Title:
Elektrische Leitung sowie Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungsbündels
Kind Code:
A1


Abstract:

Die elektrische Leitung (2) weist ein Leitungsbündel (4) aus zumindest zwei Einzeladern (6) auf, die jeweils einen von einer Isolierung (10) umgebenen Leiter (8) umfassen. Zumindest auf einer, vorzugsweise auf allen Einzeladern (6) ist eine die Isolierung (10) ringförmig umgebende Kleberschicht (12) aufgebracht, über die die Einzeladern (6) miteinander verklebt sind. Das Leitungsbündel (4) weist dabei keinen das Leitungsbündel (4) umgebenden Kabelmantel auf. Bei der Kleberschicht handelt es sich insbesondere um eine reaktive Beschichtung, die nach Aktivierung vernetzt ist, sodass eine thermisch stabile Verbindung erzielt ist. Bei dem Leitungsbündel handelt es sich insbesondere um miteinander verseilte Einzeladern (6), die insbesondere als Datenleitung eingesetzt werden. Durch diesen Aufbau mit der Kleberschicht (12) ist der Verzicht auf den Kabelmantel ermöglicht, sodass ein kompakter Aufbau erreicht wird. Gleichzeitig ist die Geometrie des Leitungsbündels (4) fixiert, insbesondere die Schlaglänge, was sich positiv auf die Übertragungseigenschaften bei einer Datenleitung auswirkt.




Inventors:
Preuß, Marco (97072, Würzburg, DE)
Langhoff, Wolfgang (71229, Leonberg, DE)
Hiemer, Julian (97286, Winterhausen, DE)
Krug, Stefan (97228, Rottendorf, DE)
Hauschild, Wolfgang (90513, Zirndorf, DE)
Ernst, Christian (91781, Weißenburg, DE)
Application Number:
DE102014201992A
Publication Date:
08/06/2015
Filing Date:
02/04/2014
Assignee:
LEONI Bordnetz-Systeme GmbH, 97318 (DE)
Leoni Kabel Holding GmbH, 90402 (DE)
Domestic Patent References:
DE3587183T2N/A1993-07-01
DE3631769A1N/A1988-04-07
DE7323638UN/A1973-11-08
DE1704154A1N/A1971-04-22



Foreign References:
FR2565023A11985-11-29
201102842592011-11-24
53342711994-08-02
57341261998-03-31
EP01972271986-10-15
WO2004021367A22004-03-11
Attorney, Agent or Firm:
FDST Patentanwälte Freier Dörr Stammler Tschirwitz Partnerschaft mbB, 90411, Nürnberg, DE
Claims:
1. Elektrische Leitung (2) mit einem Leitungsbündel (4) aus zumindest zwei Einzeladern, die jeweils einen von einer Isolierung (10) umgebenen Leiter aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest auf die Isolierung (10) einer der Einzeladern (6) eine Kleberschicht (12) aufgebracht ist, über die die Einzeladern (6) miteinander oder auf einem Träger verklebt sind und dass das Leitungsbündel (4) keinen umgebenden Kabelmantel aufweist.

2. Elektrische Leitung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberschicht (12) auf die Isolierung (10) mit einer Schichtdicke im Bereich von 5 µm bis 50 µm über die gesamte Länge der Einzeladern (6) aufgetragen ist.

3. Elektrische Leitung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kleberschicht (12) um eine reaktive Beschichtung handelt, die erst nach einer Aktivierung klebfähig und im Endzustand ausgehärtet ist.

4. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeladern (6) miteinander verseilt sind.

5. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als verzweigte Leitung ausgebildet ist und zumindest eine Einzelader an einer definierten Abzweigestelle (18) abzweigt.

6. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Leitungsbündels (4) Zwischenräume (22) zwischen den Einzeladern (6) zumindest in einem Teilbereich vollständig mit dem Material der Kleberschicht (12) ausgefüllt sind.

7. Einzelader insbesondere für eine elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen von einer Isolierung (10) umgebenen Leiter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Isolierung (10) eine Kleberschicht (12) aufgebracht ist, über die die Einzelader (6) mit einer weiteren Einzelader (6) oder mit einem Träger verklebbar ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leitungsbündels (4) aus zumindest zwei Einzeladern (6), die jeweils einen von einer Isolierung (10) umgebenen Leiter (8) aufweisen, wobei zumindest auf einer der Einzeladern (6) vor dem Zusammenfügen der Einzeladern (6) zum Leitungsbündel (4) eine Kleberschicht (12) aufgetragen wird und anschließend die Einzeladern (6) zum Leitungsbündel (4) zusammengefügt und über die Kleberschicht (12) miteinander verklebt oder auf einen Träger aufgeklebt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kleberschicht (12) um eine reaktive Beschichtung handelt, die nach dem Zusammenfügen der Einzeladern (6) vernetzt.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberschicht (12) auf die Isolierung (10) unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Einzeladern (6) aufgebracht wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberschicht (12) durch Extrusion auf die Isolierung (10) aufgebracht wird, insbesondere durch Coextrusion zusammen mit der Isolierung (10).

