Dokumentenidentifikation |
EP1460646 29.06.2006 |
EP-Veröffentlichungsnummer |
0001460646 |
Titel |
Flexibles Kabel mit einem abriebfesten Mantel |
Anmelder |
Nexans, Paris, FR |
Erfinder |
Grögl, Ing., Ferdinand, 90403 Nürnberg, DE; Mehl, Ing., Alfred, 91166 Georgensgmünd, DE |
Vertreter |
derzeit kein Vertreter bestellt |
DE-Aktenzeichen |
50303466 |
Vertragsstaaten |
AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR |
Sprache des Dokument |
DE |
EP-Anmeldetag |
17.03.2003 |
EP-Aktenzeichen |
032906679 |
EP-Offenlegungsdatum |
22.09.2004 |
EP date of grant |
24.05.2006 |
Veröffentlichungstag im Patentblatt |
29.06.2006 |
IPC-Hauptklasse |
H01B 7/18(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
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IPC-Nebenklasse |
H01B 7/295(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP
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Beschreibung[de] |
Die Erfindung betrifft einen abriebfesten Mantel für ein flexibles
Kabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für die Steuerung moderner Roboter- und Handlingsysteme werden Leitungen
mit einem hohen Maß an Flexibilität und Biegewechselfestigkeit benötigt. Derartige
Leitungen sind während des Betriebes in ständiger Bewegung. Sie müssen im Dauerbetrieb
Torsionen von ± 440° aushalten.
Aus der Zeitschrift "Elektrotechnik", Oktober 2000, 82. Jahrgang ist
ein hochflexibles Kabel für den Einsatz bei modernen Robotern bekannt, bei dem mehrere
Einzelkabel in einer Hybridleitung untergebracht sind. Die einzelnen Kabel sind
um einen leitenden Kern herum bündelverseilt. Um die Reibung der einzelnen Aufbauelemente
so gering wie möglich zu halten, weisen diese reibungsarme Isolationsoberflächen
sowie aufwendige Bandierungen auf. Als Isolierwerkstoffe werden solche auf Basis
Polyurethan bevorzugt, die sich durch eine hohe Abriebfestigkeit und Beständigkeit
gegen Hydraulikflüssigkeit und Mineralöl auszeichnen. Als Material für den Mantel
werden thermoplastische Elastomere eingesetzt, so daß der Mantel kerbfest
und scheuerfest ist.
Neben diesem Material ist auch ein halogenfreies und selbstverlöschendes
Mantelmaterial auf Polyurethanbasis bekanntgeworden, welches insbesondere bei Schweißleitungen
für hohe Flexibilität und extremen Schutz gegenüber Schweißspritzern mit großem
Erfolg eingesetzt wird.
Wegen der erheblichen mechanischen Belastungen durch Biegung, Torsion,
insbesondere aber wegen der bei beengten Verhältnissen häufig auftretenden Reibung
ist der Abrieb des Mantels so stark, daß die Kabel nach kurzer Zeit ausgetauscht
werden müssen. Ausfallzeiten sind jedoch teuer und werden von den Betreibern von
Fertigungslinien mit Robotern äußerst ungern hingenommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, die
Abriebfestigkeit des Außenmantels ohne eine Erhöhung des Mantelgewichtes zu
verbessern und damit die Benutzungsdauer derartiger Kabel zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten
Merkmale gelöst.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß
der Mantelabrieb wie bei den bisher bekannten Kabelmänteln auftritt, aber durch
die zusätzliche Schicht gestoppt zumindest aber stark erschwert wird. Die Öl- bzw.
Medienbeständigkeit der Gesamtleitung bzw. des Gesamtkabels wird positiv beeinflußt,
da die verwendeten Monofilamente gegen Öle und sonstige Medien hervorragend beständig
sind. Die Flammwidrigkeit der Leitung bzw. des Mantels kann durch den Einsatz von
flammwidrig gemachten Filamentmaterialien positiv beeinflußt werden. Ein weiterer
wesentlicher Vorteil besteht darin, daß durch die erfindungsgemäße Lösung
eine Reduzierung der Wanddicke erreicht werden kann, was sich vorteilhaft auf den
Außendurchmesser und die Flexibilität des Kabels bzw. der Leitung auswirkt.
Durch die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Leitung bzw. des Kabels
kann u. U. auf den beim Anwender häufig eingesetzten kostenintensiven Einsatz von
Gleitfett verzichtet werden.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In den Figuren ist mit 1 die Kabelseele bezeichnet, welche aus einer
Vielzahl von elektrischen Adern unterschiedlichen Querschnitts bestehen kann. Die
Kabelseele kann auch eine oder mehrere Datenleitungen - elektrisch oder optisch
- enthalten.
