本發(fā)明涉及一種制造具有至少一個(gè)芯線的電線路的方法,該芯線具有由若干單線構(gòu)成的線束以及包裹線束的絕緣護(hù)套。本發(fā)明還涉及這種電線路以及具有相應(yīng)的電線路的機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)。
背景技術(shù):
這種方法以及這種電線路例如可以由US 4,471,161得知。在該文獻(xiàn)中描述了絞合芯線及其制造,其中,多個(gè)單線借助絞合機(jī)相互扭絞成絞合線。如此制成的絞合線為了形成芯線還以擠出到其上(aufextrudiert)的護(hù)套來進(jìn)行包裹。這種具有絞合導(dǎo)體的芯線尤其用在期望線路有高柔性的應(yīng)用中。與具有實(shí)心線作為導(dǎo)體的芯線相比,由于絞合導(dǎo)體具有多個(gè)單線而具有這種柔性。
此外,例如由US 4426837 B得知一種用來制造具有反捻(SZ絞合)的絞合的單線的扭絞機(jī)。在此,單線與長(zhǎng)形的管一起轉(zhuǎn)動(dòng),這些單線在這些管內(nèi)進(jìn)行引導(dǎo)。由于管的轉(zhuǎn)動(dòng),單線在從管中出來時(shí)相互絞合,并且在那里輸送給擠出器用以施裝護(hù)套。
在制造絞合導(dǎo)體時(shí),例如由DE 689 15 881 T2、EP 1 191 545 A1或由US 5449861 B原則上公知的是使絞合導(dǎo)體變緊實(shí),也就是說,將單線相互擠壓。在扭絞或絞合過程中,通常首先將單線或單線束輸送給扭絞元件,例如扭絞接套或扭絞盤。如果希望變緊實(shí),則例如相應(yīng)地構(gòu)造扭絞接套,從而使得通過該扭絞接套實(shí)現(xiàn)緊實(shí)。由DE 689 15 881 T2公知了線材拉模(Zieheisen)的使用。在所有情況下均將這樣聚集在一起的線束輸送給絞合機(jī),扭絞的線束在絞合機(jī)的端部上纏繞在容納線匝上。絕緣套通常事后在單獨(dú)的方法步驟中圍繞絞合的線束進(jìn)行安裝。
但這種扭絞或絞合過程總的說來成本非常高,這例如與具有實(shí)心線而非具有絞合導(dǎo)體的芯線相比導(dǎo)致了更高的成本。
如果要在汽車領(lǐng)域應(yīng)用絞合導(dǎo)體,也就是作為機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)的一部分,則絞合導(dǎo)體的設(shè)計(jì)方案還典型地要與特定的標(biāo)準(zhǔn)(它們例如由JIS C 3406-1987或JASO D 611-94得知)相匹配。在汽車領(lǐng)域的絞合導(dǎo)體典型地被設(shè)計(jì)用于低電壓。它們通常應(yīng)該盡可能緊實(shí),還應(yīng)該輕便。在盡可能緊實(shí)的設(shè)計(jì)方案方面,例如由JASO D 611-94公知的是使絞合導(dǎo)體變緊實(shí),以便將扭絞復(fù)合物尤其是也擠壓成圓形形狀。為了降低重量,公知了具有減少的、薄壁的絕緣部的線路,所謂的FLRY線路。用于低電壓和低電流的汽車領(lǐng)域的絞合導(dǎo)體典型地具有由多個(gè)單線構(gòu)成的扭絞元件,通常是7至70個(gè)單線,尤其是7至37個(gè)單線,它們分別具有在0.18毫米至0.32毫米的單線直徑,因此絞合導(dǎo)體具有約0.8毫米至2毫米的范圍內(nèi)的直徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在此基礎(chǔ)上,本發(fā)明的任務(wù)在于:可以實(shí)現(xiàn)成本低廉地制造柔性的線路。
按照本發(fā)明,該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的方法以及具有權(quán)利要求9的特征的線路來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求中得出。在方法方面提出的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選構(gòu)設(shè)計(jì)方案也能夠合理地轉(zhuǎn)用到線路上,并且反之亦然。
