie
Flüssigkeiten oder Gasen, lassen sich auch Fluidkanäle, wie z. B. flexible Rohre, als
Transmissionselemente einsetzen. Dabei können auch mehrere Transmissionselemente mit unterschiedlichen Funktionen mit einem einzigen Mantel versehen werden, so dass ein multifunktionales Modul gebildet wird. Die so hergestellten Module lassen sich als
Zwischenprodukte z. B. aufrollen und lagern. Zu einem späteren Zeitpunkt und beispielsweise direkt am vorgesehenen Ort der Verwendung, können die gewünschten Module in einer zweiten Phase durch das erfindungsgemässe Verfahren zu einem Strang mit speziell auf den jeweiligen Verwendungszweck angepassten Eigenschaften oder Funktionalitäten verbunden werden. Die parallele Anordnung und Verbindung der einzelnen Module zu einem Strang ist dabei einfacher und kostengünstiger durchzuführen als eine komplizierte und technisch aufwändige Verseilung der Module. Ein Anwender kann somit durch ein kostengünstiges Verfahren den genau auf seine Bedürfnisse angepassten Strang produzieren. Ein Lifthersteller wird beispielsweise genau so viele Zugmodule zu einem Strang verbinden, wie die Zugbelastung im Einzelfall erfordert.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren entfällt daher eine teure Vorproduktion verschiedenster Strangtypen, welche zudem unnötig Lagerraum beanspruchen. Des Weiteren kann die Produktionszeit für einen spezifischen Strang deutlich reduziert werden, da auf vorgefertigte Module zurückgegriffen werden kann. Zudem können die Stränge mit dem erfindungsgemässen Verfahren präziser auf spezifische Verwendungszwecke angepasst werden.
Besonders vorteilhaft werden die einzelnen Module durch Form- und/oder Stoffschluss zum Strang verbunden. Stoffschlüssige Verbindungen können z. B. durch Verschweissen (klebstofffrei) und/oder Verkleben (mit einem Klebstoff) der Module erhalten werden. Insbesondere stoffschlüssige Verbindungen sind sehr stabil und nicht mehr lösbar, bzw. sie lassen sich nur durch Zerstörung der Verbindungsstelle trennen. Damit ist sichergestellt, dass die einzelnen Module im Strang auch bei starker Beanspruchung über lange Zeit in definierter und fixer Anordnung zueinander ausgerichtet bleiben. Je nach Material der Mäntel können die zu verbindenden Module auch durch Pressen, Vulkanisieren und/oder Löten verbunden werden. Die Verbindung durch Formschluss stellt eine weitere bevorzugte Variante dar, da zum Verbinden der Module keine Schweiss- oder Klebemaschinen verwendet werden müssen und dennoch eine stabile Verbindung erhalten werden kann. Je nach Ausgestaltung können formschlüssige Verbindungen zudem auch nach einer erfolgten Verbindung wieder gelöst werden. Dies hat den Vorteil, dass in einem bestehenden Strang einzelne abgenutzte Module auf einfache Art und Weise ausgetauscht werden können, ohne dass der Strang vollständig ersetzt werden muss. Alternativ lassen sich die Module aber auch durch Kraftschluss, bzw. mit Kräften, welche durch Anwendung einer Vorspannung erzeugt werden, verbinden. Insbesondere Schrauben, Keile oder Klemmen eignen sich für diese Art der Verbindung.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemässen Verfahrens werden die einzelnen Module zu einer einreihigen Flachbandstruktur verbunden. Die damit einhergehende parallele Anordnung hat den Vorteil, dass sich die Stränge Schritt für Schritt durch jeweiliges Anfügen eines weiteren Moduls herstellen lassen. Werden die Module z. B. miteinander verschweisst oder verklebt, lassen sich hierfür relativ einfache und kompakte Schweiss- oder Klebe-Maschinen verwenden. Zudem lässt sich der Zustand der einzelnen Module von aussen gut überprüfen, da jedes Modul von aussen zugänglich und inspizierbar ist. Aufgrund der Tatsache, dass in einer Flachbandstruktur jedes Modul höchstens mit zwei Nachbarmodulen verbunden ist, ist ein allfälliger Austausch eines defekten Moduls einfacher zu bewerkstelligen als bei mehrfach verbundenen Modulen. Selbst verleimte oder verschweisste Module lassen sich dadurch relativ einfach austauschen, da es genügt, die zwei Verbindungen zu den Nachbarmodulen aufzutrennen, z. B. durch Schneiden, ein neues Modul einzufügen und mit den zwei Nachbarmodulen wieder zu verbinden.
Es ist aber auch möglich, die Module in einem mehrreihigen bzw. mehrlagigen, insbesondere zweireihigen, Strang anzuordnen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine gewisse Breite des Strangs aufgrund von anwendungsspezifischen Gegebenheiten nicht überschritten werden darf.
Mit Vorteil werden die Module je an einer ersten Längsseite durchgehend oder abschnittsweise mit einer formschlussfähigen Fügestruktur versehen. Die Fügestruktur kann z. B. als Bestandteil einer Nut- und Federverbindung ausgestaltet sein. Auch möglich sind Vorrichtungen in Form von Schnappverbindungen oder andere Vorrichtungen, welche ein Ineinandergreifen von Verbindungspartnern ermöglichen, insbesondere auch Reissverschlüsse. Durch die Fügestruktur wird eine definierte Verbindungsrichtung vorgegeben, wodurch sich die einzelnen Module beim Zusammenfügen zum Strang in der erwünschten parallelen Anordnung miteinander verbinden lassen. In einer vorteilhaften Variante können die einzelnen Module beispielsweise auf ihrer gesamten Länge miteinander verbunden werden, womit sehr stabile Verbindungen gebildet werden, da die Module im Strang entlang der gesamten Stranglänge parallel zueinander ausgerichtet und nicht verseilt gehalten werden. Auf eine aufwändige Verseilung der einzelnen Module kann somit verzichtet werden, was die Produktionskosten weiter senkt. Es ist aber auch denkbar, dass die Module durch mehrere, beispielsweise an den Endabschnitten der Module oder in bestimmten Zwischenabschnitten angebrachte Verbindungselemente, miteinander verbunden sind. Auch können die einzelnen Module im Strang zusätzlich untereinander verbunden sein.
Die Module können auch mit Hilfe eines einzigen, parallel zu den Modulen verlaufenden streifenförmigen Verbindungselements, zum Strang verbunden werden. Dadurch wird z. B. die vorstehend beschriebene Erzeugung einer Flachbandstruktur wesentlich vereinfacht, da die Module automatisch parallel angeordnet werden und jeweils nur über eine Verbindungsvorrichtung verfügen müssen. Dadurch weisen die erfindungsgemäss hergestellten Stränge eine hohe Flexibilität auf und sind, verglichen mit herkömmlichen multifunktionalen Transmissionssträngen, kompakter und leichter ausgestaltet. Auch lässt sich damit der Aufwand bei der Verbindung der Module reduzieren. Vorteilhafterweise werden die Verbindungselemente z. B. aus dem gleichen Material gefertigt, wie die Umhüllungen der Transmissionselemente. Die Verbindungselemente selbst können auch als Module ausgestaltet sein und mehrere Transmissionselemente enthalten. Es ist aber auch denkbar, mehrere, beispielsweise an den Endabschnitten der Module oder in bestimmten Zwischenabschnitten angebrachte Verbindungselemente vorzusehen.
In einer bevorzugten Variante werden die Module direkt miteinander verbunden. Somit kann z. B. auf Trägervorrichtungen, welche die einzelnen Module aufnehmen oder in einer definierten Lage oder Distanz zueinender halten, vollständig verzichtet werden. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens weniger Teile verwendet werden müssen, was einerseits den Materialaufwand und damit die Verfahrenskosten reduziert und andererseits die Flexibilität des Verfahrens erhöht, da keine speziell abgestimmten Trägervorrichtungen verwendet werden müssen.
Vorteilhafterweise werden die Module je mit einer männlichen und einer weiblichen
Fügestruktur versehen, so dass die Module in beliebiger Reihenfolge miteinander verbunden werden können. Damit lassen sich die einzelnen Module in einfacher Weise in der gewünschten und für die Verwendung erforderlichen Anordnung verbinden. Durch die Fügestruktur, welche z. B. eine formschlüssige Verbindung ermöglicht, können durch das erfindungsgemässe Verfahren Stränge durch einfaches Zusammenschieben der einzelnen Module hergestellt werden. Auf Verbindungsmaschinen, wie sie beispielsweise beim Verschweissen oder Verkleben unabdingbar sind, kann somit verzichtet werden. Es ist aber auch denkbar, Module einzusetzen, welche ausschliesslich weibliche oder männliche Fügestrukturen aufweisen. Damit kann insbesondere sichergestellt werden, dass bestimmte Module im fertigen Strang nie nebeneinander zu liegen kommen, was für die Gewährleistung der Funktionalität der einzelnen Module unter Umständen wichtig sein kann. So kann es z. B. unvorteilhaft sein, wenn Module, welche beispielsweise heisse Fluide transportieren, nebeneinander liegen und sich so eine stark inhomogene Hitzeverteilung im Strang ergibt.
