CN1173237A - 模制电缆,制造用预型件以及制造方法 - Google Patents

Abstract

一种包含多根导线和一网状导线护套的模制电缆。此网状护套有通过股条交叉形成的开口,股条上有供导线穿过的通道。此网状护套可与导线配合在一起制造,或借助一预型件形成通道来制造。然后后导线替换预型件,制成模制电缆。

Description

模制电缆、制造用预型件以及制造方法

本发明涉及一种模制电缆、制造方法以及在该模制电缆制造方法中所用的预型件。

电缆具有各种不同的形状、类型和数量的导线、绝缘材料以及结构形式。电缆可以简单得仅单根导线，并在其外侧简单地覆以绝缘材料。它们也可以很复杂，拥有多根不同类型和尺寸的导线，并且这些导线沿长度方向有不同的接出端或接出点。根据具体的应用情况，电缆在导线接出端可以有各种不同的终端设备，或者不接任何终端设备。

某些类型的电缆，在实际中用于各种带有电子线路或电子仪器的设备中。要求电缆连接电源和电子线路，并且发送和传递电子信号到其它电子仪器，例如到传感器、仪表、信号灯或其它视觉指示器，使得在仪器和活动协调中心之间保持联络。任一时刻，某种类型的电子信号或电流必须从一台设备发送或传递到另一台设备经常使用电缆来完成。

典型情况下，当多个信号或电流在当今最现代化的设备或机器间传递时，须制造具有多导线和多终端(引出端)的定制电缆。制造电缆的定制模式应用于小汽车、卡车、飞机、喷气式发动机、火箭、其它军用设备、计算机、电视、某些电话、立体声音响以及实际中可想到的使用各种电子线路的设备中。

过去，电缆利用几种不同的结构形式和方法制造。典型情况下，多根导线安置在护套或护层内。该护套可通过已知工艺中几种不同的方法缠绕或模制而成。模制技术使得电缆中多根导线为某种模塑物所包围。电缆可以是几种不同结构形式中的一种。电缆可以是扁平带状，也可是最普通的圆形结构形式。根据特定的应用和导线的类型，多根导线可以全都彼平行布置，也可按某种编织结构，互相缠绕。

在前面工艺的一个例子里，导线可以某种特殊方式排布，使得主要信号线由非信号运载线缠绕。这就提供了保护，免于受其它信号的干扰。非信号线可以是电流传输线或地线。随后，编排好的导线被绝缘材料以恰当的距离所包围。

具有特殊用途的定制电缆，常有导线在电缆的几个不同地方离开或进入电缆，并且每个带某种终端设备。这些类型的电缆，往往是按照为某种特定应用设计的定位模子来制造的。导线沿定位模子单根或以特定的线组安置好。每根线或线组被装在电缆中，并在特定的一些位置从电缆中伸出足够的长度，用于连接终端设备，并使终端设备能与某些电气装置相连。一旦所有导线布置在正确位置，电缆即缠绕包裹上绝缘材料，或借助模制工艺，电缆上覆盖上绝缘材料。对于后者，绝缘材料常完全填满导线间孔隙，并彻底环绕住导线，形成围绕电缆的外在绝缘物质。

前述工艺得到的电缆有几个缺点。当电缆中有多根导线时，对单根导线进行修理相当困难。通常情况下，为确定问题的所在，必须去掉电缆外面的相当大长度的绝缘材料。如果必须更换某根导线，从电缆一端到另一端的外部绝缘材料绝大部分要剥去。若导线以某编织方式存于电缆中，则单根导线无法去除或修理。若导线安置在某种模制护套中，不破坏电缆的完整性，去掉或修理某一单根导线是不可能的。

另一缺点是制造电缆的绝缘材料的重量。某些情况下，绝缘材料的重量实际上超过了电缆中导线的重量。这在某些使用电缆的运用场合很关键，尤其是在使用电缆设备存在某种运动时，如小汽车、航空飞行器、空间飞行器，以及其它几个可指出的军事或非军事应用场合。

