柔性的控制電線的製作方法

2023-04-22 22:29:36

專利名稱：柔性的控制電線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柔性的控制電線。
背景技術：
所述控制電線具有一由絕緣材料製成的外皮包繞的線芯，在該線芯中至少設有兩根用於數據傳輸的信號芯線及至少一根用於饋電的饋電芯線，其中，所述信號芯線及饋電芯線分別具有一由絕緣皮包繞的電線(DE 10162 739 A1)。
這類控制電線(以下簡稱電線)例如用於將位置可變的設備與一電源或信號源連接起來。位置可變設備例如可以是吊車、工具機和機器人。該電線必須能承受機械負荷，例如應用在動力拖帶鏈中時在長時間內保持一不變的抗彎強度。它們應該還能在一寬的、例如-40℃與+80℃的溫度範圍內保持柔性。
在按照前言DE 101 62 739 A1所述已知電線的線芯中，一根用於饋電的饋電芯線和兩根用於數據傳輸的信號傳輸電線圍繞一中心的核心元件設置。所述數據傳輸電線分別具有兩根被絕緣的被一共同的絕緣皮包繞的芯線。此外，在該電線的線芯中設有由每兩根相互捻合在一起的、被一共同的絕緣皮包繞的芯線組成的低頻電線。這樣一種也成為「混合電線」的電線作為標準產品具有所有用於傳輸能量、數據和控制信號所需的元件。因此不需要分散的電線。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於，對前言所述類型的電線進行改進，使得該電線在構造簡單的情況下確保有良好的電傳輸特性以及持久有效的電屏蔽，同時可簡單地使信號線與饋電線隔離開來。
上述技術問題按照本發明由此來解決-所述兩根相互捻合在一起的信號芯線的絕緣皮由發泡的絕緣材料製成，-圍繞所述信號芯線無間隙地環繞成形有一層作為屏蔽層的、導電的噴塗金屬的塑料網，-在所述屏蔽層之外在所述兩根信號芯線之間的兩個位置相對的楔角區域內各設置一饋電芯線，-在至少其中一根饋電芯線旁固定至少一根由導電性能良好的金屬絲線製成的附帶絞合線，-在由信號芯線、饋電芯線及附帶絞合線組成的整體上設置一共同的由導電的噴塗金屬的塑料網製成的外屏蔽層，以及-該外屏蔽層被一層由導電性能良好的金屬絲線製成的屏蔽層包繞，在該屏蔽層上設有一外皮。
該電線可以按常見技術採用基本已知的簡單構造的機器和所屬裝置製造。該電線具有突出的電傳輸特性，尤其是對於利用帶有發泡絕緣皮的信號芯線進行數據傳輸來說是這樣。因為在所述兩根信號芯線的兩個位置相對的楔角區域內設置所述饋電芯線，所以該兩個不同的傳輸線迴路垂直地相疊置。由此它們從該電線的構造中就極佳地彼此脫離開。對於所述信號芯線以及所述饋電芯線而言均通過採用噴塗金屬的塑料網而獲得極佳的屏蔽。其中，所述兩根饋電芯線尤其單獨地被極佳地屏蔽。所述導電的噴塗金屬的塑料網例如優選地由聚酯製成。為了生成一幾乎封閉的金屬層，在所述塑料網材上氣相澱積一種優選為鋁、銅的金屬。此時，該金屬不僅沉積在所述塑料網材的表面上，而且也滲入到該網材中並且包裹其內部的已知未整齊地固定在一起的纖維。即該塑料網材被「可滲透」地塗敷。由此形成一多細孔的、但幾乎是完全封閉的金屬層，該金屬層以85％以上的導電金屬材料形成一覆蓋所述被包圍的信號芯線的覆蓋層。對所述具有一足夠導電橫截面的電線的有效電屏蔽通過所述至少一根優選由鍍錫銅線製成的附帶絞合線(Beilauflitze)來完善，該附帶絞合線既貼靠在所述信號芯線的屏蔽層上，也貼靠在所述外屏蔽層上。在所述外屏蔽層上設置的、優選由銅線製成的屏蔽層確保該電線具有極佳的EMV特性。該屏蔽層也可以設計為網狀或編繩(Umseilung)。