Die Kabelseele 1 ist umgeben von einer Kunststoffschicht 2, welche
ein Innenmantel oder eine die Kabelseele 1 umhüllende Kunststoffschicht sein kann.
Bei dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt auf der
Kunststoffschicht 2 ein Geflecht 3 aus Monofilamenten. Das Geflecht 3 hat eine optische
Bedeckung zwischen 40 und 70 %. Die einzelnen Monofilamente bestehen bevorzugt aus
Polyethersulfon oder aus Polyamid. Alternativ zu diesem Materialien können auch
Monofilamente aus Polyterephthalat, Polyharnstoff, Polycarbonat, Polyacrylnitril,
Polyvinylchlorid, Polyethylen und Polypropylen zur Anwendung kommen. Die Werkstoffe
sind bevorzugt flammwidrig gemacht.
Die Monofilamente haben einen Durchmesser von 0,15 bis 0,25 mm.
An Stelle eines Geflechtes kann auch eine Umseilung mit Monofilamenten
verwendet werden. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft bei stark torsionsbelasteten
Leitungen.
Auf die Schicht 3 wird ein Kunststoffmantel 4 mittels Druckextrusion
aufgebracht, d. h. das Kunststoffmaterial des Mantels 4 wird in die Freiräume der
Schicht 3 eingepreßt, so daß sich eine Verbindung zwischen den Schichten
2, 3 und 4 ergibt. Der Mantel 4 besteht bevorzugt aus Polyurethan oder einem thermoplastischen
Elastomer (TPE-O) z. B. Santoprene.
Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist zwischen der inneren Schicht 2 und der Schicht 3 noch ein Metallgeflecht 5 vorgesehen,
welches als elektrischer Schirm für die Leitung bzw. das Kabel wirkt. Bevorzugt
wird ein Kupfergeflechtschirm.
Zwischen dem Schirmgeflecht 5 und der Schicht 3 ist noch eine Kunststofffolie
6 z. B. aus Polyurethan oder Polyethylenterephthalat vorgesehen.
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Anspruch[de] |
- Abriebfester Mantel für ein eine Kabelseele und einen die Kabelseele umgebenden
Mantel aus abriebfesten thermoplastischen Kunststoff aufweisendes flexibles Kabel,
insbesondere für eine Schleppkettenleitung oder ein Roboterkabel, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel aus einer inneren extrudierten Kunststoffschicht (2) und
einer äußeren Mantelschicht (4) besteht, daß zwischen der inneren Kunststoffschicht
(2) und der äußeren Mantelschicht (4) eine Schicht (3) aus Monofilamenten
aus einem chemisch und thermisch stabilen Material mit einer optischen Bedeckung
von 40 bis 70 % vorgesehen ist und daß die äußere Mantelschicht (4)
durch Druckextrusion aufgebracht ist, wobei die Hohlräume in der Schicht (3) durch
das Material der äußeren Mantelschicht nahezu ausgefüllt sind, und die Schicht
(3) an der inneren Mantelschicht (2) anhaftet.
- Abriebfester Mantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schicht (3) aus einem Geflecht aus Monofilamenten besteht.
- Abriebfester Mantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schicht (3) aus zumindest einer Lage von auf die Kabelseele (1) aufgeseilten
Monofilamenten besteht.
- Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht (3) aus Monofilamenten aus Polyamid, vorzugsweise aus
Polyamid 6 besteht.
- Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht (3) aus Monofilamenten aus Polyethersulfon besteht.
- Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für ein Kabel mit einem
metallischen Geflechtschirm, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
Geflechtschirm (5) und der Schicht (3) eine Trennschicht aus Faservlies oder eine
Kunststofffolie (6) vorgesehen ist.
- Abriebfester Mantel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Faservlies oder die Kunststofffolie (6) eine Beschichtung aus einem bei Anwesenheit
von Feuchtigkeit quellendem Pulver (Quellpulver) aufweist.
- Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, für ein Kabel mit mehreren
Kabeladern, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern in einem Innenmantel
eingebettet sind.
- Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die optische Bedeckung der Schicht (3) zwischen 50 und 65 % liegt.
- Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser der Monofilamente zwischen 0,15 und 0,25 mm beträgt.
- Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel aus Polyurethan, Polyvinylchlorid oder einem thermoplastischen
Elastomer besteht.
- Abriebfester Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Monofilamente ein Flammschutzmittel enthalten.
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Patent Zeichnungen (PDF)
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