授予Ysbrand的美国专利No.5,331,115给出了一种模制电缆和相应的一种生产方法，可消除上述各项缺点。在这一专利中，利用注射成型技术制造一种模制编织型电缆。也就是，许多导线布置在模子中，再通过一个注射成形步骤，形成围绕导线的防护套，从而得到模制电缆。同这一工艺相关的一个缺陷是注射成形中所用导线受注射成形工序本身的严重影响。

这样，需要开发一种改进的模制成形技术来制造这种模制电缆。为满足这种需要，本发明，在其中一方面，提供了一种新的和改进的模制成形方法：使用一个预型件，并能随后去掉，再放入要求的导线。在另一方面，本发明提供了模制电缆一种改进的护套结构。

因此，本发明的一个目的是提供一种模制电缆，以及一种适于制作电缆，而且能克服现有技术中的几个缺点的制造方法。

本发明的另一目的是提供一种模制电缆，其制成与现有技术中公知的类似电缆相比，可显著降低其总重量的电缆。

本发明又一目的在于提供一种电缆，易于去掉、修理或更换电缆中的某一单根导线，而不损害整个电缆的完整性。

本发明还有一目的是提供一种具有更大程度的柔韧性的电缆。

本发明的目的还在于提供一种改进的制造方法，其利用一预型件制造该模制电缆。

本发明的目的还在于提供一种使用菱形网状件作为电缆护套的模制电缆。

本发明的其它目的和优点，通过下面描述，将会更加清楚。

为实现上述目的和优点，本发明包含一种模制电缆，该电缆是由许多根导线构成的，导线以彼此隔开的方式布置。导线由类似塑料的模制复合物(以下简称模塑物)模制而成的网状件所包围。

另一种方式，网状件可制成带有一系列贯通的通道，用于容纳导线。

此网状件最好包括相对着的两个端部区，相对着的两个侧面区，以及延伸在它们之间的网状区。此网状区包括许多股条，这些股条延伸在相对着的两端部区之间，并互相交叉形成菱形开口。在每对股条的交叉点处都是一通道，至少允许一根导线穿过。

本发明的另一方面，一种制造模制电缆的方法，它包括下述步骤：准备一个模拟多根导线的预型件；准备一套模子，此模子带有用于安放预型件的模制成形面，形成一网状结构；向模子中加入某种模塑物，制成围绕预型件的模制电缆护套。此预型件可从模制电缆护套中去掉。预型件的去除，在网状件里留下一系列纵轴方向的直线通道，用于插入导线。若电缆护套由诸如聚胺脂或硅树脂模制而成时，预型件最好用不与模塑物粘连的材料制成。

此外，本发明公开了一种用于制作本发明模制电缆的预型件。此预型件由许多股线构成，每一股线有特定的长度和直径。同时也提供了一种连线器，其最好相对各股线纵轴方向的横向，附着到各股线上。在一实施例中，连线器与各股线模制成一体，这样连线器围绕住各股线，连线器设置在各股线的一端。运用时，在电缆护套注射成形前，先将预型件放在模子中。随后电缆护套模塑而成。一旦电缆护套固化结束并且模子冷却到室温，可从模子中取出电缆护套/预型件，然后从护套中取出预型件，留下空心通道，用于安放需要的导线。

为实现前述和其它本发明的目的，这里提供了模制电缆及其制造方法，特别是一种用于接电线的电缆，其中的每根导线均由类似塑料的物质通过模塑成形在恰当位置围绕着。

本发明的上述目的，其它目的及其特征，通过下面主要实施例的详细描述，会更易于理解。这些实施例是用来为了具体说明，并由附图表示出。

下面将结合附图详细描述本发明的优选实施例，附图中：

图1是一模制电缆的俯视图，表明电缆有许多导线，且导线在不同的位置从电缆引出；

图2是该模制电缆开始部分的仰视图；

图3是该模制电缆的截面视图；

图4是带有模制电缆的模子的示意图；

图5是用于制造本发明模制电缆的模子示意图；

图6是本发明另一实施例的立体图，表明一应用网状结构的模制电缆；

图7-9分别是沿图6中线VII-VII，VIII-VIII以及IX-IX的剖面图；

图10是本发明的一个优选预型件的俯视图；

图11是采用网状结构的模制电缆的又一实施例的俯视图；

图12是图6中模制电缆一部分的立体图，它为得到进一步细节而放大了。

现在参照图1至3，这里表示的一个优选实施例，表明了本发明模制电缆的本质特征。本发明的模制电缆10通常由许多导线12组成，这些导线通过一类似塑料的复合物的编成物28彼此保持在隔开的位置上。