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeladern (6) miteinander verseilt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeladern (6) während einer Aushärtung der Kleberschicht (12) gegeneinander oder gegen den Träger in Kontakt gebracht und insbesondere gepresst werden.

Description:

Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitung, umfassend ein Leitungsbündel aus zumindest zwei Einzeladern, die jeweils einen von einer Isolierung umgebenen Leiter aufweisen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen elektrischen Leitungsbündels.

Für viele technische Anwendungsbereiche werden so genannte Mantelleitungen eingesetzt, beispielsweise als Strom- oder auch als Datenleitungen. Bei einer derartigen Mantelleitung sind üblicherweise mehrere Einzeladern in einem gemeinsamen Kabelmantel eingebettet. Bei den Einzeladern selbst handelt es sich dabei um isolierte Leiter. Der Leiter besteht dabei beispielsweise aus einem massiven Leiterdraht oder auch aus einem Litzenleiter. Dieser Leiter ist von einer herkömmlichen Isolierung beispielsweise aus PVC, PP, etc. umgeben. Der zusätzliche außen angebrachte Kabelmantel dient üblicherweise als Schutzmantel vor äußeren Einflüssen, beispielsweise als mechanischer, chemischer oder auch UV-Schutz. Eine weitere Funktion des Kabelmantels ist der Zusammenhalt der Adern, um ein einfaches Verlegen zu ermöglichen. Bei Datenkabeln dient der Kabelmantel darüber hinaus insbesondere auch zur Aufrechterhaltung der speziellen geometrischen Anordnung der Einzeladern. Diese sind bei Datenleitungen üblicherweise miteinander verseilt, und weisen eine definierte Schlaglänge auf. Über den Kabelmantel, in dem die Einzeladern eingebettet sind, kann darüber hinaus auch ein definierter Abstand der Einzeladern eingestellt werden.

Um querschnittsreduzierte, kleinere Leitungen auszubilden, ist beispielsweise aus der DE 35 87 183 T2 ein Verfahren zu entnehmen, bei dem verseilte Metallleiter mit einem Lack beschichtet werden, welcher durch UV-Bestrahlung aushärtet. Weitere isolierende Überzugsschichten werden nach Art eines Anstrichs aufgebracht und gehärtet. Lackisolierte Drähte werden üblicherweise für Spulenwicklungen etc. eingesetzt.

Der Kabelmantel wird in herkömmlicher Weise üblicherweise durch ein Extrusionsverfahren auf das Leitungsbündel aufgebracht, sodass der Kabelmantel das Leitungsbündel unmittelbar umschließt und beispielsweise auch in Zwickelbereiche zwischen den Einzeladern eindringt, wodurch die Relativposition der Einzeladern und ihre geometrischen Abstände zueinander fixiert sind.

In der US 20110284259 A1 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Kabelmantel auf ein Leitungsbündel aus isolierten Einzeladern aufgebracht wird, wobei Teilbereiche der Einzeladern weiterhin von außen sichtbar bleiben.

Neben den bekannten Mantelleitungen mit kreisrundem Querschnitt gibt es weiterhin Flachleitungen oder auch so genannte Rasterstegleitungen, bei denen mehrere einzelne Leiter in einer Ebene nebeneinander innerhalb eines gemeinsamen Isolationsmantels eingebettet sind.

Schließlich ist es aus der DE 1 704 154 A1 bekannt, bei Verseilelementen diese miteinander zu verkleben oder über Bänder zusammenzuhalten. Dies dient insbesondere zur Vermeidung des so genannten Aufseilens, insbesondere an Stellen, an denen ein Schlagrichtungswechsel vorgenommen wird. Hierzu wird beispielsweise an den Stellen des Schlagrichtungswelchsels mittels einer Düse ein warmschmelzendes, schnellhaftendes Bindemittel auf die zu verseilenden Elemente aufgespritzt und diese somit miteinander verklebt. Alternativ hierzu wird in der DE 1 704 154 A1 vorgeschlagen, die Isolation der Einzeladern miteinander zu verschweißen, und zwar insbesondere vor und nach Umkehrpunkten bei der Verseilung.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Leitung mit geringem Raumbedarf anzugeben, welche einfach herzustellen ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektrischen Leitung anzugeben.

