Трехмерный сформованный плоский кабель, способ его изготовления и применения

Авторы патента:

ФРАНК Торстен (DE)

РЕБЕЛЬ Дени (FR)

H01B7/08 - плоские или ленточные кабели

Владельцы патента RU 2305336:

КАРЛ ФРОЙДЕНБЕРГ КГ (DE)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к кабельной промышленности. Техническим результатом является упрощение способа изготовления. Плоский кабель состоит из многослойного материала, который содержит, по меньшей мере, одну токопроводящую дорожку, заключенную между двумя изоляционными слоями, и, по меньшей мере, один несущий слой, которые соединены друг с другом посредством клеевого слоя. Многослойный материал или все компоненты для многослойного материала наносят на формовочный инструмент и под действием тепла, облучения и/или давления формуют, а затем посредством охлаждения ниже температуры стеклования Tg клеевого слоя или отверждения клеевого слоя фиксируют в трехмерной форме. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение касается трехмерного (3D) сформованного плоского кабеля, способа его изготовления и применения.

Из документа DE-A 19649972 известен способ изготовления комплекта электропроводки для транспортных средств, при котором провода заклеены несущей фольгой и оснащены штепселями и закреплены на носителе устойчивой формы, причем, по меньшей мере, некоторые из проводок состоят из неизолированных многожильных проводников, которые уложены друг за другом и независимо друг от друга на изолирующей, снабженной клеевым слоем несущей фольге вдоль заданной линейной направляющей, и затем или на несущую фольгу положена изолирующая защитная фольга и склеена с несущей фольгой с применением давления, или несущая фольга и уложенный многожильный проводник покрыты слоем защитного лака и окончательно подогнаны обрезкой по контуру места применения. Недостатком в этом способе является трудоемкая прокладка токопроводящих дорожек и их закрепление на носителе устойчивой формы.

Из документа DE-A 19628850 известен кабельный жгут и способ его изготовления, который имеет токопроводящие кабели, которые расположены в первом слое полимера с углублениями, причем первый слой полимера выполнен так, что он проходит вдоль заданных линий прокладки токопроводящих кабелей, и второй слой полимера, который крепко связан с первым слоем полимера, так что он, по меньшей мере, покрывает углубление первого слоя полимера и наносится вакуумным формованием.

Известные решения имеют в качестве недостатка то, что они или должны быть в очень трудоемком процессе нанесены вручную на поверхность носителя устойчивой формы, или должны быть изготовлены отдельные детали, нанесены проводники и их положение должно быть зафиксировано посредством второго полимера.

Изобретение имеет своей задачей создать установленный трехмерно (3D) сформованный плоский кабель, а также способ его изготовления, который устраняет недостатки известных решений и позволяет на промежуточном этапе изготовить плоские формостабильные кабели, которые только на втором этапе размещаются на местах их сборки.

Согласно изобретению задача решается посредством трехмерного сформованного формостабильного плоского кабеля, состоящего из многослойного материала, который состоит из, по меньшей мере, одной заключенной между двумя изоляционными слоями токопроводящей дорожки и, по меньшей мере, одного несущего слоя, которые соединены друг с другом посредством клеевого слоя, причем многослойный материал или все компоненты для многослойного материала нанесены на формовочный инструмент и под действием тепла, облучения и/или давления сформованы, а также посредством охлаждения ниже температуры стеклования Tg клеевого слоя или отверждения клеевого слоя зафиксированы в трехмерной форме.

Такой 3D-кабель является также промежуточной деталью, пригодной для хранения на складе перед сборкой. Несущий слой может состоять из металлических или пластмассовых слоев фольги или пористых слоев.