In einer anderen vorteilhaften Variante der Erfindung werden die einzelnen Module durch Verkleben und/oder Verschweissen verbunden. Diese beiden Verfahren führen insbesondere zu nicht mehr lösbaren Verbindungen, welche sehr stabil sind und sich nur durch Zerstörung der Verbindungsstelle trennen lassen. Damit ist sichergestellt, dass die einzelnen Module im Strang auch nach starker Beanspruchung über lange Zeit fix zueinander ausgerichtet bleiben. Insbesondere bei Modulen mit Mänteln aus unterschiedlichen oder stark hitzeempfindlichen Materialien wird das Verbinden der Module durch Verkleben bevorzugt angewendet. Verschweisste Verbindungen sind zudem chemisch ebenso stabil wie das Mantelmaterial der entsprechenden Module. Daher sind die Verwendungsmöglichkeiten der verschweissten Stränge einzig von den Materialeigenschaften der Mantelmaterialien der Module abhängig.
Bevorzugt werden die Module mit mindestens einem flachen Verbindungsbereich versehen. Derartige Verbindungsbereiche definieren einerseits die Ausrichtung von
Modulen, welche miteinander verbunden werden, wodurch die parallele Anordnung der
Module, beispielsweise in einer vorgehend beschriebenen Flachbandstruktur, in einfacher
Art und Weise erreicht werden kann. Andererseits wird, insbesondere für die stoffschlüssige Verbindung der Module, eine möglichst grosse Kontaktfläche zwischen den einzelnen Modulen erzeugt. Dadurch wird die Stabilität der stoffschlüssigen Verbindung verbessert, da die Kraft flächig vom einen zum anderen Modul übertragen wird. Eine erhöhte Kontaktfläche zwischen den beiden Modulen führt daher zu einer stärkeren Verbindung zwischen den Modulen im Strang. In einer weiteren Variante können aber auch Module ohne derartige flache Verbindungsbereiche stabil verbunden werden. Hierzu werden die Module z. B. während dem Verschweissen und/oder Verkleben seitlich zusammengepresst, wodurch sich ebenfalls flächige stoffschlüssige Verbindungen ergeben.
Insbesondere misst ein Flächeninhalt des Verbindungsbereichs mindestens 50%, bevorzugt mindestens 75%, besonders bevorzugt mindestens 90%, einer zum Verbindungsbereich planparallelen maximalen Querschnittsfläche der Module. Es hat sich gezeigt, dass bei einem Flächeninhalt des Verbindungsbereichs von mindestens 50% einer zum Verbindungsbereich planparallelen maximalen Querschnittsfläche der Module sichergestellt ist, dass bei den für die Ummantelung der Transmissionselemente zweckmässigerweise verwendeten Polymermaterialien eine ausreichende Haftung der einzelnen Module untereinander erhalten wird. Dies ist besonders bei der Verwendung der aus den Modulen gebildeten Stränge als Zugorgane, z. B. bei Aufzügen, Liften, Kranen, von grossem Vorteil. Werden die Stränge nämlich über Rollen oder Antriebsscheiben umgelenkt und bewegt, sind sie teilweise grossen Kräften ausgesetzt, welche unter Umständen auch quer zur Zugrichtung auf die Stränge einwirken.
Um die Laufruhe der Stränge beim Umlenken über Rollen und/oder Antriebsscheiben zu optimieren, kann es jedoch vorteilhaft sein, die Kontaktfläche zwischen den zu verbindenden Modulen bzw. die Verbindungsbereiche der einzelnen Module möglichst gross zu wählen. Damit können nämlich in einfacher Weise Stränge hergestellt werden, welche im Bereich der äusseren Oberfläche im Wesentlichen flach sind. Wie sich in Versuchen gezeigt hat, ist die Geräuschentwicklung bei derartigen Strängen im Bereich von Antriebsscheiben und/oder Rollen minimal bzw. die Laufruhe maximal. Bezüglich der Laufruhe der Stränge empfiehlt es sich daher, einen Flächeninhalt des Verbindungsbereichs von 100% einer zum Verbindungsbereich planparallelen maximalen Querschnittsfläche der Module vorzusehen. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung von Modulen mit rein quadratischem und/oder rechteckigem Querschnitt erreicht werden.
Andererseits kann es auch zweckmässig sein, eine gewisse Strukturierung der Oberfläche der Stränge vorzusehen. Misst ein Flächeninhalt des Verbindungsbereichs ungefähr 90% einer zum Verbindungsbereich planparallelen maximalen Querschnittsfläche der Module, so wird ein Strang erhalten, welcher eine Rillenstruktur und/oder eine Führungsstruktur in der Längsrichtung des Strangs aufweist. Damit lässt sich eine ausreichende Führung des Strangs im Bereich von Antriebsscheiben oder Rollen erzielen. Zur Herstellung von Rillenstrukturen können z. B. Module mit unterschiedlich grossem Querschnitt in alternierender Abfolge im Strang angeordnet werden. Des Weiteren ist es auch möglich, einzelne Module mit abgerundeten Kanten einzusetzen, was zusätzlich die Gefahr von Kantenverletzungen, insbesondere während dem Herstellungsprozess, verringert. Stränge mit Führungsstrukturen können z. B. durch die Verwendung von einem oder mehreren Modulen mit beispielsweise einem keilförmigen Vorstand an einer Aussenseite erzeugt werden.
Misst ein Flächeninhalt des Verbindungsbereichs etwa 75% einer zum Verbindungsbereich planparallelen maximalen Querschnittsfläche der Module, wird eine sehr gute Führbarkeit im Bereich von Antriebsscheiben und/oder Rollen bei gleichzeitig hoher Laufruhe erreicht.
Vorteilhafterweise werden in der zweiten Phase zumindest eines, insbesondere zumindest zwei Module verwendet, die auf die Übertragung von Zugkraft ausgelegt sind. Damit werden die anderen Module, welche unter Umständen selbst nur eine beschränkte
Zugfähigkeit aufweisen, von allfälligen hohen Zugkräften, welche auf den hergestellten
Strang einwirken, entlastet. Insbesondere die gleichzeitige Verwendung von zwei
Zugmodulen, welche beispielsweise die seitlichen Abschlüsse des Strangs bilden, ermöglicht eine optimale Zugentlastung. Bei höherer Zugbelastung und grosser Breite des
Strangs können selbstverständlich weitere Zugmodule eingesetzt werden. Die Verwendung von Zugmodulen im erfindungsgemässen Verfahren ermöglicht insbesondere die
Herstellung von multifunktionalen Strängen für statische oder dynamische Lasten, wie sie beispielsweise in Liften oder Aufzügen auftreten. Dabei können optimierte Stränge hergestellt werden, welche beispielsweise genau so viele Zugmodule aufweisen, wie für eine spezifische Anwendung im Einzelfall erforderlich sind. Im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Strängen, welche meist zusätzliche und für den Einzelfall nicht benötigte Transmissionselemente aufweisen, kann mit dem erfindungsgemässen Verfahren daher der Materialaufwand reduziert werden, was z. B. zu leichteren und kompakteren Strängen führt.
Insbesondere geeignet für Anwendungen mit mehreren unterschiedlichen Anforderungen sind flexible Stränge, welche wenigstens zwei, parallel verlaufende Transmissionselemente, zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften umfassen. Unter Transmissionselementen werden dabei sämtliche Vorrichtungen verstanden, durch welche sich Kräfte, elektrische Ströme, elektromagnetische Wellen, Fluide, oder feste Materie, beispielsweise Pulver oder Granalien, räumlich übertragen lassen. Diese können insbesondere als Drähte, Seile, Litzen, Fasern, Rohre oder Schläuche vorliegen. Die Stränge sind bevorzugt aus mindestens zwei als Module individuell ummantelten Transmissionselementen gebildet, die über eine oder mehrere Verbindungsbereiche zum Strang verbunden sind. Die Transmissionselemente liegen im Strang dabei parallel angeordnet vor, d.h. sie sind nicht miteinander verdrillt oder verseilt. Derartige Stränge können multifunktional ausgestaltet sein. Z. B. kann ein einziger Strang gleichzeitig zur Übertragung von Zugkraft und zur Datenübertragung eingesetzt werden. Damit genügt es beispielsweise, eine einzige Befestigungs- oder Aufrollvorrichtung für den Strang vorzusehen. Teure und nebeneinander angebrachte Vorrichtungen, wie im Falle von mehreren separaten Transmissionselementen benötigt, sind damit nicht notwendig.