下面描述本发明的模制电缆优选实施例，以及制造方法的最佳模式。然而，应该理解，下文所述实施本发明的最佳模式，是作为一种举例说明提供的，而不是一种限制。这意味着本发明的范围覆盖所有具有其基本设计特征的所有修改的情况。

本发明的编织电缆10，可包含少到三根导线，或几乎无限多根导线。通常包含的导线越多，编织结构越复杂，特别是需要多层时。导线12通常被认为是指第一根导线14、第二根导线16、并以这种方式直至最后一根导线18。通过将类似塑料的复合物24与导线12交织在一起构成编织结构30，导线12保持在彼此隔开的位置上。最好，类似塑料的复合物24为一种模塑物，可在熔融态使用，或者由两部分化合物构成如聚胺脂及其固化添加剂。

为了描述方便，类似塑料的复合物的编织结构30可描述为类似塑料的复合物24的窄条带28。然而，在优选实施例中，窄条带28实际形成是通过模塑物注射进入模子，沿整个长度方向几乎同时形成编织结构30来实现的。首先，类似塑料的复合物24在模制编织电缆10的开始端20附近，围绕导线12形成开始基底26。这确保将导线12的所有端部20保持在彼此隔开的位置上。然后，窄条带28编织在第一根导线14之上，第二根导线16之下，第三根导线之上，并以这种编织模式继续下去，直至最后一根导线18包含在内。随后，窄条带28环绕最后一根导线18编织，并以相反的方式向回编织导线12，直至第一根导线14，从而将导线束编织在一起并保证它们以相互间隔开的方式布置。此编织方式重复执行至结束位置32。窄条带28构成一个终止在结束位置32附近的，围绕所有导线的终结基底34。

开始基底26和终结基底34将所有导线固定在一起，并在模制电缆10的始端和终端使导线保持在彼此隔开的位置上。若没有基底26和34，导线12会自由地横向移动至类似塑料的复合物的第一条编织条带。这会导致模制电缆在这些位置结构薄弱。

实际上，按照本发明模制电缆10，以及制造方法，存在无限多的结构形式。如图1和4所示，有一单个的始端20和三个分开的终端位置22。电缆确切的结构形式，始端和终端的数量、位置，以及终端的类型，取决于具体情况。上述描述和说明并非意味着限定本发明的范围和应用。在任何确定的应用场合，可存在多个入口(始端)和多个出口(终端)。此外，在同一设备上可存在结构形式完全不同的多根电缆。

本发明的模制电缆可具有显著的优点。这包括，更大的柔韧性，重量减轻，和电缆内导线的可检修性。这里仅列出最明显的优点。由于导线没有被固定，而是整个固定在护套内，或缠绕而成或模制而成，因此，导线具有较大的移动自由。导线12在编织结构30范围内，可在窄条带28间滑动。这使此电缆比已知工艺的其它类型电缆，具有更大的柔韧性。

由于类似塑料的材料仅覆盖住导线12大约一半的外表面，并且导线间的空隙区没有填上，这样仅需一半或更少的上述类似塑料的材料。由于仅用一半的材料，电缆重量明显减轻了。

模制电缆10中的导线12的可检修性是可能的。这是由于这样的事实：电缆10内的导线12在编织结构30范围内可自由滑动，并且导线12大约一半的外表面可观察到。因此，可以很快观察到和接近故障区。单根或多根导线可从编织结构30中抽出，并更换新导线到编织件中而不会破坏电缆的完整性。这在通常知道的工艺下的电缆中是不可能的。一般，在通常工艺里，为观察和接近护套内的导线，必须除掉或劈开护套。因此，多数情况下是更换整个电缆而不是修理。