Die im Hinblick auf die elektrische Leitung angeführte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Leitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Diese umfasst ein Leitungsbündel aus zumindest zwei Einzeladern, die jeweils einen von einer Isolierung umgebenen Leiter aufweisen. Zumindest auf einer der Einzeladern, vorzugsweise auf beiden Einzeladern, also auf deren Isolierungen, ist eine Kleberschicht aufgebracht, über die die beiden Einzeladern miteinander verklebt sind. Die elektrische Leitung ist dabei frei von einem Kabelmantel, das heißt das Leitungsbündel ist nicht in einem Isolationsmantel eingebettet. Vorzugsweise ist die Leitung auch frei von sonstigen Fixierelementen, wie beispielsweise eine Bandierung.

Diese Ausgestaltung geht dabei von der Überlegung aus, zur geometrischen Fixierung der Einzeladern aneinander auf einen diese umgebenden Kabelmantel oder eine Bandierung zu verzichten, gleichzeitig jedoch die Funktion eines solchen Kabelmantels als geometrisches Fixierelement dadurch auszubilden, dass die Einzeladern mit einer klebfähigen Beschichtung zunächst versehen werden und anschließend miteinander verbunden und verklebt werden, sodass sie insgesamt irreversibel miteinander verklebt sind. Über die Kleberschicht ist dabei gleichzeitig eine Fixierung an einem Träger ermöglicht, so dass ggf. keine weiteren Fixierelemente zur Befestigung und Führung der Leitung an einem Träger erforderlich ist. Die Kleberschicht ist dabei um den Umfang der Einzeladern vorzugsweise als ringförmige Beschichtung aufgebracht. Sie ist dabei insbesondere aber nicht zwingend als eine durchgehende unterbrechungsfreie Schicht auf den Einzeladern aufgebracht. Alternativ ist sie lediglich in Teilbereichen aufgebracht, beispielsweise streifenförmig mittels Kleberstreifen, die in Längsrichtung der Einzeladern verlaufen.

Bei den Einzeladern handelt es sich um herkömmliche isolierte Adern, bei denen ein innen liegender Leiter, beispielsweise ein Einzeldraht oder auch ein Litzenleiter, unmittelbar von einer Isolierung, beispielsweise aus PVC, PP, etc., umgeben ist. Die Isolierung ist dabei üblicherweise aufextrudiert.

Die Kleberschicht erstreckt sich fortlaufend insbesondere über die gesamte Länge der Einzeladern. Die Kleberschicht verläuft dabei kontinuierlich und ununterbrochen oder alternativ auch mit Unterbrechungen entlang der Einzeladern.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kleberschicht auf die Isolierung insbesondere konzentrisch mit einer Schichtdicke im Bereich von 5 µm bis 50 µm aufgetragen und erstreckt sich insbesondere kontinuierlich über die gesamte Länge der Einzeladern. Bei der Kleberschicht handelt es sich daher um eine vergleichsweise dünne Haftschicht, die die Isolierung der jeweiligen Einzelader umgibt. Unter Kleberschicht wird vorliegend allgemein eine jegliche, nach Art einer Haftschicht wirkende Beschichtung verstanden, welche eine haftende Eigenschaft aufweist, sodass die beiden Einzeladern aneinander fixiert sind. Werden mehrere Einzeladern zusammengefasst, so haften hierüber alle Einzeladern aneinander. Weiterhin ist über die Kleberschicht auch eine Fixierung der elektrischen Leitung an einer Oberfläche des Trägers ermöglicht und vorgesehen, auf der die Leitung verlegt werden soll.

Zweckdienlicherweise handelt es sich bei der Kleberschicht um eine reaktive Beschichtung, beispielsweise nach Art eines reaktiven Schmelzklebers (Hotmelt), welche bevorzugt erst nach einer Aktivierung klebfähig ist und im Endzustand ausgehärtet, also thermisch stabil ist.

Alternativ lassen sich auch herkömmliche, thermoplastische Schmelzkleber einsetzen, bei denen ein erneutes Aufschmelzen bei höheren Temperaturen möglich ist.