Bevorzugte Module der Stränge sind im Querschnitt polygonal, insbesondere rechteckig oder quadratisch. Derartige Formen garantieren grosse und definierte Kontaktflächen zwischen den einzelnen Modulen, wodurch die Verbindungen im Strang automatisch eine hohe Stabilität aufweisen. Zudem haben die aus derartigen Modulen bestehenden Stränge wohl definierte umhüllende Formen, wodurch die Stränge gut umlenkbar und mechanisch befestigbar sind. Die Module im Strang können aber beispielsweise auch kreisrunde, ovale, oder beliebige andere runde Querschnitte aufweisen. Die Ummantelung der Module umfasst vorteilhaft eine Polymerhülle, bevorzugt mit einer Dicke von 0.1 - 3 mm, wobei die Polymerhülle insbesondere thermoplastische Polymere, Polyurethan, Polyamide, Polyolefine, Gummi, Silikongummi, fluorhaltigen Polymere oder Therephthalatpolymere und Copolymere enthält, welche untereinander vernetzt sein und/oder als eine mehrlagige Schichtstruktur vorliegen können. Derartige Polymermaterialien sind gegenüber einer Vielzahl von chemischen Substanzen inert und können daher unter den unterschiedlichsten Anwendungsbedingungen eingesetzt werden. Insbesondere vernetzte und/oder mehrlagige Schichtstrukturen, welche derartige Polymermaterialien umfassen, widerstehen auch erhöhten Temperaturen und starken Zugbelastungen. Die gleichzeitig hohe Elastizität solcher Ummantelungen garantiert eine gute Biegbarkeit der Stränge. Damit ein guter Schutz der Transmissionselemente erreicht wird und z. B. eine möglichst stabile Verschweissung der Module möglich ist, weisen die Ummantelungen eine Dicke von bevorzugt wenigstens 0.1 mm auf. Module mit Dicken bis zu 3 mm weisen zudem ideale Biegbarkeiten auf. Je nach Verwendungszweck eignen sich aber auch davon abweichende Dicken der Umhüllung.
Die Ummantelung kann des Weiteren auch strukturiert und/oder mehrlagig aufgebaut sein . und/oder aus anderen Materialien bestehen. Auch kann die Ummantelung beispielsweise spezielle Farbgebungen, Farbmuster, Marker, und/oder elektrisch leitende Elemente aufweisen. Damit lassen sich z. B. über optische, elektrische und/oder andere Messverfahren die Traktion, die Reibung, die Position, die Länge und/oder der Verschleiss der Stränge bestimmen. Des Weiteren können beispielsweise über spezielle Beschichtungen auch die Laufeigenschaften, z. B. die Geräuschentwicklung, der Stränge beeinflusst werden.
Bevorzugt umfassen die Transmissionselemente in den Strängen ein oder mehrere Zugorgane und/oder elektrische Leiter und/oder optische Leiter und/oder Fluidkanäle, welche bevorzugt einen Durchmesser von 1 - 20 mm aufweisen, und insbesondere so angeordnet sind, dass sie sich gegenseitig nicht berühren. Transmissionselemente, welche sich nicht berühren, weisen dabei eine höhere Lebensdauer auf, da sie während der
Beanspruchung und Verwendung des Strangs nicht gegenseitig aneinander reiben. Mit Durchmessern im Bereich zwischen 1 - 20 mm weisen die Transmissionselemente und damit auch die Stränge eine gute Biegbarkeit auf. Je nach Verwendungszweck können aber auch dickere oder dünnere Transmissionselemente vorliegen.
Die Zugorgane können beispielsweise metallische Materialien, insbesondere nicht rostender Stahl, Kupfer, Eisen oder Metalllegierungen, enthalten. Auch Fasern, wie z. B. Kohlefasern und organische oder anorganische Polymerfasern, eignen sich als Materialien für die Zugorgane. Als Materialien für die elektrischen Leiter werden bevorzugt metallische Drähte verwendet, insbesondere umfassend Kupfer, Zink oder Eisen. Optische Leiter umfassen beispielsweise Glasfasern oder polymere optische Fasern, bevorzugt aus Polymethylmethacrylat (PMMA). Fluidkanäle können z. B. als ein- oder mehrwandige Rohre aus Metallen, insbesondere Kupfer und/oder Zink, vorliegen. Ebenfalls geeignet sind Rohre oder Schläuche, welche Polymermaterialien, insbesondere aus Silikonelastomeren, Polyurethan, Polypropylen oder Polyamiden, enthalten. Es ist aber auch möglich, kanalartige Öffnungen direkt in der Ummantelung vorzusehen, welche ebenfalls als Fluidkanäle dienen.
Die erfindungsgemässen Stränge weisen bevorzugt eine Gesamtbreite von 2.0 - 100 mm auf. Damit ist eine gute Umlenkbarkeit und Flexibilität der Stränge gewährleistet.
Vorteilhaft zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist auch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Strangs, welche eine Zuführeinrichtung zum synchronen Zuführen von mindestens zwei Modulen und eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der zwei Module zu einem Strang mit parallel verlaufenden Modulen aufweist.
Sämtliche der erfindungsgemäss hergestellten Stränge können in einem weiteren Verfahrensschritt natürlich auch mit einer zusätzlichen Umhüllung versehen werden, welche beispielsweise eine Schutz- und/oder Dämmfunktion hat.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 Vier erfindungsgemäss hergestellte Module mit jeweils einem
Transmissionselement
Fig. 2 Zwei Module mit mehreren Transmissionselementen
Fig. 3 Ein Zugmodul sowie ein daraus gebildeter Zugstrang
Fig. 4 Ein Stromleitermodul sowie ein daraus gebildeter Stromleiterstrang
Fig. 5 Eine dreidimensionale Ansicht und das Zusammenfügen der
Stromleitermodule aus Fig. 4
Fig. 6 Ein Multifunktionsmodul sowie ein daraus gebildeter Multifunktionsstrang
Fig. 7 Ein Stromleitermodul, ein Fluidmodul und ein daraus gebildeter
Multifunktionsstrang
Fig. 8 Ein Lichtwellenleitermodul sowie ein daraus gebildeter
Lichtwellenleiterstrang
Fig. 9 Ein Multifunktionsstrang
Fig. 10 Eine Variante des Zugstrangs aus Fig. 3
Fig. 1 1 Einen weiteren Zugstrang mit verschweissten Modulen
Fig. 12 Einen weiteren Multifunktionsstrang
Fig. 13 Eine Seitenansicht auf das einzelne Zugmodul aus Fig. 3 vor dem Verschweissen
Fig. 14 Einen Längsschnitt durch das einzelne Zugmodul aus Fig. 3 Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die im Folgenden angegebenen Dimensionen sind als Beispielangaben zu verstehen und stellen keine Einschränkung des Erfindungsgedankens dar.
Fig. 1 zeigt ein Stromleitermodul 10.1, ein Zugmodul 10.2, ein Lichtwellenleitermodul 10.3 und ein Fluidmodul 10.4. Zur Herstellung des Stromleitermoduls 10.1 wurde ein Transmissionselement in Form einer Kupferlitze 1.10 mit kreisrundem Querschnitt, einem Durchmesser von 10 mm in einem Extrusionsprozess mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.1 mit rechteckigem Querschnitt beschichtet. Der Extrusionsprozess wurde so durchgeführt, dass die Kupferlitze 1.10 an der dünnsten Stelle von 1.2 mm und an der dicksten Stelle von 2 mm der Polyurethan-Ummantelung 2.1 umgeben ist.
Zur Herstellung des Zugmoduls 10.2 wurde als Transmissionselement ein 6 mm dickes Zugkabel 1.20, bestehend aus sieben verseilten Adern, durch Extrusion mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.2 mit quadratischem Querschnitt und abgerundeten Ecken umgeben. Die Polyurethan-Ummantelung 2.2 weist dabei Dicken zwischen 1.2 - 2 mm auf. Das Zugmodul 10.2 weist daher je zwei planparallele Seiten bzw. Seitenflächen auf, wobei alle Seitenflächen durch die vier abgerundeten Eck- bzw. Kantenbereiche 2.2.1 , 2.2.2, 2.2.3, 2.2.4 des Zugmoduls 10.2 begrenzt sind.