該方法在此用來制造具有線束和絕緣護(hù)套的線纜,線束由若干單線構(gòu)成。護(hù)套借助擠出器制成,其中,由長(zhǎng)的單線構(gòu)成的線束為此在輸送區(qū)域中持續(xù)地輸送給擠出器。為了預(yù)定線束的橫截面形狀,將線束直接在擠出器之前在輸送區(qū)域中沿著中間縱軸線引導(dǎo)穿過成形元件,其中,成形元件圍繞其中間縱軸線和線束旋轉(zhuǎn)。直接跟隨在成形元件之后,借助擠出器將絕緣護(hù)套施裝到線束上。也就是說,成形元件圍繞線束進(jìn)行相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過成形元件,設(shè)定最終制成的芯線中的線束的期望的橫截面形狀。為此,將線束的尤其松散的單線在徑向方向上聚集在一起。
因此,線束幾乎是直接在擠出器之前在輸送區(qū)域中被準(zhǔn)備好用于擠出器中的處理,由此還使得將絕緣護(hù)套施裝到線束上變得容易。該設(shè)計(jì)方案的基本想法在于:取消了借助絞合機(jī)進(jìn)行的昂貴的絞合,并且將線束無絞合地或至少在沒有進(jìn)行有針對(duì)性的絞合的情況下輸送給擠出器。也就是說,成形元件的作用僅在于使線束具有期望的、例如正圓的形狀。線束不與旋轉(zhuǎn)的成形元件一起轉(zhuǎn)動(dòng),或者單線不借助旋轉(zhuǎn)的成形元件相互捻合。隨后,線束以通過成形元件賦予其的形狀直接輸送給擠出器,從而通過擠壓過程施裝的絕緣部將線束保持在預(yù)定的期望的幾何形狀中。“直接跟隨”因此這樣理解:通過成形元件預(yù)定的幾何形狀還保持著并且直接在時(shí)間和空間上緊隨其后的擠壓步驟中被固定。
對(duì)于旋轉(zhuǎn)的成形元件來說尤其重要的是使其圍繞中間縱軸線旋轉(zhuǎn),也就數(shù)說通常圍繞單線的輸送方向旋轉(zhuǎn)。因此,能夠更好地分配在單線穿引過成形元件時(shí)作用到單線上的力,這是因?yàn)槌尚卧鄬?duì)于線束旋轉(zhuǎn)。由此降低了單線的負(fù)載,并且降低了在單線穿引過成形元件時(shí)線扯斷的危險(xiǎn)。
因此,通過該措施,整體上不需要絞合。絞合在此通常指的是單線在從滾筒上開卷之后圍繞中間縱軸線相對(duì)彼此進(jìn)行的各種有針對(duì)性的捻合或扭轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的扭絞也屬于此,其中,單線分層地(lagenweise)圍繞中間芯線扭絞并因此具有對(duì)稱的、同心的結(jié)構(gòu)。絞合在此也廣義地指所謂的搓扭,其中,線束中的單線圍繞中間縱軸線扭轉(zhuǎn),其中,在搓扭時(shí)未達(dá)到如在傳統(tǒng)的扭絞過程中那樣的單線的限定的位置。
在連續(xù)的方法中,這樣制成的線路可以制造成近似無限長(zhǎng)的產(chǎn)品,其典型地具有數(shù)百米的長(zhǎng)度。因此,線路在施裝護(hù)套之后還典型地卷繞在滾筒上。
因此,在優(yōu)選的改進(jìn)方案中,也整體上省略了這種有針對(duì)性的扭絞或絞合,尤其完全省略了絞合機(jī),并且單線無捻合地或至少基本上在一定程度上無捻合地位于線束中。因此,單線幾乎彼此平行地延伸。它們至少基本上平行地且優(yōu)選精確平行地輸送給成形元件,并且還在該成形元件中平行地繼續(xù)引導(dǎo)并且無捻合地離開成形元件。
作為精確平行的取向的備選方案,在適宜的設(shè)計(jì)方案中還設(shè)置了相對(duì)較大的大于0.5米的捻距,并且尤其是大于2米的、直至平行地延伸的單線的無限長(zhǎng)的捻距。捻距在此指如下長(zhǎng)度,在該長(zhǎng)度中,線束圍繞自身的中間縱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)了360°。這種不精確平行的傳輸?shù)脑虼蠖嗍且驗(yàn)榫€束是從尤其固定不動(dòng)的滾筒上開卷的。在此,還可以省略主動(dòng)的(旋轉(zhuǎn)的)扭絞或絞合元件,并進(jìn)而省略了傳統(tǒng)的絞合機(jī)。