如上述所表明的，类似塑料的复合物24在优选实施例中是一种模塑物。如图4所示，在优选实施例中，编织结构30，是通过注射成形工艺制成的，当然也可使用其它合适的模制成形工艺。初始注射口由标号36表示。模塑物被注射进入初始注射口36，并经注射通道40流至各注射口40。如优选实施例里所示，每一单个注射口40形成类似塑料的复合物的两条窄条带28。设计中，所有的单独注射口40，应同时注入模塑物，制成编织结构30。因此，所有的窄条28基本是同时制成的。

多余的模塑物经排出口42排出，排出口42位于模制电缆10的单个注射口40相反的一侧。直到所有排出口42都有溢出的模塑物排出，模制电缆10才制成。这保证在模子50打开前，所有的窄条带28完全形成。

本发明模制电缆10生产的第一步是制造模子50，如图5所示。模子50可由已有工艺中几种方法中任一种进行。模子50包括狭槽52，一编织结构30，注射口40和排出口42。狭槽52与导线12和将制造出的最终电缆10的尺寸、数目和所预定的结构形态相对应。模子50也有一初始注射口36，用于容纳模塑物。在优选实施例中，初始注射口36通至注射通道38。与注射通道38相连的注射口40沿长度方向在不同位置供料给编织结构30。通常情况下，每一位置(指入口40)对应编织结构的两个编织条带。还设有狭槽区44对应于电缆护套开始基底26和狭槽区46对应于电缆护套结束基底36。

一旦模子做好了，下一步是将导线12装入狭槽52，随后将导线12和模子组装在一起，使整个组件准备好以便模塑物的注射成形。

可使用已有工艺中任一种注射成形工艺，将模塑物注射进入注射口36。模塑物将流经注射通道38进入各注射口40，进入编织结构30。一旦编织结构被完全填满，多余的模塑物会从排出口42排出。

随后依赖于特定的模塑物，开始其固化过程，使模塑物得到合适的固化和硬化。一旦经过适当固化，可打开取走模子50，留下模制电缆10。需要清除多余凸出物和切飞边，以便提供完整光洁的产品。

参照图6，本发明模制电缆的又一实施例标号为60，它包括一个可安放一根或多根导线的电缆护套。这将在下文描述。电缆护套61包括相对着的端部区63和相对着的侧部区65。在由端部区和侧面区围成的区域之内，是一网状区域67。为具体应用中安装护套的便利，护套61上可带有悬挂用的突出部分71。根据需要，突出部分可采用其它的结构形态，这些突起部分可位于护套的任何位置。

参照图6至9，护套的端部区包括彼此隔开一定距离的分开的通道73，在每一通道里，其尺寸可容纳一根或多根导线。

现在参照图6和12，网状区域67由一系列股条75组成，这些股条伸展布置在护套61的边界之内。每一股条75延伸在一端部区和一侧面区之间。这些股条75彼此之间，及同端部区63和侧面区65之间，按一定角度布置，进而形成菱形开口77，股条75之间构成的交叉部分由标号79表示。在每一这种交叉部分有一通道81，此通道在模制成形工艺中形成，并使其大小可容纳成品模制电缆的导线。

由于股条75相互间存在一定角度关系，构成菱形开口77，每一股条包含位于相邻交叉部分79之间、或交叉部分79与护套61的端部区、侧面区之间的短片83。在图7至9中本发明的护套的剖面图表明了短片83、通道81和交叉部分79之间的关系。在本发明范围内，开口77可具有除菱形之外的其它形状，如椭圆形、正方形、或类似的其它形状。

位于交叉部分79的通道81和位于端部区63的通道73在同一直线上，提供了贯穿护套61的纵轴方向通道85，用于容纳一根或多根导线。如上面所描述的那样，电缆护套61的制造，可以先将导线布置在通道85内，或者，作为另一种选择，象在下文描述的那样，制作该护套时先使用一预型件制好护套，随后将预型件移走，放入导线。

图11描绘了模制电缆的另一种结构形式，标号为60′。此结构表明，根据所需的用途，对于本发明的模制电缆，可使用不同形状和类型的末端区63′和悬挂用突出部分71′。示于图11的模制电缆60′也是模制电缆制造中所用的模子成形面的形状的一个实施例。也就是，模子成形面按照通常的圆形路径制成模制电缆。