Beim Lichtwellenleitermodul 10.3 wurde eine optische Bündelader (engl, loose-tube) 1.30 aus Glasfasern mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.3 mit kreisrundem Querschnitt beschichtet. Die optische Bündelader 1.30, welche einen Durchmesser von 2.4 mm aufweist, wurde z. B. exzentrisch zur Polyurethan-Ummantelung 2.3 ausgerichtet, so dass sie an der dünnsten Stelle von einer 1.2 mm dicken und an der dicksten Stelle von einer 2 mm dicken Polyurethanschicht umgeben ist. Für das Fluidmodul 10.4 wurde als Transmissionselement ein Polyurethanschlauch 1.40 mit einem Durchmesser zwischen 4 - 1 1 mm verwendet. Dieser wurde mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.4 mit einem fünfeckigen Querschnitt versehen. Vier der fünf Ecken im fünfeckigen Querschnitt wurden dabei rechtwinklig ausgestaltet. Der Polyurethanschlauch 1.40 wurde zudem so in der Polyurethan-Ummantelung 2.4 ausgerichtet, dass er von den drei rechtwinklig zueinander vorliegenden Seiten der Ummantelung 2.4 jeweils gleich weit entfernt ist. Die Schichtdicken der Polyurethan- Ummantelung 2.4 betragen zwischen 1.3 - 3 mm.
In Fig. 2 ist ein Zweifach-Stromleitermodul 10.5 und eine Multifunktionsmodul 10.6 gezeigt. Zur Herstellung des Zweifach-Stromleitermoduls 10.5 wurden als
Transmissionselemente zwei im Querschnitt runde Kupferlitzen 1.1 1 , 1.12 mit einem
Durchmesser von 1 - 10 mm in einem Abstand von 2 - 5 mm in paralleler Ausrichtung nebeneinander angeordnet und mit einer gemeinsamen Polyurethan-Ummantelung 2.5 mit rechteckigem Querschnitt beschichtet. Die Schichtdicken der Polyurethan-Ummantelung 2.5 betragen zwischen 1 - 2,4 mm.
Bei einem Multifunktionsmodul 10.6 wurden als Transmissionselemente a) ein 15 mm dickes Zugkabel 1.21, bestehend aus sieben verseilten Adern, b) eine optische Bündelader 1.31 mit einem Durchmesser von 2 mm (doppelschchtig mit Polyamid und Polybutylentherephthalat umgeben) und c) ein Polyethylenschlauch 1.41 aus z.B. HDPE (High Density Polyethylen) mit einem Durchmesser von 1 1 mm mit einer gemeinsamen Polyurethan-Ummantelung 2.6 versehen. Die drei Transmissionselemente 1.21 , 1.31 , 1.41 liegen dabei parallel ausgerichtet und in einem Abstand von ca. 2 mm vor. Die Schichtdicken der Polyurethan-Ummantelung 2.6 betragen zwischen 1 - 2.4 mm.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie sich ein vorstehend beschriebenes Zugmodul 10.2 mit weiteren Zugmodulen 10.2 verbinden lässt. Dabei dienen zwei diametral gegenüberliegende
Seitenflächen der Zugmodule 10.2 als Verbindungsflächen 20 zwischen den einzelnen
Modulen 10.2. Zur Verbindung eines Zugmoduls 10.2 mit einem zweiten Zugmodul 10.2 wurden die beiden Zugmodule 10.2 parallel zueinander über die Verbindungsflächen 20 in
Kontakt gebracht und zwar so, dass die Verbindungsflächen 20 maximal überlappen. Danach wurden die beiden Zugmodule 10.2 mit bekannten Verfahren miteinander verschweisst. Weitere Zugmodule 10.2 wurden in analoger Weise hinzugefügt, wodurch der in Fig. 3 gezeigte Zugstrang 30.1, bestehend aus vier verschweissten Zugmodulen 10.2, hergestellt wurde.
Aufgrund der abgerundeten Kantenbereiche 2.2.1 , 2.2.2, 2.2.3, 2.2.4 des Zugmoduls 10.2 weist der Zugstrang 30.1 eine Rillenstruktur an der Oberfläche auf, welche zur Führung des Zugstrangs 30.1 im Bereich von Antriebsscheiben und/oder Rollen dienen kann.
Der Flächeninhalt des Verbindungsbereichs (20) misst dabei ca. 62% einer zum Verbindungsbereich (20) planparallelen maximalen Querschnittsfläche der Module. Genauere Angaben diesbezüglich finden sich bei Fig. 13 und 14.
Das in Fig. 4 gezeigte zweite Stromleitermodul 10.7 entspricht im Wesentlichen dem erstgenannten Stromleitermodul 10.1, welches in Fig. 1 dargestellt ist. Das zweite Stromleitermodul 10.7 (Fig. 4) weist als Transmissionselement eine Kupferlitze 1.13 mit kreisrundem Querschnitt, einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 1 m auf und wurde in einem Extrusionsprozess mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.7 mit rechteckigem Querschnitt beschichtet. Zusätzlich wurde an diametral gegenüberliegenden Seiten der Polyurethan-Ummantelung 2.7 auf der gesamten Länge eine im Querschnitt quadratische Nut 20.10 und eine dazu passende Feder 20.20 angebracht. Diese bestehen ebenfalls aus Polyurethan und wurden zusammen mit der Polyurethan-Ummantelung 2.7 durch Extrusion hergestellt. Zur Verbindung der Stromleitermodule 10.7 wurde jeweils die Feder 20.20 eines ersten Stromleitemoduls 10.7 in die Nut 20.10 eines zweiten Stromleitermoduls 10.7 geschoben. Aufgrund der Klemmwirkung zwischen den Nuten 20.10 und den Federn 20.20 der benachbarten Stromleitermodule 10.7 wurde so ein stabiler Stromleiterstrang 30.2, bestehend aus drei Stromleitermodulen 10.7, hergestellt.
In Fig. 5 ist eine dreidimensionale Ansicht der hergestellten Stromleitermodule 10.7 mit einer Länge von 1 m dargestellt. Zudem ist gezeigt, wie sich zwei derartige Module 10.7 durch seitliches Ineinanderschieben der Feder 20.20 und der Nut 20.10 zu einem Stromleiterstrang verbinden lassen. Zum Verbinden werden die beiden Stromleitermodule 10.7 parallel nebeneinander angeordnet und zwar so, dass das rechte Modul um die gesamte Länge des linken Moduls 10.7 in Längsrichtung nach hinten verschoben ist. Anschliessend wird die Feder 20.20 des linken Moduls in einer Längsbewegung in die Nut 20.10 des rechten Moduls geschoben, bis die Feder 20.20 des linken Moduls vollständig in der Nut 20.10 des rechten Moduls aufgenommen ist.
Zur Herstellung des Multifunktionsmoduls 10.8 in Fig. 6 wurden als Transmissionselemente a) eine im Querschnitt runde Kupferlitze 1.14 mit einem Durchmesser von 1 - 10 mm und b) eine optische Bündelader 1.32 mit einem Durchmesser von 1.2 mm in einem Abstand von 2 - 5 mm in paralleler Ausrichtung nebeneinander angeordnet und mit einer gemeinsamen Polyurethan-Ummantelung 2.8 mit rechteckigem Querschnitt beschichtet. Die Schichtdicken der Polyurethan-Ummantelung 2.8 betragen zwischen 1.3 - 2 mm. Zusätzlich wurde auf der einen Längsseite ein von der Polyurethan- Ummantelung 2.8 abstehendes T-Profil 21.20 angebracht. Auf der gegenüberliegenden Seite wurde das Multifunktionsmodul 10.8 mit einer entsprechenden T-förmigen Nut 21.10 versehen, welche von ihrer Grosse her so ausgestaltet ist, dass sie das T-Profil 21.20 formschlüssig aufnehmen kann. Das T-Profil 21.20, sowie die T-förmige Nut 21.10 bestehen ebenfalls aus Polyamid und wurden zusammen mit der Ummantelung 2.8 der Transmissionselemente durch Extrusion hergestellt. Zur formschlüssigen und stabilen Verbindung der Multifunktionsmodule 10.8 wurde das T-Profil 21.20 eines ersten Multifunktionsmoduls 10.8 seitlich in die T-förmige Nut 21.10 eines zweiten Multifunktionsmodul 10.8 eingeschoben. Durch entsprechendes Anfügen eines weiteren Multifunktionsmoduls 10.8 wurde ein Multifunktionsstrang 30.3, bestehend aus drei Multifunktionsmodulen 10.8, erhalten. Das Verbinden der Multifunktionsmodule 10.8 erfolgte, wie vorstehend bei Fig. 5 beschrieben, durch seitliches Ineinanderschieben der jeweiligen Nuten 21.10 und T-Profile 21.20 in Längsrichtung. Der Multifunktionsstrang 30.3 ist im Bereich seiner äusseren Oberfläche im Wesentlichen eben bzw. flach und zeichnet sich durch eine hohe Laufruhe aus.