Предпочтительно в качестве клеевого слоя используется термопластичный клей, термопластичная клеевая фольга и/или клеевой нетканый материал с точкой плавления Tm<180°С и/или латентный реактивный клей с температурой сшивания <140°С. Клеевые слои этого типа позволяют крепко связать несущий слой со слоем плоского кабеля и придать форму промежуточной формованной детали. Также может быть использована температура сшивания >140°С, когда путем охлаждения слоя токопроводящей дорожки может быть исключено повреждение. При применении реактивных клеев охлаждение может быть ненужным, разумеется должно быть осуществлено соответствующее закрепление посредством последующего отверждения путем сшивания.

Для лучшего использования может быть предусмотрен служащий покрытием более пористый слой. Пористый слой состоит предпочтительно из нетканого материала или ткани из полимерного волокна.

Плоский кабель согласно изобретению может, по меньшей мере, частично быть покрыт термопластом. Таким образом, изготовление сформованной детали возможно на месте сборки.

Предпочтительно проводники токопроводящей дорожки перед получением многослойного материала кабеля (ламинированием) открыты, по меньшей мере, на части внешней поверхности для образования контактных полей.

Особенно предпочтительным является плоский кабель, который снабжен электронными конструктивными элементами. Тем самым очень рационально могут быть изготовлены функционально-технические готовые электронные встроенные детали.

Изготовление 3D-плоского кабеля как промежуточной детали происходит таким способом, что многослойный материал, состоящий из слоев плоского кабеля, клея и нетканого материала, наносится на формовочный инструмент, выравнивается и под действием тепла и/или облучения, и/или давления формуется, а также охлаждением ниже температуре стеклования Tg клеевого слоя или отверждением клеевого слоя фиксируется в своей трехмерной форме и вынимают из формовочного инструмента. В качестве давления, например, прикладывается пониженное давление к обратной стороне многослойного материала.

Предпочтительно зафиксированные в своей трехмерной форме многослойные части далее обрабатываются пуансонами, фрезами или резцами и на отдельном этапе монтируются на месте использования или для лучшего монтажа, по меньшей мере, частично покрываются термопластом методом литья под давлением.

Для выравнивания температуры предпочтительно в процессе получения многослойного материала (ламинирования) и/или в формовочном инструменте использовать металлическую фольгу.

В качестве нетканого материала для вышеназванного способа используются предпочтительно материалы из полиэфира или полиамида, которые имеют толщину от 0,1 до 2 мм, прочность на разрыв от 50 до 250 Н/50 мм и относительное удлинение от 30 до 50%. Используемый в качестве термопластичного клеевого слоя клеевой нетканый материал должен иметь температуру размягчения между 30 и 180°С, его плотность должна находиться между 10 и 70 г/м², и он должен иметь низкий индекс расплава.

Далее изобретение представлено с помощью примеров.

Пример 1

В качестве материала используются гибкий плоский кабель (FFC), толщиной 1,2-1,4 мм, плавящийся клеевой нетканый материал из сополиамидов с Tm: 105-110°С, плотностью от 30 г/м² и термически связанный полиэтилентерефталатовый (ПЭТ) фильерный нетканый материал с плотностью от 250 г/м². По обратной стороне FFC с помощью гладильного пресса ламинируется нетканым материалом с клеевым веществом, плавящимся при 140°С. Нетканый материал служит при этом в качестве несущего слоя, плавящееся клеевое вещество улучшает формуемость. Этот многослойный материал фиксируется на позитивном формовочном инструменте и формуется при 140°С/30 с. После охлаждения инструмента многослойный материал извлекается из формы как плоский формостабильный кабель.

Пример 2

Аналогично примеру 1 гибкий плоский кабель ламинируется вместе с сополиамидом плотностью 45 г/м², с точкой плавления Tm от 105°С, и термически связанным штапельно-волоконным нетканым материалом из полиэтилентерефталатовых волокон с плотностью от 100 г/м² с применением алюминиевой фольги 0,5 мм толщиной в качестве охлаждающего элемента и при 140°С/45 с фиксируется на позитивном формовочном инструменте. После охлаждения инструмента многослойный материал извлекается из формы как формостабильный кабель.