Dadurch, dass die Kleberschicht erst nach einer Aktivierung klebfähig wird, ist eine einfache prozesstechnische Handhabung der Einzeladern ermöglicht. Diese können dadurch als vorgefertigte Einzeladern bereitgestellt und für nachfolgende Konfektionierschritte bereitgehalten werden. Insbesondere werden mit der noch nicht aktivierten Kleberschicht versehene Einzeladern beispielsweise auf Trommeln etc. als vorkonfektionierte Einzeladern bereitgestellt und gelagert. Aufgrund der im Ursprungszustand inaktiven Kleberschicht ist dabei ein Verkleben oder Verbacken der aneinander anliegenden Einzeladern vermieden.

Durch die weitere Ausgestaltung der Kleberschicht nach Art eines aushärtbaren Klebers, welcher also insbesondere durch eine geeignete Behandlung zumindest teilweise vernetzt und damit thermisch stabil wird, ist bevorzugt eine irreversible Haftverbindung zwischen den beiden Einzeladern erreicht. Hierbei erfolgt insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung mit der Isolierung der Einzeladern. Unter irreversible Verbindung wird hierbei verstanden, dass ein Trennen der Einzeladern ohne Beschädigung der Isolierung nicht möglich ist. Je nach Klebersystem ist es hierbei auch möglich, dass die Haftkraft nicht zu groß ist, so dass ein Lösen der Einzeladern voneinander bei entsprechendem hohem Krafteintrag wieder möglich ist. Bei der Verwendung eines Schmelzklebers kann die Haftkraft durch Erwärmen wieder reduziert werden, so dass sich die Einzeladern wieder voneinander trennen lassen.

Für die Kleberschicht können dabei unterschiedliche Stoffe oder Stoffsysteme eingesetzt werden, beispielsweise basierend auf Ethylenvinylacetat (EVA), auf Polyethylen (PE), auf Polypropylen (PP) oder auch auf einem polyolefinischem Elastomer (POE). Um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen sind die eingesetzten Stoffsysteme in geeigneter Weise eingestellt. So wird beispielsweise insbesondere im Hinblick auf die gewünschte thermisch stabile Vernetzung, ein EVA mit einem Vinylacetat-Anteil von typischerweise im Bereich von 7 bis etwa 20 Gew.-% herangezogen. Der Vinylacetat-Anteil kann jedoch auch darüber liegen und beispielsweise bis zu 60 Gew.-% betragen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Einzeladern miteinander verseilt. Die elektrische Leitung ist dabei insbesondere als eine Datenleitung ausgebildet. Bei einer solchen kommt es auf die exakte und genau einzuhaltende Schlaglänge bei der Verseilung entscheidend an. Dies wird über die Kleberschicht gewährleistet. Die Einzeladern sind dabei gemäß einer ersten Ausführungsvariante zu einem Paar miteinander verseilt, wie es bei den so genannten „Twisted Pair“-Leitungen bekannt ist. Mehrere derartige paarverseilter Einzeladern können insgesamt zu Leitungsbündel zusammengefasst sein. Daneben bestehen noch andere Verseilverbünde, beispielsweise die Verseilung nach Art eines Sternvierers etc.

Derartige verseilte (Daten-)Leitungen werden vorzugsweise im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt. Bei diesen wird vorliegend bewusst zur Einsparung von Kosten und Gewicht auf eine zusätzliche Abschirmung, also einen Schirmmantel, verzichtet. Der Verzicht auf eine Abschirmung erfordert jedoch eine hochgenaue und hochsymmetrische Verseilung, die üblicherweise bei herkömmlichen Leitungen nur mit einem Kabelmantel aufrechterhalten werden kann. Insbesondere kritisch sind hierbei der Verlegeprozess, bei dem die Kabel einer mechanischen Belastung, insbesondere an Biegestellen, unterworfen sind. Durch die dauerhafte Verklebung der Einzeladern miteinander über ihre gesamte Länge ist die Aufrechterhaltung der eingestellten Schlaglänge über die gesamte Länge gewährleistet.

Alternativ zu der Ausgestaltung der verseilten Einzeladern sind diese in zweckdienlicher Ausgestaltung parallel nebeneinander nach Art einer Flachleitung geführt. Im Unterschied zu herkömmlichen Flachleitungen ist auch hier jedoch kein Kabelmantel ausgebildet, in dem die einzelnen Leitungen eingebettet sind.