Das in Fig. 7 gezeigte dritte Stromleitermodul 10.9 entspricht im Wesentlichen dem zweitgenannten Stromleitermodul 10.7 aus Fig. 4. Dabei wurde als Transmissionselement ein Kupferlitze 1.15 mit kreisrundem Querschnitt, einem Durchmesser von 1 - 10 mm verwendet, welcher in einem Extrusionsprozess mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.9 mit rechteckigem Querschnitt beschichtet wurde. Das dritte Stromleitermodul 10.9 weist jedoch an zwei gegenüberliegenden Seiten der Polyurethan-Ummantelung 2.9 zwei quadratische Nuten 20.1 1, 20.12 auf. Ein ebenfalls in Fig. 7 dargestelltes zweites Fluidmodul 10.10 beinhaltet als Transmissionselement einen Polyethylenschlauch 1.42, welcher in einem Extrusionsprozess mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.10 mit rechteckigem Querschnitt beschichtet wurde. Das zweite Fluidmodul 10.10 weist an zwei gegenüberliegenden Seiten der Polyurethan-Ummantelung 2.10 zwei quadratische Federn 20.21 , 20.22 auf, welche so ausgestaltet sind, dass sie formschlüssig in die Nuten 20.1 1 , 20.12 des Stromleitermoduls 10.9 passen. Zur Herstellung eines zweiten linearen Multifunktionsstrangs 30.4 wurden jeweils die Federn 20.21, 20.22 der Fluidmodule 10.10 in die Nuten 20.1 1, 20.12 der Stromleitermodule 10.9 geschoben. Aufgrund der Ausgestaltung der einzelnen Module 10.9, 10.10, wurden dabei die Stromleitermodule 10.9 und die Fluidmodule 10.10 im Multifunktionsstrang 30.4 automatisch in alternierender Abfolge angeordnet. Der Multifunktionsstrang 30.4 ist im Bereich seiner äusseren Oberfläche im Wesentlichen eben bzw. flach und zeichnet sich durch eine hohe Laufruhe aus.
Fig. 8 zeigt, wie sich im Querschnitt kreisrunde Lichtwellenleitermodule 10.3 bevorzugt verbinden lassen. Sobald die Lichtwellenleitermodule 10.3 parallel ausgerichtet und seitlich nebeneinander angeordnet sind, wird auf zwei zu verbindenden Module je eine Kraft 50, 60 ausgeübt, so dass die Module gegeneinander gedrückt werden. Die beiden Kräfte 50, 60 sind dabei in ihren Richtungen genau entgegengesetzt und vom Betrag her gleich gross. Aufgrund der Flexibilität der Polyurethan-Ummantelung 2.3 der Module verformen sich dadurch die Oberflächen der zu verbindenden Module aufgrund der Kräfte 50, 60 und bilden eine ebene Kontaktfläche 22, welche anschliessend in bekannter Weise verschweisst wurde. Dadurch wurde ein Lichtwellenleiterstrang 30.5 erhalten. Die Kontaktfläche 22 misst ungefähr 50% einer planparallelen Längsquerschnittsfläche im Bereich des maximalen Durchmessers des Lichtwellenleitermoduls 10.3.
In Fig. 9 ist ein weiterer erfindungsgemäss hergestellter Multifunktionsstrang 30.6 dargestellt. Der Strang ist als Flachbandstruktur ausgebildet, wobei die einzelnen Module jeweils durch quadratische Nuten 20.13 und dazu passende Federn 20.23 zusammengehalten werden. Die Länge des Strangs beträgt z.B. 50 m. An den Enden des Strangs liegen jeweils Zugmodule 10.1 1 vor, welche ein Zugkabel 1.22 in einer im Querschnitt kreisrunden Polyurethan-Ummantelung 2.1 1 beinhalten. Dazwischen befindet sich a) ein Fluidmodul 10.12, bestehend aus einem Polyethylenschlauch 1.43 mit einer im Querschnitt quadratischen Polyurethan-Ummantelung 2.12, b) ein Lichtwellenleitermodul 10.13, umfassend eine optische Bündelader 1.33 aus Glasfasern in einer im Querschnitt kreisrunden Polyurethan-Ummantelung 2.13, und c) ein Zweifach-Lichtwellenleitermodul 10.14 mit zwei optischen Bündeladern 1.34, 1.35 aus Glasfasern in einer im Querschnitt rechteckigen Polyurethan-Ummantelung 2.14. Die einzelnen Module 10.1 1 - 10.14 des Multifunktionsstrangs 30.6 wurden wie vorstehend beschrieben hergestellt und miteinander verbunden.
In Fig. 10 ist ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemässen Multifunktionsstrangs 30.7 gezeigt. Dabei wurden vier vorstehend beschriebene Zugmodule 10.2 in einer parallelen Anordnung über jeweils eine seitliche Verbindungsfläche 20 auf ein parallel verlaufendes Verbindungselement 80 geschweisst. Die einzelnen Zugmodule 10.2 sind dabei nicht miteinander verbunden. Das Verbindungselement 80 besteht aus vier optischen Bündeladern 1.36. 1.37, 1.38, 1.39 aus Glasfasern, welche gemeinsam von einer im Querschnitt rechteckigen und länglichen Polyurethan-Ummantelung 2.15 mit einer Dicke z.B. von 5 mm und einer Breite von z.B. 100 mm umgeben sind.
Fig. 1 1 zeigt einen zweiten Zugstrang 30.8, bestehend aus fünf Zugmodulen 10.15...10.19, im Querschnitt. Das erste und links liegende Zugmodul 10.15 des weiteren Zugstrangs 30.8 weist im Zentrum als Transmissionselement ein 6 mm dickes Zugkabel 1.23 auf, welches aus sieben verseilten Adern besteht. Das Zugkabel 1.23 ist dabei in eine extrudierte Polyurethan-Ummantelung 2.16 eingebettet, wobei die Polyurethan- Ummantelung 2.16 ein quadratischer Querschnitt aufweist. Die Polyurethan-Ummantelung 2.2 weist zum Beispiel Dicken zwischen 1.2 - 2 mm auf.
Im zweiten Zugmodul 10.16 des zweiten Zugstrangs 30.8 liegt als Transmissionselement ebenfalls ein 6 mm dickes Zugkabel 1.24 vor, welches aus sieben verseilten Adern besteht. Das Zugseil 1.24 des zweiten Zugmoduls 10.16 ist ebenfalls mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.17 umgeben, wobei diese einen fünfeckigen Querschnitt aufweist. Vier der fünf Ecken im fünfeckigen Querschnitt wurden dabei rechtwinklig ausgestaltet. Das Zugseil 1.24 wurde zudem so in der Polyurethan-Ummantelung 2.17 ausgerichtet, dass es von den drei unteren und rechtwinklig zueinander vorliegenden Seiten der Ummantelung 2.17 jeweils gleich weit entfernt ist. Die fünfte und zu den zwei nicht rechtwinkligen Ecken des zweiten Zugmoduls 10.16 direkt benachbarte Ecke, ragt in Fig. 1 1 nach oben. Die Schichtdicken der Polyurethan-Ummantelung 2.4 betragen zwischen beispielsweise 1.3 - 3 mm.
Die Seitenlängen der drei unteren und rechtwinklig zueinander vorliegenden Seiten der Ummantelung 2.17 des zweiten Zugmoduls 10.16 weisen eine gleiche Länge auf, wie die Seitenlängen der im Querschnitt quadratischen Ummantelung 2.16 des ersten Zugmoduls 10.15. Das erste Zugmodul 10.15 und das rechts davon liegende zweite Zugmodul 10.16 sind über ihre gleich grossen Seitenflächen, welche als Verbindungsbereiche dienen, miteinander verschweisst und bilden eine erste gemeinsame Kontaktfläche 23.1. Die maximale Höhe des zweiten Zugmoduls 10.16, ist dabei etwa 1.1 mal so gross, wie die Höhe des ersten Zugmoduls 10.15.