Пример 3

Аналогично примеру 1 гибкий плоский кабель ламинируется вместе с клеевым веществом, твердеющим под воздействием ультрафиолетового света (УФ) и термически связанным фильерным нетканым материалом из полиэтилентерефталатовых волокон с плотностью от 150 г/м². Формование происходит при комнатной температуре при облучении УФ-светом на позитивном формовочном инструменте. После охлаждения инструмента многослойный материал извлекается из формы как плоский формостабильный кабель. Затем плоский кабель устойчивой формы частично покрывается полипропиленом методом литья под давлением.

Пример 4

Аналогично примеру 1 гибкий плоский кабель, который снабжен электронными конструкционными элементами, такими как светоизлучающие диоды (LED), ламинируется вместе с сополиамидом плотностью 25 г/м², с точкой плавления Tm от 105°С, и термически связанным фильерным нетканым материалом из полиэтилентерефталатовых волокон с плотностью от 150 г/м² и при 110°С/120 с фиксируется на позитивном формовочном инструменте. После охлаждения инструмента многослойный материал извлекается из формы как плоский кабель устойчивой формы.

Дополнительные примеры представлены в следующих таблицах.

1. Трехмерный сформованный формостабильный плоский кабель, состоящий из многослойного материала, который состоит из, по меньшей мере, одной заключенной между двумя изоляционными слоями токопроводящей дорожки и, по меньшей мере, одного несущего слоя, которые соединены друг с другом посредством клеевого слоя, причем многослойный материал или все компоненты для многослойного материала нанесены на формовочный инструмент и под действием тепла, облучения и/или давления сформованы, а также посредством охлаждения ниже температуры стеклования Tg клеевого слоя или отверждения клеевого слоя зафиксированы в трехмерной форме.

2. Плоский кабель по п.1, отличающийся тем, что несущий слой состоит из металлической или пластмассовой фольги.

3. Плоский кабель по п.1, отличающийся тем, что несущий слой состоит из пористого слоя.

4. Плоский кабель по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что клеевой слой состоит из термопластичного клеевого вещества, термопластичной клеевой фольги и/или клеевого нетканого материала с точкой плавления Tm<180°С и/или латентного реактивного клеевого вещества с температурой сшивания <140°С.

5. Плоский кабель по п.2 или 3, отличающийся тем, что предусматривается дополнительный пористый слой, служащий покрытием.

7. Плоский кабель по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что плоский кабель, по меньшей мере, частично покрыт термопластом.

8. Плоский кабель по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что проводники токопроводящей дорожки перед получением многослойного материала, по меньшей мере, на части их внешней поверхности открыты для образования контактных полей.

9. Плоский кабель по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что плоский кабель снабжен электронными конструктивными элементами.

10. Способ изготовления плоского формостабильного кабеля по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что многослойный материал, состоящий из слоев плоского кабеля, клеевого вещества и несущего слоя, или все компоненты для многослойного материала по отдельности наносят на формовочный инструмент, выравнивают при комнатной температуре и под действием тепла, облучения и/или давления придают форму, а также охлаждением ниже температуры стеклования Tg клеевого слоя или отверждением клеевого слоя фиксируют в трехмерной форме и извлекают из формовочного инструмента.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что для выравнивания температуры в процессе получения многослойного материала и/или в формовочном инструменте используют металлическую фольгу.

12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что зафиксированные в своей трехмерной форме части многослойного материала монтируют на отдельном этапе или покрывают термопластом методом литья под давлением.

Похожие патенты:

Электрический кабель // 2302681

Электрический кабель для питания электродвигателей погружных нефтенасосов // 2302680

Изобретение относится к подземному оборудованию нефтяных скважин и может быть использовано для питания электродвигателей погружных нефтяных насосов. .

Электрический кабель для питания электродвигателей погружных нефтенасосов // 2302679

Кабель электрический // 2302049

Изобретение относится к области электротехнической промышленности и может быть использовано в качестве силового электрического кабеля для питания электродвигателя погружного нефтяного насоса.