下面藉助附圖所示本發明電線的一實施方式對本發明予以詳細說明。
附圖表示一按照本發明的電線的橫截面圖。
具體實施例方式
在附圖中以橫截面圖示出的電線具有兩根信號芯線1和2，其中，每根信號芯線優選具有由一絕緣皮4包繞的銅製導線3。該導線3可以是一實心的導線或一絞合導線。該導線可以具有一錫制、銀制或鎳制的外層。該導線3也可以由一種不含鎘的銅合金製成。所述絕緣皮4由一種諸如聚乙烯或聚丙烯的發泡絕緣材料製成。也可以採用一種適合於高溫的絕緣材料，例如氟化乙丙烯(FEP)或聚氟烯烴(PFA)。該絕緣皮4可以以公知的「表皮(skin)」技術設有一層光滑的外皮層。兩根信號芯線1和2相互絞合在一起。在該信號芯線1和2上敷設一共同的屏蔽層5，該屏蔽層由一種導電的噴塗金屬的塑料網構成。該塑料網例如是在信號芯線1和2相互絞合在一起時圍繞它們無間隙纏繞的帶子。
這樣的塑料網在優選的實施方式中由聚酯製成。也可以由其他適合的塑料製成。其厚度優選界於50μm至10μm之間。為了其噴塗金屬，採用一種導電性能良好的金屬，尤其是鋁、銅、銀、鎳或不含鎘的銅合金。也可以採用兩種或兩種以上的不同金屬。將所述用於噴塗金屬的金屬轉變成熔化狀態並且由氣相狀態在所述塑料網材上沉積。此時，金屬也滲入到該網材中並且包裹位於那裡的未整齊地固定在一起的纖維。總體來說，在該塑料網上及在其中形成一多細孔的、但幾乎是封閉的金屬層，該金屬層形成一85％以上覆蓋所述被包圍的信號芯線1和2的覆蓋層。
在位於所述兩根信號芯線1和2之間的兩個相對的楔角區域內分別設置一饋電芯線6或7。饋電芯線6和7具有一根又是由銅製成的包繞一層絕緣皮9的電導線8。對於該導線8，原則上可以採用與信號芯線1和2的導線3一樣的材料，這在上文已詳細闡述了。適用於絕緣皮9的絕緣材料例如是熱塑性塑料、熱塑性彈性體、附設連接成網狀的聚烯烴或者如FEP、PFA或聚四氟乙烯那樣的耐高溫材料。因為可以想像所述屏蔽層5的材料作為網材是輕微的，因此通過所述饋電芯線6或7被壓入到所述各楔角區域內一些。由此該屏蔽層5達到一大約開放的「8」字的外形。
所述信號芯線1和2和饋電芯線6和7共同構成所述電線的線芯，信號芯線1和2的直徑和饋電芯線6和7的直徑這樣彼此協調，使得對於該線芯而言構成一大約圓形的橫截面。圍繞該電線的線芯成形有一外屏蔽層10，該屏蔽層同樣由一種導電的噴塗金屬的塑料網構成。該塑料網同樣可以如所述屏蔽層5的塑料網那樣構造。
在所述饋電芯線6和7附近所空餘的空間內固定至少一個優選由鍍錫銅線製成的附帶絞合線11。但是該附帶絞合線11的金屬絲線也可以由與上述用於所述信號芯線1和2的導線3相同的材料製成。該附帶絞合線11既貼靠在所述屏蔽層5上，也貼靠在所述外屏蔽層10上。對應於在附圖中所示的，優選採用兩根例如位於所述饋電芯線6兩側的附帶絞合線11。當所述兩根附帶絞合線11的導電橫截面足夠滿足於該電線的有效電屏蔽時，可以在其他空留的空間內例如在所述饋電芯線7兩側安置絕緣材料的杆狀填充元件12。但是附帶絞合線11和填充元件12是任意分別布設的。因此，也可以在所述兩根饋電芯線6和7附近各定位一根附帶絞合線11和一個填充元件12。
在所述外屏蔽層10上作為該電線屏蔽的其他元件設置一優選設計為由導電性能良好的金屬絲線編織而成的網狀的屏蔽層13。該屏蔽層13也可以設計為編繩。其金屬絲線又可以由與信號芯線1和2的導線3相同的材料製成。該屏蔽層13由一絕緣材料製成的外皮14包繞。該外皮14可以藉助一擠壓機附設。該外皮可以例如由聚氯乙烯、不含滷化物的防火聚烯烴、如聚醚氨酯那樣的熱塑性彈性體或由烯烴類的熱塑性彈性體製成。