Rechts des zweiten Zugmoduls 10.16 ist ein drittes Zugmodul 10.17 im zweiten Zugstrang 30.8 angeordnet. Das dritte Zugmodul 10.17 weist ebenfalls ein Zugseil 1.25 in einer Polyurethan-Ummantelung 2.18 auf und ist baugleich zum ersten Zugmodul 10.15. Das dritte Zugmodul 10.17 ist zudem unter Ausbildung einer zweiten gemeinsamen Kontaktfläche 23.2 in gleicher weise mit dem zweiten Zugmoduls 10.16 verschweisst, wie das erste Zugmodul 10.15 mit dem zweiten Zugmodul 10.16.
Rechts des dritten Zugmoduls 10.17 ist ein viertes Zugmodul 10.18 im zweiten Zugstrang 30.8 angeordnet. Das vierte Zugmodul 10.18 weist ebenfalls ein Zugseil 1.26 in einer Polyurethan-Ummantelung 2.19 auf und ist baugleich zum im Querschnitt fünfeckigen zweiten Zugmodul 10.16. Das vierte Zugmodul 10.18 ist zudem unter Ausbildung einer dritten gemeinsamen Kontaktfläche 23.3 in gleicher Weise mit dem dritten Zugmodul 10.17 verschweisst, wie das erste Zugmodul 10.15 mit dem zweiten Zugmodul 10.16.
Rechts des vierten Zugmoduls 10.18 ist ein fünftes Zugmodul 10.19 im zweiten Zugstrang 30.8 angeordnet. Das fünfte Zugmodul 10.19 weist ebenfalls ein Zugseil 1.27 in einer Polyurethan-Ummantelung 2.20 auf und ist baugleich zum im Querschnitt quadratischen ersten Zugmodul 10.15. Das fünfte Zugmodul 10.19 ist zudem unter Ausbildung einer vierten gemeinsamen Kontaktfläche 23.4 in gleicher Weise mit dem vierten Zugmodul 10.18 verschweisst, wie das erste Zugmodul 10.15 mit dem zweiten Zugmodul 10.16.
Die vier Kontaktflächen 23.1, 23.2, 23.3, 23.4 weisen dabei je eine Grosse auf, welche ca. 90% der (in Fig. 1 1 nicht sichtbaren) maximalen und in vertikaler Richtung durch die fünfte Ecke des zweiten Zugmoduls 10.16 verlaufende Längsquerschnittsfläche des zweiten Zugmoduls 10.16 beträgt.
Die keilförmig nach oben vorstehenden Bereiche des zweiten Zugmoduls 10.16 und des vierten Zugmoduls 10.18 im zweiten Zugstrangs 30.8 dienen z. B. zur Führung des zweiten Zugstangs 10.18 auf einer Antriebsscheibe und/oder einer Rolle.
Fig. 12 zeigt einen dritten Multifunktionsstrang 30.9, bestehend aus insgesamt fünf Modulen 10.20...10.24 im Querschnitt. Der dritte Multifunktionsstrang 30.9 weist links ein erstes Zugmodul 10.20 auf, welches ein Zugseil 1.28 in einer Polyurethan- Ummantelung 2.21 beinhaltet. Die Polyurethan-Ummantelung 2.21 ist im Querschnitt im Wesentlichen quadratisch. Auf der linken Seite ist in der Polyurethan-Ummantelung 2.21 des ersten Zugmoduls 10.20 eine Nut 20.14 eingebracht. Diametral gegenüberliegend steht auf der rechten Seite des ersten Zugmoduls 10.20 eine Feder 20.24 aus der Polyurethan-Ummantelung 2.21 nach rechts hervor.
Rechts neben dem ersten Zugmodul 10.20 des dritten Multifunktionsstrangs 30.9 ist ein Fluidmodul 10.21 angeordnet. Dieses verfügt über einen Polyurethanschlauch 1.44 mit einem Durchmesser zwischen beispielsweise 4 - 1 1 mm, welcher mit einer Polyurethan- Ummantelung 2.22 umgeben ist. Die äussere Form bzw. die äusseren Abmessungen der Polyurethan-Ummantelung 2.22 des Fluidmoduls 10.21 sind dabei gleich ausgebildet, wie die äussere Form bzw. die Aussenabmessungen der Polyurethan-Ummantelung 2.21 des ersten Zugmoduls 10.20. Auf der linken Seite ist in der Polyurethan-Ummantelung 2.22 des Fluidmoduls 10.21 ebenfalls eine Nut 20.15 eingebracht. Diametral gegenüberliegend steht auf der rechten Seite des Fluidmoduls 10.21 eine Feder 20.25 hervor.
Die Feder 20.24 des ersten Zugmoduls 10.20 greift dabei in die Nut 20.15 des Fluidmoduls 10.21 , so dass die beiden Module mit den einander zugewandten Seitenflächen flächig aufeinander liegen und eine gemeinsame Kontaktfläche 24 bilden. Das erste Zugmodul 10.20 und das Fluidmodul 10.21 sind zudem im Bereich der gemeinsamen Kontaktfläche 24 stoffschlüssig miteinander verschweisst.
Rechts neben dem Fluidmodul 10.21 des dritten Multifunktionsstrangs 30.9 ist ein Lichtwellenleitermodul 10.22 angeordnet. Dabei wurde eine optische Bündelader (engl, loose-tube) 1.301 aus Glasfasern mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.23 beschichtet. Die optische Bündelader 1.301, welche einen Durchmesser von beispielsweise 2.4 mm aufweist, wurde z. B. zentrisch in der Polyurethan-Ummantelung 2.23 ausgerichtet und ist an der dicksten Stelle von einer ca. 2 - 4 mm dicken Polyurethanschicht umgeben. Die äussere Form bzw. die äusseren Abmessungen der Polyurethan-Ummantelung 2.23 des Lichtwellenleitermoduls 10.22 sind dabei gleich ausgebildet, wie die äussere Form bzw. die Aussenabmessungen der Polyurethan-Ummantelung 2.21 des ersten Zugmoduls 10.20. Auf der linken Seite ist in der Polyurethan-Ummantelung 2.23 des Lichtwellenleitermoduls 10.22 eine Nut 20.16 eingebracht. Diametral gegenüberliegend steht auf der rechten Seite des Lichtwellenleitemoduls 10.22 eine Feder 20.26 hervor.
Die Feder 20.25 des Fluidmoduls 10.21 greift dabei in die Nut 20.16 des Lichtwellenleitermoduls 10.22 ein, so dass die beiden Module 20.21, 20.22 mit den einander zugewandten Seitenflächen flächig aufeinander liegen und eine gemeinsame Kontaktfläche 25 bilden. Das Fluidmodul 10.21 und das Lichtwellenleitermodul 10.22 sind zudem im Bereich der gemeinsamen Kontaktfläche 25 stoffschlüssig miteinander verschweisst.
Rechts neben dem Lichtwellenleitermodul 10.22 ist im dritten Multifunktionsstrang 30.9 ein Stromleitermodul 10.23 angeordnet. Zur Herstellung des Stromleitermoduls 10.23 wurde ein Transmissionselement in Form einer Kupferlitze 1.16 mit kreisrundem Querschnitt und einem Durchmesser von beispielsweise 2 mm in einem Extrusionsprozess mit einer Polyurethan-Ummantelung 2.24 mit im Wesentlichen quadratischem Querschnitt beschichtet. Der Extrusionsprozess wurde so durchgeführt, dass die Kupferlitze 1.16 an der dünnsten Stelle von etwa 1.2 mm und an der dicksten Stelle von ca. 2 mm der Polyurethan-Ummantelung 2.24 umgeben ist. Die äussere Form bzw. die äusseren Abmessungen der Polyurethan-Ummantelung 2.24 des Stromleitermoduls 10.23 sind dabei gleich ausgebildet, wie die äussere Form bzw. die Aussenabmessungen der Polyurethan-Ummantelung 2.21 des ersten Zugmoduls 10.20. Auf der linken Seite ist in der Polyurethan-Ummantelung 2.24 des Strommoduls 10.23 eine Nut 20.17 eingebracht. Diametral gegenüberliegend steht auf der rechten Seite des Strommoduls 10.23 eine Feder 20.27 hervor.
Die Feder 20.26 des Lichtwellenleitermoduls 10.22 greift dabei in die Nut 20.17 des Strommoduls 10.23 ein, so dass die beiden Module 20.22, 20.23 mit den einander zugewandten Seitenflächen flächig aufeinander liegen und eine gemeinsame Kontaktfläche
26 bilden. Das Lichtwellenleitermodul 10.22 und das Stromleitermodul 10.23 sind zudem im Bereich der gemeinsamen Kontaktfläche 26 stoffschlüssig miteinander verschweisst.