Способ монтажа многослойных проводов питания (ленточных кабелей или печатных плат) при прокладывании токопроводящих линий связи для трехфазного переменного тока с целью подавления электромагнитных наводок, возникающих от явления самоиндукции в цепях питания // 2258969

Диэлектрическая композиция для защитного покрытия // 2246147

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в производстве газоразрядных индикаторных панелей (ГИП). .

Плоский электрический кабель повышенной проводимости для электроснабжения приемников электрического тока и передачи сигналов телефонной, телевизионной, компьютерной и радиосвязи // 2244359

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к плоским электрическим кабелям, и может быть использовано в качестве универсального плоского кабеля повышенной проводимости для электроснабжения приемников электрического тока, передачи сигналов телефонной, телевизионной, компьютерной и радиосвязи.

Способ изготовления универсального кабеля // 2214635

Изобретение относится к технологии изготовления универсальных (многофункциональных) электрических кабелей для нефтедобычи, которые используются в комплекте с оборудованием нефтяных и водяных скважин для питания электродвигателей погружных насосов, для путевого электропрогрева высоковязкой нефтегазовой смеси в скважине, для предотвращения образования и ликвидации парафиногидратных пробок в скважине, для путевого электропрогрева трубопроводов, а также в качестве грузонесущего кабеля.

Прессованный кабель, заготовка и способ для его изготовления // 2152656

Изобретение относится к прессованным кабелям, способу их изготовления и к заготовке, использующейся для изготовления прессованного кабеля этим способом. .

Литой кабель (варианты) и способ его изготовления // 2124244

Лента управления полем на основе варистора // 2404468

Изобретение относится к ленте с нелинейными электрическими свойствами для управления полем, содержащей микроваристорные частицы из ZnO

Электрический транспонированный провод // 2404469

Изобретение относится к электрическому транспонированному проводу, состоящему из двух находящихся рядом столбцов, в каждом из которых, располагаясь друг на друге, расположены плоские изолированные друг от друга электропроводящие жилы, имеющие прямоугольное сечение, причем по всему своему протяжению провода первого столбца выгибаются так, что переходят во второй столбец, а после заданной длины прохождения вновь возвращаются в прежний штабель (см

Плоский силовой кабель // 2456694

Изобретение относится к плоским силовым кабелям, предназначенным для работы в неблагоприятных условиях окружающей среды

Электрический кабель для установок погружных электронасосов // 2493624

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к силовым электрическим кабелям, предназначенных для питания двигателей погружных насосов, применяемых в нефтедобывающей промышленности. Электрический кабель для установок погружных электронасосов состоит из заключенных в броню трех параллельно уложенных плоских токопроводящих жил, покрытых изоляцией. Жилы уложены в ячейки профилированной в поперечном сечении защитной ленты, а броня наложена методом обмотки. Изобретение увеличивает продольную гибкость кабеля и обеспечивает возможность его работы в условиях повышенных температур. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Силовой кабель // 2498436

Изобретение относится к кабелям для междувагонного соединения, который может динамично изгибаться и вращаться, чтобы соответствовать перемещению и оставаться самоподдерживающимся. В соответствии с настоящим изобретением силовой кабель содержит армированную волокном (таким как стекловолокно) полимерную подложку, соединенную с металлическим проводником, которые заключены в термоусаживаемую трубку, при этом толщина подложки сужается вдоль всей длины кабеля. Изобретение обеспечивает создание кабеля с большой жесткостью и самоподдерживающим усилием там, где проводник будет обжат, и меньшей, где проводник не будет обжат. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Транспонированный гибкий комбинированный ленточный жгут // 2533885