In zweckdienlicher Weiterbildung ist die Leitung insgesamt als eine verzweigte Leitung ausgebildet, bei der zumindest eine Einzelader an einer definierten Abzweigstelle vom verbleibenden Leitungsbündel abzweigt. Die Leitung ist daher nach Art eines Kabelsatzes ausgebildet, über den mehrere Verbraucher an unterschiedlichen Positionen angeschlossen sind, die beispielsweise mit einer gemeinsamen Steuereinheit verbunden sind, zu der das Leitungsbündel führt.

Im Kraftfahrzeugbereich erfolgt häufig die Durchführung der Leitung durch Wandungsbereiche von einem Nass- in einen Trockenbereich. In diesem Durchführbereich ist eine zuverlässige Abdichtung erforderlich. Dies erfolgt üblicherweise mit so genannten Tüllen, also kunststoff- oder gummiartigen Elementen, die um das Kabel herum angeordnet oder auch angespritzt sind und die die Leitung zu einem Öffnungsrand einer Durchführöffnung abdichten. Häufig bestehen im Bereich einer derartigen Tülle Probleme im Hinblick auf die Längswasserdichtigkeit, insbesondere bei Einzeladern. Hierbei ist es oftmals schwierig, sicherzustellen, dass eine Abdichtmasse zwischen die einzelnen Einzeladern eindringt. Zweckdienlicherweise ist nunmehr vorgesehen, dass die Kleberschicht zumindest in einem Teilbereich, nämlich insbesondere im Bereich des Abdichtelements ausreichend dick aufgetragen ist, sodass eine Längswasserdichtigkeit erreicht ist. Über die Kleberschicht sind dabei insbesondere sämtliche Zwischen- oder Zwickelräume im Inneren des Leitungsbündels zuverlässig ausgefüllt. Allgemein ist daher vorzugsweise die Kleberschicht zumindest in diesem Teilbereich ausreichend dick aufgetragen, sodass im Inneren des Leitungsbündels sämtliche Freiräume mit dem Material der Kleberschicht ausgefüllt sind. Die Dicke der Kleberschicht in diesem Teilbereich ist dabei üblicherweise insbesondere deutlich größer als in den verbleibenden Bereichen der Leitung. Die erforderliche Dicke hängt dabei von dem Materialbedarf zum Ausfüllen der Freiräume ab, was wiederum beispielsweise von dem Durchmesser der Einzeladern und/ oder deren Anordnung abhängt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Einzelader mit darauf angebrachter Kleberschicht nach Anspruch 7. Die im Zusammenhang mit der Leitung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen lassen sich sinngemäß auch auf die Einzelader übertragen. Die Einzelader mit der aufgebrachten Kleberschicht wird vorzugsweise bevorratet, beispielsweise auf Trommeln aufgewickelt. Bei Bedarf erfolgt dann die Verlegung der Einzelader auf einem Träger und / oder das Verbinden mit weiteren Einzeladern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß schließlich weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektrischen Leitung, welche gebildet ist aus einem Leitungsbündel aus zumindest zwei Einzeladern, die jeweils einen von einer Isolierung umgebenden Leiter aufweisen. Vor dem Zusammenfügen der Einzeladern wird hierbei auf die Isolierung zumindest einer der Einzeladern, vorzugsweise auf allen Einzeladern, eine Kleberschicht aufgetragen, anschließend werden die Einzeladern zum Leitungsbündel zusammengefügt und über die Kleberschicht miteinander verklebt oder auf einen Träger aufgeklebt.

Die im Hinblick auf die elektrische Leitung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zur übertragen. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Bei der Kleberschicht handelt es sich dabei vorzugsweise um eine reaktive Beschichtung, welche nach dem Zusammenfügen die Einzeladern vernetzt, sodass ein insbesondere irreversibel lösbarer Verbund ausgebildet ist. Bei dem Werkstoff für die Kleberschicht handelt es sich insbesondere um einen reaktiven einkomponentigen Klebstoff. Die Vernetzungsreaktion wird dabei insbesondere auf physikalischem Weg, beispielsweise durch Wärmeeintrag und/oder Lichteinstrahlung (UV-Strahlung) ausgelöst.

Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung wird die Kleberschicht unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Einzeladern zu dem Leitungsbündel auf die Isolierung der jeweiligen Einzelader aufgebracht. Das Aufbringen der Kleberschicht und das Zusammenfügen der Einzeladern erfolgen daher innerhalb eines offenen Zeitfensters, innerhalb dessen der insbesondere reaktive Kleber verarbeitbar ist.