Rechts neben dem Stromleitermodul 10.23 ist im dritten Multifunktionsstrang 30.9 ein zweites Zugmodul 10.24 angeordnet. Das zweite Zugmodul 10.24 weist ein Zugseil 1.29 in einer Polyurethan-Ummantelung 2.25 auf und ist baugleich mit dem ersten Zugmodul 10.20 des dritten Multifunktionsstrangs 30.9. Auf der linken Seite ist in der Polyurethan- Ummantelung 2.25 des zweiten Zugmoduls 10.24 eine Nut 20.18 eingebracht. Diametral gegenüberliegend steht auf der rechten Seite des zweiten Zugmoduls 10.24 eine Feder 20.28 aus der Polyurethan-Ummantelung 2.25 nach rechts hervor.
Die Feder 20.27 des Stromleitermoduls 10.23 greift dabei in die Nut 20.18 des zweiten
Zugmoduls 10.24 ein, so dass die beiden Module 10.23, 10.24 mit den einander zugewandten Seitenflächen flächig aufeinander liegen und eine gemeinsame Kontaktfläche
27 bilden. Das zweite Zugmodul 10.24 und das Stromleitermodul 10.23 sind zudem im Bereich der gemeinsamen Kontaktfläche 27 stoffschlüssig miteinander verschweisst.
In Fig. 13 ist eine Seitensicht des Zugmoduls 10.2 aus Fig. 3 dargestellt. Das von der Seite betrachtete rechteckige Zugmodul 10.2 weist in Fig. 13 in vertikaler Richtung eine Gesamthöhe H von beispielsweise 10 mm auf. Die rechteckige Verbindungsfläche 20, welche mittig zwischen dem oberen und ersten abgerundeten Kantenbereich 2.2.1 und dem unteren und zweiten abgerundeten Kantenbereich 2.2.2 des Zugmoduls 10.2 liegt, ist vollständig eben bzw. flach ausgebildet und erstreckt sich in horizontaler Richtung entlang der gesamten Länge L des Zugmoduls 10.2. Die in vertikaler Richtung gemessene Höhe h des rechteckigen Verbindungsbereichs 20 misst ca. 6.2 mm bzw. ca. 62% der Gesamthöhe H des Zugmoduls 10.2.
In Fig. 14 ist ein Längsschnitt durch das Zugmodul 10.2 aus Fig. 3 entlang der Linie A - B abgebildet, wobei der Längsschnitt in einer vertikalen Ebene durch das Zentrum des Zugmoduls 10.2 verläuft. Das im Zugmodul 10.2 integrierte Zugseil 1.20 ist lediglich durch die beiden inneren gestrichelten Linien angedeutet. Die äusseren gestrichelten Linien deuten die Lage der vor und hinter der Schnittebene 2.1.10 liegenden Verbindungsflächen
20 an. Die Schnittebene 2.1.10, welche planparallel zur Verbindungsfläche 20 ausgerichtet ist, weist in vertikaler Richtung eine Höhe auf, welche der Gesamthöhe H des Zugmoduls 10.2 entspricht und beispielsweise 10 mm misst.
Der Flächeninhalt des Verbindungsbereichs 20 aus Fig. 13 entspricht dabei gerade 62% der Fläche der Schnittebene 2.1.10 des Zugmoduls 10.2 aus Fig. 14. Dies ermöglicht insbesondere eine äusserst stabile Verschweissung der Zugmodule 10.2 aus Fig. 3, so dass sich der in Fig. 3 dargestellte Zugstrang 30.1 durch sehr hohe Auszugskräfte auszeichnet.
Bei den nicht verschweissten oder verklebten Strängen 30.1, 30.2, 30.3, 30.4, 30.6, 30.9 können zur Verbesserung der Festigkeit vor dem Zusammenschieben der einzelnen Module jeweils in die Nuten 20.10, 20.1 1 , 20.12, 20.13, 21.10, 20.14, 20.15, 20.16, 20.17, 20.18 oder auf die Federn 20.20, 20.21, 20.22, 20. 23, 21.20, 20.24, 20.25, 20.26, 20.27, 20.28 Kunststoffkleber gegeben werden. Damit wird nach dem Aushärten der Kleber zusätzlich eine stoffschlüssige und stabilere Verbindung erzeugt. Alternativ können formschlüssig verbundene Module nach dem Verbinden zusätzlich verschweisst werden, was ebenfalls die Stabilität der Verbindung erhöht.
Bei stromleitenden Modulen 10.1, 10.5, 10.7,10.8, 10.9, 10.23 können die Kupferlitzen 1.10, 1.1 1, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16 im Modul zudem von einer zusätzlichen Isolationshülle umgeben sein. Diese kann z. B. aus einem Polymer bestehen.
Sämtliche Stränge 30.1...30.9 können auch seitlich mit weiteren parallel angeordneten Strängen verbunden werden, z. B. durch Verschweissen oder Verkleben, um mehrreihige bzw. mehrlagige Stränge zu erhalten. Selbstverständlich können die in Fig. 5 dargestellten Nuten 20.10 und Federn 20.20 der Stromleitermodule 10.7 auch so ausgestaltet sein, dass sie nicht durchgehend auf der gesamten Seitenlänge der Module 10.7 vorliegen, bzw. mehrfach unterbrochen ausgestaltet sind. Insbesondere können die Unterbrechungen auch länger sein als die Abschnitte, welche Nuten oder Federn aufweisen. Werden die Nuten zusätzlich axial beabstandet, wird das seitliche Ineinanderschieben in Längsrichtung wesentlich vereinfacht.
Die beispielsweise in Fig. 3 gezeigten Zugmodule 10.2 können auch weniger stark abgerundete Kantenbereiche 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3, 2.2.4 aufweisen, um z. B. die Verbindungsbereiche 20 bzw. die Kontaktflächen mit benachbarten Modulen im Strang zu erhöhen. Insbesondere ist es auch möglich auf eine Abrundung der Kantenbereiche 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3, 2.2.4 vollständig zu verzichten. Damit wird ein maximaler Flächeninhalt des Verbindungsbereichs 20 erzielt.
Die in Fig. 6 gezeigten Profile 21.20 und Aussparungen 21.10 können selbstverständlich auch einen anderen Querschnitt aufweisen. Insbesondere sind hinterschnittene Profile geeignet, wie z. B. Schwalbenschwanznuten und die entsprechenden formschlüssigen Gegenstücke.
Bei sehr langen Strängen kann es zudem vorteilhaft sein, die einzelnen Module anstatt der T-Profile 21.20 und T-förmigen Aussparungen 21.10 z. B. mit Krampen bzw. kleinen Zähnen aus Kunststoff oder Metall zu versehen, welche sich durch einen Schieber mit dem die Krampen oder Zähne ineinander verhakt werden können, miteinander verbinden lassen. Damit können die Module parallel nebeneinander angeordnet werden und ohne Längsbewegung direkt miteinander verbunden werden.
Das Verbindungselement 80 in Fig. 10 kann alternativ z. B. auch Nuten oder Federn aufweisen, über welche sich einzelne Module mit Fügestrukturen, z. B. ein Stromleiterelement 10.7 oder ein Multifunktionselement 10.8, formschlüssig mit dem Verbindungselement 80 verbinden lassen. Zudem können die einzelnen Module im Multifunktionsstrang 30.7 der Fig. 10 zusätzlich auch wie vorstehend beschrieben, untereinander verbunden werden. Die Zugmodule 10.15...10.19 des zweiten Zugstangs 30.8 aus Fig. 1 1 können anstelle oder zusätzlich zu den Zugseilen 1.23...1.28 auch weitere Transmissionselemente enthalten. So ist es z. B. möglich Stromleiter, Fluidleitungen und/oder Lichtwellenleiter vorzusehen. Die einzelnen Zugmodule 10.15...10.19 können selbstverständlich auch breiter ausgebildet sein, so dass z. B. ein im Wesentlichen rechteckiger Querschnitt resultiert.