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельной технике, а именно к изготовлению и применению ленточных жгутов, и может быть использовано в сложных радиотехнических и электронных системах. Транспонированный гибкий комбинированный ленточный жгут, состоящий из токопроводящих жил, которые соединены между собой в жгут с возможностью ответвления токопроводящих жил из жгута, состоит из отдельных элементов в виде ленточных кабелей, содержащих токопроводящие жилы или кабели на их основе, соединенные между собой гибкой связью с помощью плетения или ткани, и имеют возможность соединения в любой точке по его длине таким образом, что есть возможность их последующего разветвления на любом участке жгута, причем гибкая связь выполнена с возможностью удержания элементов жгута в одной плоскости. Технический результат заключается в создании компактного, гибкого, комбинированного, прочного, единого кабеля, обладающего возможностью в любой точке жгута как разветвления, так и соединения токопроводящих жил, проводов или групп проводов, при этом сохраняя свои эксплуатационные свойства. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Гибкий печатный кабель и способ его изготовления // 2536861

Изобретение относится к области гибких электрических соединений и может быть использовано при изготовлении гибких печатных плат и кабелей. Гибкий печатный кабель содержит изоляционную подложку, сформированный на ней рисунок проводников и изоляционное защитное покрытие на поверхности изоляционной подложки, на изоляционное защитное покрытие нанесено дополнительное (верхнее) покрытие в виде тонкой пленки фторсодержащего поверхностно-активного вещества, в качестве которого применена перфторполиэфиркислота. Способ изготовления гибкого печатного кабеля включает формирование рисунка проводников на изоляционной подложке, нанесение на них изоляционного защитного покрытия, обработку поверхностей изоляционной подложки и изоляционного защитного покрытия раствором фторсодержащего поверхностно-активного вещества в органическом растворителе и сушку. В качестве покрытия используют (0,2-5)% раствор перфторполиэфиркислоты марки 6МФК-180 в хладоне 113. Технический результат состоит в повышении сопротивления изоляции при работе во влажной среде, снижении коэффициента трения поверхности кабеля.2 н. и 2 з.п. ф-лы,1 табл., 2 ил.

Электрический проводник винтовой геометрии // 2543965

Изобретение относится к электрическому оборудованию, в частности к плоским или ленточным токопроводящим кабелям. Электрический проводник винтовой геометрии выполнен в виде ленты, закрученной в спираль вокруг продольной оси, проходящей через центр поперечного сечения ленты, согласно решению поперечное сечение ленты выполнено в форме клина. Проводник снабжен внешним тефлоновым покрытием. Технический результат заключается в снижении электрического сопротивления для акустического сигнала в широком диапазоне частот, а также снижении массы при сохранении эксплуатационных параметров. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Электрический проводник спиральной геометрии (варианты) // 2570903

Изобретение относится к электрическому оборудованию, в частности к токопроводящим кабелям трубчатой конструкции, образованным смотанным в спираль ленточным проводником. Электрический проводник спиральной геометрии выполнен в виде ленты, закрученной в спираль вокруг продольной оси, продольная ось расположена за пределами поперечного сечения ленты, между витками выполнены воздушные зазоры либо зажат замок. Витки выполнены с прогибом центральной части в сторону продольной оси. Проводник снабжен внешним тефлоновым покрытием, выполненным в виде трубки, касающейся проводника в местах размещения замка. Технический результат заключается в снижении массы при сохранении эксплуатационных параметров, повышении гибкости, виброустойчивости и способности к безразрывному растяжению. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Непрерывно транспонированный провод // 2575877

Изобретение относится к непрерывно транспонированному проводу (2), содержащему несколько идентичных элементарных проводников (20), которые соединены параллельно, причем каждый элементарный проводник (20) последовательно и многократно занимает каждое возможное положение внутри всего поперечного сечения провода. В соответствии с настоящим изобретением каждый элементарный проводник (20) представляет собой поднабор, содержащий по меньшей мере два проводника прямоугольного поперечного сечения, прочно объединенных вместе при помощи объединяющего покрытия, нанесенного по меньшей мере между упомянутыми двумя плоскими сторонами и на стороны упомянутых проводников, прилежащие к упомянутым плоским сторонам, для образования поднабора. Проводники внутри поднабора могут быть расположены или плоской поверхностью к плоской поверхности или бок о бок. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.