在扭絞的導(dǎo)體的情況下,原則上也可以應(yīng)用成形單元直接在擠出器之前的布置。在此尤其重要的是,成形元件圍繞線束旋轉(zhuǎn),從而使單線的負(fù)載保持得很小。因此在這種情況下,將已絞合的線束輸送給成形元件。該線束也穿引過旋轉(zhuǎn)的成形元件,但不與之一起旋轉(zhuǎn)。在此,也進(jìn)行期望的成形,從而使得最終制成的線路具有很好的圓度,并且隨后施裝的護(hù)套具有相對(duì)于線束的高同心度。在此,通過成形元件在扭絞過程之后并且例如在多次轉(zhuǎn)向之后使線束具有期望的形狀,尤其是變圓。
在未扭絞的變型實(shí)施方案中,單線在制造技術(shù)上通常作為大致松散的束從貯存器,尤其是滾筒上開卷,并且被輸送給成形元件。在需要時(shí),多個(gè)單線或束也可以在成形元件之前從多個(gè)貯存器中首先聚集在一起,并且在成形元件中組合成線束。
如果線束在此不是從一起轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒上開卷的,而是從固定不動(dòng)的滾筒上開卷的,那么這典型地會(huì)導(dǎo)致線束中的單線的由開卷過程導(dǎo)致的且不是有針對(duì)性地產(chǎn)生的捻合、確切地說是搓扭,從而如上面提到的那樣,單線不精確平行地進(jìn)行輸送。但是,在此出現(xiàn)了相對(duì)較大的捻距,其至少大于0.5米,并且尤其還至少大于2米。而在有針對(duì)性地為了汽車領(lǐng)域中的特定的應(yīng)用目的而進(jìn)行的捻合的情況下,捻距在數(shù)毫米至0.1米的范圍內(nèi)。
總的說來,通過省略耗費(fèi)的扭絞過程實(shí)現(xiàn)了成本低廉的制造方法。同時(shí)通過使用單線,使線路的期望的高柔性得以繼續(xù)保持。
很長(zhǎng)直至無限長(zhǎng)的捻距的特別的優(yōu)點(diǎn)還在于:由于很長(zhǎng)或無限長(zhǎng)的捻距而節(jié)省材料和重量,這尤其對(duì)于汽車領(lǐng)域中的打算好的應(yīng)用領(lǐng)域是尤其重要的。與傳統(tǒng)的絞合導(dǎo)體相比,僅此就可以實(shí)現(xiàn)大約1%的節(jié)省。
在此尤其重要的是,線束借助成形元件直接在擠出器之前被準(zhǔn)備好。有線束在其中進(jìn)行準(zhǔn)備的成形元件相應(yīng)地優(yōu)選離擠出器(也就是,可以說是擠出器輸入端)少于2米,并且尤其是少于0.5米地定位。
根據(jù)適宜的方法變型方案,成形元件還用來使單線橫向于單線的縱向方向地相互貼靠,其中,因此典型地構(gòu)成具有近似柱體周側(cè)面形的表面的線束。以這種方式提供了具有盡可能小的厚度或盡可能小的直徑的線束。根據(jù)第一變型實(shí)施方案,單線在此未變形。這樣相互貼靠的單線直接跟隨地在擠出器中以絕緣護(hù)套(典型的是塑料)包覆,從而線束通過護(hù)套保持其通過成形元件預(yù)定的形狀。
成形元件為此有利地構(gòu)造為成形套筒,也就是構(gòu)造為至少區(qū)段式地呈空心柱體形和/或截錐形的主體,線束直接在擠出器之前在輸送區(qū)域中被引導(dǎo)穿過該主體。根據(jù)第一變型實(shí)施方案,成形套筒的尺寸在此被選擇成使得線束中的單線在其與線束的縱軸線的相對(duì)位置方面不受影響,但在幾何形狀方面被改形。
在優(yōu)選的第二備選方案中,通過成形元件不僅實(shí)現(xiàn)了線束中的單線的一種取向或換位(Umpositionierung),而且還實(shí)現(xiàn)了線束的壓緊,其中,線束中的單線在穿過成形元件時(shí)被相互擠壓,以便進(jìn)一步減少線束的厚度或線束的直徑。成形元件在此具有錐形的進(jìn)入?yún)^(qū)域并且逐漸變細(xì)至最終直徑,該最終直徑的大小被確定為實(shí)現(xiàn)了期望的壓緊?!皦壕o”在此理解為:關(guān)于在單線的最緊實(shí)的可能的布置的情況下而單線本身未變形的直徑,線束的直徑減少了例如1%至3%。通過壓緊,尤其還實(shí)現(xiàn)了更好的變圓的特別的優(yōu)點(diǎn),從而更接近柱體周側(cè)面的線束的表面。因此,用于擠出和用于護(hù)套所需的套材料保持得很少。此外,通過壓緊使線束至少已經(jīng)大致保持在一起,從而使得單線在通向擠出器的路徑上不會(huì)相互分離。