Die Module 10.20, 10.21 , 10.22, 10.23, 10.24 des Multifunktionsstrangs 30.9 aus Fig. 12 können des Weiteren auch andere Querschnitte aufweisen. Insbesondere rechteckigen Querschnitte oder fünfeckige Querschnitte, wie z. B. das Fluidmodul 10.4 aus Fig. 1 oder das Zugmodul 10.16 aus Fig. 1 1, können vorteilhaft sein, falls eine Führung des Multifunktionsstrangs 30.9 aus Fig. 12 erwünscht ist.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass ein Verfahren geschaffen wurde, welches eine modulare Herstellung von flexiblen Strängen mit unterschiedlichsten Funktionalitäten ermöglicht. Die so hergestellten Stränge können nahezu beliebig und in ökonomischer Weise an anwendungsspezifische Gegebenheiten angepasst werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Strangs (30.1...30.7), der mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Transmissionselemente (1.10...1.15; 1.20...1.22; 1.30...1.39; 1.40...1.43) zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften und einen Mantelbereich umfasst, wobei die individuell mit einem Mantel (2.1...2.15) versehenen Transmissionselemente als Module (10.1...10.14) durch Stoffschluss zum Strang (30.1...30.7) verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10.2) mit mindestens einem flachen Verbindungsbereich (20) versehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Module (10.1...10.14) im Querschnitt polygonal, insbesondere rechteckig oder quadratisch sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module ( 10.1 ...10.14) zu einer einreihigen Flachbandstruktur (30.1 ...30.7) verbunden werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Module ( 10.1...10.14) direkt miteinander verbunden werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Phase zumindest eines, insbesondere zumindest zwei Module (10.2, 10.1 1) verwendet werden, die auf die Übertragung von Zugkraft ausgelegt sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module (10.1...10.14) durch Verkleben und/oder Verschweissen verbunden werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (20) benachbarter Module maximal überlappend angeordnet werden.
δ. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flächeninhalt des Verbindungsbereichs (20) mindestens 50%, bevorzugt mindestens 75%, besonders bevorzugt mindestens 90%, einer zum Verbindungsbereich (20) planparallelen maximalen Querschnittsfläche der Module misst.
9. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Strangs (30.1...30.7), der mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Transmissionselemente (1.10...1.15; 1.20...1.22; 1.30...1.39; 1.40...1.43) zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen,. Fluiden und/oder Zugkräften und einen Mantelbereich umfasst, wobei die individuell mit einem Mantel (2.1...2.15) versehenen Transmissionselemente als Module
(10.1...10.14) durch Formschluss zum Strang (30.1 ...30.7) verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module (10.1...10.14) zudem durch Verkleben und/oder Verschweissen verbunden werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10.7...10.14) je an einer ersten Längsseite mit einer formschlussfähigen
Fügestruktur (20.10...20.13; 20.20...20.23; 21.10, 21.20) versehen werden.
1 1. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10.1...10.14) direkt miteinander verbunden werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10.7, 10.8, 10.1 1...10.14) je mit einer männlichen (20.20, 20.23, 21.20) und einer weiblichen (20.10, 20.13, 21.10) Fügestruktur versehen werden, so dass die Module (10.7, 10.8, 10.1 1...10.14) in beliebiger Reihenfolge miteinander verbunden werden können.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Phase zumindest eines, insbesondere zumindest zwei Module (10.2, 10.1 1) verwendet werden, die auf die Übertragung von Zugkraft ausgelegt sind.
14. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Strangs (30.1 ...30.7), der mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Transmissionselemente (1.10...1.15; 1.20...1.22;
1.30...1.39; 1.40...1.43) zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften und einen Mantelbereich umfasst, wobei die individuell mit einem Mantel (2.1...2.15) versehenen Transmissionselemente als Module (10.1 ...10.14) zum Strang (30.1...30.7) verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10.2) mit Hilfe eines einzigen parallel zu den
Modulen (10.2) verlaufenden streifenförmigen Verbindungselements (80) zum Strang (30.7) verbunden werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Phase zumindest eines, insbesondere zumindest zwei Module (10.2, 10.1 1) verwendet werden, die auf die Übertragung von Zugkraft ausgelegt sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module (10.1...10.14) durch Verkleben und/oder Verschweissen verbunden werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module mit mindestens einem flachen Verbindungsbereich versehen werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (80) Nuten oder Federn aufweist, über welche sich einzelne
Module mit Fügestrukturen formschlüssig mit dem Verbindungselement (80) verbinden lassen.
19. Flexibler Strang (30.1 ...30.7), umfassend wenigstens zwei, parallel verlaufende Transmissionselemente (1.10...1.15; 1.20...1.22; 1.30...1.39; 1.40...1.43), zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften, welcher aus mindestens zwei als Module (10.1...10.14) individuell ummantelten Transmissionselementen (1.10...1.15; 1.20...1.22; 1.30...1.39; 1.40...1.43) gebildet ist, die über eine oder mehrere Verbindungsbereiche (20, 20.10...20.13; 20.20...20.23; 21.10, 21.20, 22) durch Stoffschluss zum Strang (30.1 ...30.7) verbunden sind dadurch gekennzeichnet, dass die die Module (10.2) mit mindestens einem flachen Verbindungsbereich (20) versehen sind.
20. Flexibler Strang (30.1...30.7), umfassend wenigstens zwei, parallel verlaufende Transmissionselemente (1.10...1.15; 1.20...1.22; 1.30...1.39; 1.40...1.43), zur Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften, welcher aus mindestens zwei als Module (10.1...10.14) individuell ummantelten
Transmissionselementen (1.10...1.15; 1.20...1.22; 1.30...1.39; 1.40...1.43) gebildet ist, die über eine oder mehrere Verbindungsbereiche (20, 20.10...20.13; 20.20...20.23; 21.10, 21.20, 22) durch Formschluss zum Strang (30.1...30.7) verbunden sind dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module (10.1...10.14) zudem durch eine Verklebung und/oder eine Verschweissung verbunden sind.
21. Strang nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Module ( 10.1 ...10.14) zu einer einreihigen Flachbandstruktur verbunden sind.
22. Strang nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10.7...10.14) je an einer ersten Längsseite mit einer formschlussfähigen Fügestruktur (20.10...20.13; 20.20...20.23; 21.10, 21.20) verbunden sind.
23. Flexibler Strang (30.1 ...30.7), umfassend wenigstens zwei, parallel verlaufende Transmissionselemente (1.10...1.15; 1.20...1.22; 1.30...1.39; 1.40...1.43), zur
Übertragung von Daten, elektrischen Strömen, Fluiden und/oder Zugkräften, welcher aus mindestens zwei als Module (10.1 ...10.14) individuell ummantelten Transmissionselementen (1.10...1.15; 1.20...1.22; 1.30...1.39; 1.40...1.43) gebildet ist, die über eine oder mehrere Verbindungsbereiche (20, 20.10...20.13; 20.20...20.23; 21.10, 21.20, 22) zum Strang (30.1 ...30.7) verbunden sind dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10.2) mit Hilfe eines einzigen parallel zu den Modulen (10.2) verlaufenden streifenförmigen Verbindungselements (80) zum Strang (30.7) verbunden sind.
24. Strang nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Module ( 10.1 ...10.14) direkt miteinander verbunden sind.
25. Strang nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10.7, 10.8, 10.1 1...10.14) je an einander diametral gegenüber liegenden Seiten mit einer männlichen (20.20, 20.23, 21.20) und einer weiblichen (20.10, 20.13, 21.10) Fügestruktur versehen sind.
26. Strang nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines, insbesondere zumindest zwei Module (10.2, 10.1 1) vorhanden sind, die auf die Übertragung von Zugkraft ausgelegt sind.
27. Strang nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10.1...10.14) im Querschnitt polygonal, insbesondere rechteckig oder quadratisch sind.
28. Strang nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (2.1...2.15) eine Polymerhülle, bevorzugt mit einer Dicke von 0.1 - 3 mm, umfasst, wobei die Polymerhülle insbesondere thermoplastische Polymere, Polyurethan, Polyamide, Polyolefine, Gummi, Silikongummi, fluorhaltige Polymere oder Therephthalatpolymere und Copolymere enthält, welche bevorzugt als eine mehrlagige Schichtstruktur vorliegen.
29. Strang nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmissionselemente ein oder mehrere Zugorgane (1.20...1.22) und/oder elektrische Leiter (1.10...1.15) und/oder optische Leiter (1.30...1.39) und/oder Fluidkanäle (1.40...43) umfassen, welche bevorzugt einen Durchmesser von 1 - 20 mm aufweisen, und insbesondere so angeordnet sind, dass sie sich gegenseitig nicht berühren.
30. Vorrichtung zum Herstellen eines Strangs nach Anspruch 19, 20 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung zum synchronen Zuführen von mindestens zwei Modulen (10.1...10.14) und eine Verbindungseinrichtung zum
Verbinden der zwei Module (10.1...10.14) zu einem Strang (30.1...30.7) mit parallel verlaufenden Modulen ( 10.1 ...10.14) aufweist.
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