对于将导线置于模子中合适位置，再制造模制电缆的情况，可运用上述制造编织型模制电缆的模制成形工艺。即将导线均布置在模子中恰当位置，制成模制电缆60。

作为另一种选择，可使用如图10所示的一个预型件来制造电缆护套61。在这一方法中，先利用预型件将电缆护套模塑而成。然后，取出预型件，更换上所需数目的导线，制成模制电缆。

参照图10，一个典型的预型件标号为100，它包括许多预型件股线101。预型件股线均沿长轴线方向排列，并通过一连线器103连接起来。预型件制造时，最好将连线器103与预型件股线101直接注射成形为一体。预型件100最好由模塑物如各种硬度的聚胺脂、各种硬度的硅树脂等模制而成。作为另一种选择，预型件100可由金属材料如不锈钢制成，连线器可是金属或非金属材料制成，二者用常规方法连接起来。类似地，也可以连线器是金属材料，而股线由非金属材料制成。

连线器可带有凹槽105，在用预型件制造电缆护套61时，便于预型件的定位。

应当理解，连线器103可以采用各种形状或结构形式，并且可沿股线长度方向位于任何位置。如图10所示，各股线均可在长度上连续增加，这样，当预型件100用在图11所描述的模子中时，预型件股线终端107终止在大体上与模制电缆60′的一终端区端面在同一直线上的位置。

预型件100最好注射成形制成，并且能够模制成而，这样各股线都沿长轴线排列，或者形成类似图11所示结构形态的圆环。

在制造电缆护套61的方法中，首先将一预型件100放在模子中。最好，模子由两个半模组成，预型件先放在半模之一上。另一半模放在前一半模之上，并将二半模夹紧，然后，用模塑物如聚胺脂注射成形。模子注满之后，将其置于高温炉中固化处理。

在固化生效和模子冷却至室温后，打开模子，取出电缆护套和预型件的复合体。然后，从电缆护套中取出预型件，这样在护套61的网状区67中留下空心通道(见图12)。

然后，将所需导线塞入上述空心通道，制成包括电缆护套和电导线的模制电缆。由于在模制、固化阶段使用了预型件，导线放入护套，处于无应力状态，且没暴露于任何高温下。这样，导线具有更长的寿命。并且，如上所述，通过从电缆护套中取出某单根或多根导线并换上另外一根或多根导线，电缆中每根导线都是可更换的。

在模制成形过程中，如果必要，可使用分离剂，确保产品从模子取出后预型件与电缆护套的分离。应该明白，依照预型件不同的股线，在模制成形过程形成的网状件可以有不同的截面形状。例如，各股线可是椭圆形、圆形、正方形、矩形(如图12所示)。根据所需的应用情况和模制电缆所用导线的类型，网状件的尺寸也可改变。例如，大直径导线要求网状件尺寸足够大，以构成容纳导线的通道。类似，小直径的导线，可由尺寸小一些的网状件容纳。此外，本发明的模制电缆和制造方法允许使用各种数量的导线。对于某一给定的应用场合，与它要求的导线数量相一致，预型件也可容纳任何数量的股线。

在图6-12中描述的实施例，可带有上面图1-5描述的任何特征。

这样，本发明通过其优选实施例得到说明，达到本发明前文列举的各项目的；提供了一种新型与改进的模制电缆，制造方法以及本发明制造方法所用的预型件。

当然，在不脱离本发明的宗旨和范围的前提下，本领域的熟练技术人员可作出各种修改、变化和增补。

因此，这意味着本发明只是通过后附的权利要求书来限定其范围。

Claims (26)