如前面所描述的那樣,此外設(shè)置的是,成形元件圍繞中間縱軸線旋轉(zhuǎn)。尤其在壓緊過程中,在縱向方向上靠外的單線被高負(fù)載。這還可能導(dǎo)致單線被扯斷。通過成形元件的旋轉(zhuǎn),現(xiàn)在出現(xiàn)的縱向力沿側(cè)向?qū)С?,從而降低了單線的負(fù)載。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選大于100轉(zhuǎn)/分鐘,并且尤其是大于500轉(zhuǎn)/分鐘。成形元件通常被主動(dòng)地驅(qū)動(dòng)。
單線的非常小的橫截面尤其會(huì)導(dǎo)致這種線扯斷的危險(xiǎn)。通常由銅或銅合金構(gòu)成的單線典型地具有<1毫米,尤其還<0.5毫米的直徑。
對(duì)于在這里有吸引力的應(yīng)用情況,也就是尤其對(duì)于汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用來說,在此尤其制造出相對(duì)較小的線路(例如按照開頭提到的標(biāo)準(zhǔn)),其中,芯線內(nèi)的整個(gè)線束的直徑最大在2毫米至4毫米的范圍內(nèi)。因此相應(yīng)地,有限數(shù)量的單線通常小于60個(gè)單線,優(yōu)選小于20個(gè)單線。單線在此典型地具有在0.11毫米至0.4毫米或直至0.60毫米的范圍內(nèi)的直徑。
以這種方式制成的芯線整體上具有與傳統(tǒng)的絞合導(dǎo)體相似的抗斷強(qiáng)度,在傳統(tǒng)的絞合導(dǎo)體中,單線是相互捻合的。但是,制造費(fèi)用比傳統(tǒng)的絞合導(dǎo)體更低,因此生產(chǎn)成本也更低。這種線纜因此是介于實(shí)心線導(dǎo)體與傳統(tǒng)的絞合導(dǎo)體之間的中間解決方案,它對(duì)于多種應(yīng)用領(lǐng)域來說是有利的。相應(yīng)地,借助在此介紹的方法優(yōu)選制造出具有至少一個(gè)這樣的芯線的線路,該芯線具有由若干未扭絞的單線構(gòu)成的線束。這樣的芯線尤其被考慮用于單芯線的線路,也用于多芯線的線路。在多芯線的線路中,單芯線在此優(yōu)選由共同的線纜套組合在一起。備選地,各個(gè)單個(gè)芯線例如根據(jù)(柵式)平行帶狀纜線(Stegleitung)的方式相互連接。這種尤其單芯線或多芯線的線路尤其使用在機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域中。在此所描述的方法(其中,成形元件直接布置在擠出過程之前)尤其使用在未絞合,也就是未捻合的線束中。但原則上該方法也可以在已絞合的線束中使用,也就是說在已扭絞的且尤其是也在已搓扭的線束中使用。尤其是在如下實(shí)施方案中使用,其中,借助緊實(shí)單元,也就是尤其是成形套筒使線束被壓緊實(shí)。
附圖說明
下面借助示意圖詳細(xì)地闡述了本發(fā)明的實(shí)施例。其中:
圖1以橫截面圖示出了單芯線的線路;
圖2示出了穿過根據(jù)圖1的A-A的縱截面圖;
圖3以俯視圖示出了線路的制造設(shè)備;以及
圖4以縱截面圖示出了單芯線的線路的備選實(shí)施方案。
彼此相應(yīng)的構(gòu)件在所有附圖中分別配設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
具體實(shí)施方式
下面示例性描述的且在圖1中以未按比例的橫截面圖示出的單芯線的線路2通過芯線4形成。
該線路在此包括線束6,線束被由塑料構(gòu)成的絕緣護(hù)套8包覆。在實(shí)施例中,每個(gè)線束6在此由七個(gè)直徑d1<1毫米的單線10構(gòu)成,其中,六個(gè)單線10在周側(cè)貼靠在中央的單線10上。
如在圖1中示出的那樣,線束6實(shí)施為壓緊的線束6,并且這些單線10與此相應(yīng)地被相互擠壓。因此,減少了每個(gè)線束6的厚度或每個(gè)線束6的直徑,并且每個(gè)單線10的橫截面形狀也由于每個(gè)單線10在線束6的壓緊過程中經(jīng)受的變形而偏離圓的形狀。線束6的總直徑d2例如在2毫米至3毫米的范圍內(nèi)。