In zweckdienlicher Ausgestaltung wird dabei die Kleberschicht durch Extrusion, insbesondere durch Koextrusion oder Tandemextrusion zusammen mit der Isolierung aufgebracht. Unter Koextrusion wird hierbei verstanden, dass die Isolierung der Einzelader sowie die Kleberschicht innerhalb eines Prozessschrittes mittels eines Extrusionswerkzeugs aufgebracht werden. Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, die Kleberschicht in einem separaten Extrusionsschritt aufzubringen. Alternativ wird die Kleberschicht durch andere Auftragsverfahren wie beispielsweise Tauchen, Sprühen, Aufdrucken etc. aufgebracht.

Zweckdienlicherweise erfolgt das Zusammenfügen der Einzeladern unmittelbar nach dem Auftrag der Kleberschicht. Die Einzeladern werden hierbei insbesondere miteinander verseilt.

Um eine gute Haftung der Einzelader aneinander zu erreichen, werden die Adern vorzugsweise miteinander oder mit dem Träger in Kontakt gebracht, insbesondere aneinander gepresst, also unter Krafteinwirkung gegeneinander oder auch gegen den Träger gedrückt. Dies erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines (Press-)Werkzeugs, welches beispielsweise relativ zum Leitungsbündel verfahren wird. hierzu wird wahlweise das Leitungsbündel durch das Werkzeug gezogen oder alternativ wird das Werkzeug entlang des Leitungsbündels verfahren. Alternativ hierzu werden die Einzeladern in eine Werkzeugform eingelegt und darin durch Aktivieren der Kleberschicht verklebt.

Mit Hilfe des Werkzeuges wird darüber hinaus vorzugsweise die Vernetzung des reaktiven Werkstoffs initiiert. Bei dem Werkzeug handelt es sich dabei beispielsweise um ein Heißluftgebläse, um ein Induktionswerkzeug, um Heizwiderstände etc., um jeweils eine erforderliche Aufschmelz- und Aktivierungstemperatur für die Initiierung der Vernetzungsreaktion aufzubringen. Das Gegeneinanderverpressen der Einzeladern muss dabei nicht zwingend über das Werkzeug erfolgen. Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, dass dies beispielsweise durch den Verseilprozess selbst in ausreichendem Maße erfolgt, d.h. die beim Verseilprozess auf die Einzeladern ausgeübten Kräfte reichen aus.

In zweckdienlicher Ausgestaltung wird als Aktivierungswerkzeug eine Heißzange eingesetzt, welche gleichzeitig die Einzeladern aneinander oder gegen den Träger presst und zudem über einen Temperatureintrag die Vernetzungsreaktion initiiert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in teilweise stark vereinfachten Darstellungen:

1 eine Einzelader mit darauf aufgebrachter Kleberschicht,

2 eine ausschnittsweise Darstellung einer elektrischen Leitung, bestehend aus einem Leitungsbündel mit zwei miteinander verseilten Einzeladern, die miteinander verklebt sind,

3 eine nach Art eines Kabelsatzes ausgebildete verzweigte elektrische Leitung mit einem nach Art einer Tülle ausgebildeten Abdichtelement,

4 eine beispielhafte Querschnittsdarstellung im Bereich des Abdichtelements der 3 sowie

5 eine Blockbilddarstellung zur Illustration des Herstellverfahrens zur Herstellung einer elektrischen Leitung.

In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in den 2 und 3 dargestellte elektrische Leitung 2 umfasst jeweils ein Leitungsbündel 4, welches aus mehreren Einzeladern 6 gebildet ist, welche vorzugsweise miteinander verseilt sind.

Eine derartige Einzelader 6 ist beispielhaft in der 1 dargestellt. Die Einzelader 6 ist gebildet aus einem zentralen inneren Leiter 8, der von einer Isolierung 10 unmittelbar umgeben ist. Die Isolierung 10 wird üblicherweise durch Extrusion auf den Leiter 8 aufgebracht. Die Isolierung 10 wiederum ist von einer Kleberschicht 12 umgeben, welche wiederum vorzugsweise durch Extrusion auf die Isolierung 10 aufgebracht ist. Alternativ kann die Kleberschicht 12 auch durch andere Auftragungsverfahren aufgebracht sein. Die Kleberschicht 12 umschließt die Isolierung 10 umlaufend und bildet vorzugsweise einen vollständig geschlossenen, ringförmigen Mantel um die Isolierung 10. Die Kleberschicht 12 erstreckt sich dabei insbesondere kontinuierlich über die gesamte Länge der Einzelader 6.