權利要求
1.一種柔性的控制電線，其具有由一絕緣材料製成的外皮包繞的一線芯，在該線芯中至少設有兩根用於數據傳輸的、被一共同的屏蔽層包繞的信號芯線及至少一根用於饋電的饋電芯線，其中，所述信號芯線及饋電芯線分別具有一由絕緣皮包繞的電導線，其特徵在於，-所述兩根相互捻合在一起的信號芯線(1，2)的絕緣皮(4)由發泡的絕緣材料製成，-圍繞所述信號芯線(1，2)無間隙地環繞成形有一作為屏蔽層(5)的、導電的噴塗金屬的塑料網，-在所述屏蔽層(5)之外在所述兩根信號芯線(1，2)之間的兩個位置相對的楔角區域內各設置一饋電芯線(6，7)，-在至少其中一根饋電芯線(6，7)旁固定至少一根由導電性能良好的金屬絲線製成的附帶絞合線(11)，-在由信號芯線、饋電芯線及附帶絞合線組成的整體單元之外設置一共同的由一導電的噴塗金屬的塑料網製成的外屏蔽層(10)，以及-該外屏蔽層(10)被一層由導電性能良好的金屬絲線製成的屏蔽層(13)包繞，在該屏蔽層(13)上設有一外皮(14)。
2.按照權利要求1所述的電線，其特徵在於所述信號芯線(1，2)和饋電芯線(6，7)的導線(3，9)以及所述附帶絞合線(11)和屏蔽層(13)的金屬絲線由銅或鍍錫、鍍銀、或鍍鎳的銅製成或由不含鎘的銅合金製成。
3.按照權利要求1或2所述的電線，其特徵在於所述塑料網的噴塗金屬由銅、鋁、銀、鎳或不含鎘的銅合金形成。
4.按照權利要求3所述的電線，其特徵在於所述塑料網的噴塗金屬由至少兩種不同的金屬形成。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的電線，其特徵在於所述附帶絞合線(11)既貼靠在所述屏蔽層(5)上，也貼靠在所述外屏蔽層(10)上。
6.按照權利要求1至5中任一項所述的電線，其特徵在於所述信號芯線(1，2)的絕緣皮(4)具有一光滑的外皮層。
7.按照權利要求1至6中任一項所述的電線，其特徵在於所述信號芯線(1，2)的直徑和饋電芯線(6，7)的直徑這樣彼此協調，使得在該電線的橫截面中得到一大約圓形的線芯。
8.按照權利要求1至7中任一項所述的電線，其特徵在於在靠近所述饋電芯線(6，7)的未安置附帶絞合線(11)的空間內安置由絕緣材料製成的杆狀填充元件(12)。
全文摘要
本發明公開了一種柔軟的控制電線，其具有一由絕緣材料製成的外皮(14)包繞的線芯，在該線芯中至少設有兩根用於數據傳輸的、被一共同的屏蔽層(5)包繞的信號芯線(1，2)及至少一根用於饋電的饋電芯線(6，7)。所述兩根相互捻合在一起的信號芯線(1，2)的絕緣皮(4)由發泡的絕緣材料製成。圍繞所述信號芯線(1，2)無間隙地環繞成形有一層作為屏蔽層(5)的、導電的噴塗金屬的塑料網。在所述屏蔽層(5)之外在所述兩根信號芯線(1，2)之間的兩個位置相對的楔角區域內各設置一饋電芯線(6，7)。在至少其中一根饋電芯線(6，7)旁固定至少一根由導電性能良好的金屬絲線製成的附帶絞合線(11)。在由信號芯線、饋電芯線及附帶絞合線組成的整體單元的外側設置一共同的由導電的噴塗金屬的塑料網製成的外屏蔽層(10)，以及該外屏蔽層(10)被一層由導電性能良好的金屬絲線製成的屏蔽層(13)包繞，在該屏蔽層(13)上設有一外皮(14)。
文檔編號H01B7/04GK1691212SQ20051006289
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月5日 優先權日2004年4月19日
發明者費迪南德·格羅格爾, 託馬斯·曼 申請人:尼克桑斯公司