由于壓緊,使兩個(gè)線束6即使在沒有絕緣護(hù)套8的情況下也分別部分地保持它們的形狀。單線10之間的保持在一起由于壓緊而典型地不像傳統(tǒng)的絞合導(dǎo)體那樣實(shí)施得那么強(qiáng)烈,在傳統(tǒng)的絞合導(dǎo)體中,絞合線的形狀尤其由于對(duì)單線10有針對(duì)性地進(jìn)行捻合而得以保持。如從圖2示意性地得出的那樣,在線束6上未進(jìn)行這種有針對(duì)性的捻合。因此,單線10至少基本上相互平行并且與中間縱軸線平行地延伸。也就是說,它們并沒有捻合。
相應(yīng)的線纜2的制造是在生產(chǎn)設(shè)備12中進(jìn)行,如在圖3中未按比例示出的那樣。在此,預(yù)制的單線10從線滾筒14上開卷,例如作為松散的線束6,并且持續(xù)地輸送給擠出器16,在該擠出器中,給這些單線配設(shè)絕緣護(hù)套8。直接在擠出器16之前,也就是在輸送區(qū)域中沿加工方向A看位于擠出器輸入端之前,單線10在此通過壓緊單元(即成形套筒18)進(jìn)行引導(dǎo),單線10借此成束并且變形成壓緊的線束6。成形套筒18的輸出端在此與擠出器的輸入端以間距a間隔開。間距a在此優(yōu)選最大為數(shù)米,尤其小于2米,優(yōu)選約為0.5米。
加工速度,也就是線束6被牽拉穿過成形套筒18的速度,在此典型的是1000米/分鐘至2000米/分鐘。
為了沿側(cè)向?qū)С鲈趬壕o時(shí)出現(xiàn)的力,并且為了因此降低線扯斷的危險(xiǎn),成形套筒18在此期間圍繞線束6的中間縱軸線20旋轉(zhuǎn)。該成形套筒優(yōu)選以大于500轉(zhuǎn)/分鐘,尤其是約1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
隨后,在擠出器16中將護(hù)套8擠出到線束上。
代替此處所描述的成形套筒18,原則上也可以考慮其他的例如用于對(duì)線束進(jìn)行圓鍛(Rundkneten)的壓緊單元。在此,以在線束6的周邊分布的方式布置有多個(gè)能運(yùn)動(dòng)的成形側(cè)板,它們通過相協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)過程對(duì)線束6進(jìn)行擠壓。但該圓鍛通常在橫截面明顯更大時(shí)才考慮。
此外還應(yīng)注意,線束6的單線10應(yīng)該是硬拉的(ziehhart),而不應(yīng)是軟化退火的(weichgeglüht)。因?yàn)檠芯勘砻?,只有?jīng)硬拉的線才能以期望的程度壓緊。這是因?yàn)榻?jīng)退火的線材料優(yōu)選僅在軸向方向上流動(dòng),而不會(huì)實(shí)現(xiàn)期望的壓緊,也就是在單線10的徑向方向上的變形。
如果在制造線纜2時(shí)線束6不是從一起轉(zhuǎn)動(dòng)的線滾筒14上開卷,而是從固定不動(dòng)的線滾筒14上開卷,那么這典型地導(dǎo)致線束6中的單線10以例如2米的捻距的搓扭(如圖4示出的那樣),該搓扭是由開卷過程導(dǎo)致的并且不是有針對(duì)性地產(chǎn)生的。捻距s在此指如下長(zhǎng)度,在該長(zhǎng)度中,線束圍繞自身的中間縱軸線旋轉(zhuǎn)了360°。由開卷過程導(dǎo)致的捻合或搓扭的捻距s在此基本上依賴于線滾筒14的直徑,并且明顯大于按現(xiàn)有技術(shù)的有針對(duì)性地產(chǎn)生的捻距。
本發(fā)明并不局限于上面所描述的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員也能夠從中推導(dǎo)出本發(fā)明的其他變型方案,而不偏離本發(fā)明的主題。此外,所有結(jié)合實(shí)施例所描述的單個(gè)特征尤其也能夠以其他方式相互組合,而不偏離本發(fā)明的主題。
附圖標(biāo)記列表
2 線路/線纜
4 芯線
6 線束/束
8 護(hù)套
10 單線
12 生產(chǎn)設(shè)備
14 線滾筒
16 擠出器
18 成形套筒
20 中間縱軸線
A 加工方向
a 間距
d1 單線的直徑
d2 線束的直徑
s 捻距