Die Kleberschicht 12 weist dabei typischerweise eine Dicke im Bereich von 5 µm bis 50 µm auf. Sie weist daher im Vergleich zu der Isolierung 10 üblicherweise eine geringere Dicke auf.

Bei der Kleberschicht 12 handelt es sich um eine reaktive Beschichtung, insbesondere um einen reaktiven Klebstoff, welcher also durch eine Vernetzungsreaktion nach einer Aktivierung aushärtet und dadurch thermisch stabil ist.

Zweckdienlicherweise handelt es sich bei dem Werkstoff für die Kleberschicht 12 um ein Ethylenvinylacetat, kurz auch als EVA bezeichnet. Der Anteil des Vinylacetats liegt dabei vorzugszweise im Bereich von 7 bis 20 Gew.-%, sodass die gewünschten Eigenschaften erzielt sind. Insbesondere zeigt ein derartiger EVA vor dem Vernetzen ein thermoplastisches Verhalten und nach Initiierung und Durchführung der Vernetzungsreaktion ist er thermisch stabil und zeigt ein duroplastisches Verhalten. Die Temperatur zum Starten der Vernetzung liegt dabei typischerweise im Bereich von 80°C bis 250°C. Ein derartiger Werkstoff ist vor dem Starten der Vernetzungsreaktion allgemein thermoplastisch und damit beispielsweise durch Extrusion verarbeitbar. Nach dem Aufbringen auf die Isolierung 10 kann der Werkstoff wieder abkühlen und thermoplastisch erhärten, da die Vernetzungsreaktion erst bei höheren Temperaturen startet. Die Aktivierung der Kleberschicht 12 erfolgt daher bevorzugt zeitlich versetzt zum Aufbringen der Kleberschicht 12. Dadurch ist die mit der Kleberschicht 12 versehene Einzelader auch gut lagerfähig.

Die elektrische Leitung 2 gemäß 2 ist als ein verseiltes Paar zweier Einzeladern 6 ausgebildet. Diese sind über die hier nicht zu erkennende Kleberschicht 12 fest miteinander verbunden, sodass die beim Verseilprozess eingestellte Schlaglänge fixiert ist. Bei dieser elektrischen Leitung 2 handelt es sich dabei insbesondere um eine Datenleitung. Mehrere derartiger paarverseilter Einzeladern 6 können auch zu einem Gesamt-Leitungsbündel 4 zusammengefasst sein. Die einzelnen Paare brauchen dabei untereinander nicht zwingend miteinander verklebt zu werden. Wichtig ist, dass die Einzeladern 6 eines jeweiligen Verseilverbundes miteinander verklebt sind. Gleichwohl besteht auch die Möglichkeit, alle Einzeladern 6 der Paare miteinander zu verseilen, sodass insgesamt alle Einzeladern 6 des Leitungsbündels 4 miteinander verklebt sind.

3 zeigt beispielhaft eine nach Art eines Leitungssatzes verzweigte elektrische Leitung 2, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Beispielsweise dient dieser Leitungssatz zur Integration in einem Türmodul zur elektrischen Anbindung von Komponenten 14 in der Türe, wie beispielsweise Lautsprecher, Fensterheber, etc. In 3 sind derartige Komponenten 14 beispielhaft durch Kreise dargestellt. Die dargestellten Komponenten 14 sind unmittelbar an die elektrische Leitung 2 angeschlossen. Weiterhin ist ein Steckverbinder 16 dargestellt, über den eine weitere Komponente über eine Steckverbindung angeschlossen werden kann.

Wie in 3 zu erkennen ist, weist das Leitungsbündel 4 mehrere Abzweigstellen 18 auf, an denen üblicherweise zwei Einzeladern 6 abzweigen und zu der jeweiligen Komponente 14 bzw. zum Stecker 16 führen. Aufgrund der irreversiblen Klebeverbindung werden die Abzweigstellen 18 bereits bei der Herstellung der elektrischen Leitung 2 ausgebildet, das heißt bereits bei der Herstellung werden die einzelnen abgezweigten Einzeladern 6 entsprechend ihrem späteren Verlauf vom übrigen Leitungsbündel 4 getrennt und nur bis zur Abzweigstelle 18 mit den weiteren Einzeladern 6 verklebt.

Eine derartige verzweigte Leitung 2 wird wie bereits erwähnt beispielsweise in einem Türmodul eingesetzt. Hierbei ist es häufig erforderlich, dass die elektrische Leitung 2 von einem Nass- in einen Trockenbereich geführt wird. Zur Abdichtung einer entsprechenden Durchführöffnung zwischen diesen beiden Bereichen ist ein nach Art einer Tülle ausgebildetes Abdichtelement 20 angebracht, welches beispielsweise um das Leitungsbündel 4 gespritzt oder gegossen ist. Es besteht aus einem geeigneten Kunststoff- oder Gummimaterial.

Um auch eine Längswasserdichtigkeit zwischen den einzelnen Einzeladern 6 zu erzielen, ist bei dieser Ausführungsvariante nunmehr vorgesehen, dass die Kleberschicht 12 eine ausreichende Dicke aufweist, sodass sämtliche inneren Zwischenräume 22 zwischen den einzelnen Einzeladern 6 zuverlässig durch das Material der Kleberschicht 12 verschlossen sind. Dies ist beispielhaft in 4 dargestellt, welche in vereinfachter Weise einen Schnitt durch das Abdichtelement 20 zeigt. Wie hieraus gut zu erkennen ist, sind insgesamt sechs Einzeladern 6 miteinander zu einem Leitungsbündel 4 verbunden. Zweckdienlicherweise sind jeweils zwei zu einem Paar verseilt. Beim Zusammenfügen der Einzeladern 6 zu dem Leitungsbündel 4 werden diese vorzugsweise gegeneinander verpresst und gleichzeitig wird unter Wärmeeinwirkung das Material der Kleberschicht 12 flüssig oder zähflüssig, sodass das Material der Kleberschicht 12 in die Freiräume zwischen den einzelnen Einzeladern 6 eindringt und diese zuverlässig verschließt, sodass keine offenen Kapillaren mehr bestehen. Durch das anschließende Umspritzen zur Ausbildung des Abdichtelements 20 ist daher insgesamt eine zuverlässige Längswasserdichtigkeit erzielt.

Alternativ oder ergänzend zu dem wechselseitigen Verkleben der Einzeladern 10 miteinander wird zumindest eine Einzelader, vorzugsweise mehrere einen Verbund bildende Einzeladern auf einem hier nicht näher dargestellten Träger aufgeklebt. Hierzu wird die Kleberschicht aktiviert. Die Einzeladern 10 brauchen dabei nicht zwingend untereinander miteinander verklebt sein, sondern können auch nebeneinander jeweils für sich auf dem Träger verlegt sein.

Ein bevorzugtes Herstellverfahren beispielsweise für die verdrillte Leitung 2 gemäß 2 wird anhand der Blockbild-Darstellung der 5 erläutert: Zunächst erfolgt im Schritt I die Herstellung der Einzelader 6 durch ein Extrusionsverfahren, beispielsweise ein Co- oder Tandemextrusionsverfahren. Hierbei werden der Leiter 8, insbesondere ein Litzendraht, ein erstes Material M für die Isolierung 12, ein Klebstoffmaterial K sowie bei Bedarf ein Farbkonzentrat F einem Werkzeug, insbesondere einem Extrusionswerkzeug, zugeführt. In diesem Extrusionswerkzeug wird zunächst auf den Leiter 8 das erste Material M zusammen mit dem Farbkonzentrat F zur Ausbildung der Isolierung 10 aufextrudiert und anschließend oder parallel hierzu wird der Klebstoff K als reaktive Substanz auf die aufextrudierte Isolierung 10 aufextrudiert.

Dies erfolgt in identischer Weise auch für eine zweite Einzelader 6. Im anschließenden Verfahrensschritt II werden die Einzeladern 6 zusammengebracht, insbesondere miteinander verseilt, sodass das Leitungsbündel 4 bereits ausgebildet ist. Anschließend erfolgt im dritten Verfahrensschritt III noch eine Aktivierung des Klebstoffes K durch einen Wärmeeintrag, sodass die Vernetzungsreaktion gestartet wird. Dies erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Aktivierungswerkzeugs.

Nach Aushärten des Klebstoffes K wird schließlich im Schritt IV das fertige Endprodukt, nämlich die insbesondere paarverseilte Leitung 2, erhalten.

Bezugszeichenliste

2
elektrische Leitung
4
Leitungsbündel
6
Einzelader
8
Leiter
10
Isolierung
12
Kleberschicht
14
Komponente
16
Steckverbinder
18
Abzweigstelle
20
Abdichtelement
22
Zwischenräume
M
erstes Material
K
Klebstoff
F
Farbkonzentrat

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 3587183 T2 [0003]
  • US 20110284259 A1 [0005]
  • DE 1704154 A1 [0007, 0007]