1.一种模制电缆，它包含：构成所述电缆的许多导线，所述导线以彼此隔开的方式布置；以及

类似塑料的模塑物模制成围绕所述导线的网状件。

2.如权利要求1所述的模制电缆，其特征在于，所述模塑物是硅树脂。

3.如权利要求1所述的模制电缆，其特征在于，所述模塑物是聚胺脂。

4.如权利要求1所述的模制电缆，其特征在于，所述网状件还包含：

a)相对着的多个端部区；

b)相对着的侧面区；以及

c)一个延伸在所述相对着的端部区和所述相对着的侧面区之间的并围绕所述导线的网状区。

5.如权利要求4所述的模制电缆，其特征在于，每一所述相对着的端部区有贯通孔，作为至少一根所述导线的通道。

6.如权利要求4所述的模制电缆，其特征在于，所述网状区还包含许多股条，所述股条延伸在所述对着的端部区和侧面区之间，并互相交叉形成开口，每对股条的交叉部分包含有一通道，作为至少一根所述导线穿过的通道。

7.如权利要求4所述的模制电缆，其特征在于，所述类似塑料的模塑物是硅树脂或聚胺脂。

8.一种用在制造模制电缆中的预型件，它包括：

a)许多预型件股线，每一预型件股线具有特定的长度和直径；

b)横向围绕所述许多预型件股线并附着在股线上的连线器，所述连线器设置在所述许多预型件股线一端附近；以及

c)其中所述许多预型件股线和所述连线器，由金属或非金属材料制成。

9.如权利要求8所述的预型件，其特征在于，所述许多预型件股线长度可穿过所述连线器的宽度增长。

10.如权利要求8所述的预型件，其特征在于，所述连线器包括用来与制造上述模制电缆的模子配合的装置。

11.如权利要求10所述的预型件，其特征在于，所述配合装置是位于所述连线器上的用来接纳所述模子的一突起部分的至少一个凹槽。

12.如权利要求8所述的预型件，其特征在于，它由非金属材料制成。

13.一种制造模制电缆的方法，它包括下述步骤：

a)准备一预型件，用来模拟许多导线；

b)准备一套模子，它包括用于安放所述预型件的第一模制成形面部分和一个与所述第一成形面一起形成网状结构的第二成形面部分；

c)向所述模子中加复合物，形成一围绕所述预型件的模制电缆护套；以及

d)其中所述预型件可从所述模制电缆护套中取出，并代之以许多导线，形成所述模制电缆。

14.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述预型件准备阶段是提供这样一种预型件，它具有：

a)许多预型件股线，其中每一股线具有特定的长度和直径；

b)一个模制在所述许多预型件股线上的连线器，所述连线器安置在所述许多股线的一端附近；以及

c)其中所述许多预型件股线和所述连线器可由金属或非金属材料制成。

15.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述向模子中加料步骤是注射成形。

16.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述预型件从所述护套中取出，在所述模制电缆护套中形成沿纵轴直线排列的通道，用于容纳所述导线。

17.如权利要求16所述的制造方法，其特征在于，导线塞入所述通道，形成所述模制电缆。

18.一种模制电缆护套，它包括一网状件，此网状件包括对着的端部区，对着的侧面区以及延伸在所述对着的端部区和对着的侧面区之间的网状区；所述网状区有许多沿纵轴直线排列的贯穿通道，用于安装导线；所述网状件由类似塑料的模塑物制成。

19.如权利要求18所述的模制电缆，其特征在于，每个所述对着的端部区都有贯通孔，作为至少一根所述导线的通道。

20.如权利要求18所述的模制电缆，其特征在于，所述类似塑料的模塑物是硅树脂或聚胺脂。

21.如权利要求18所述的模制电缆护套，其特征在于，它还包括一预型件，所述预型件的一部分安置在所述沿纵轴直线排列的通道中。

22.如权利要求21所述的模制电缆护套，其特征在于，所述预型件还包括：

a)许多预型件股线，每一预型件股线具有特定的长度和直径；

b)一个与所述许多预型件股线模制在一起的连线器，所述连线器设置在所述许多预型件股线的一端附近；以及

c)其中所述许多预型件股线和所述连线器可由金属或非金属材料制成，并且其中每一所述预型件股线位于一个相应的所述的沿纵轴直线排列的通道中。

23.一种制造模制电缆的方法，它包括下述步骤：

制造一套模子，此模子带有相应于具有预定结构形状的许多导线的多个狭槽；并有垂直于上述狭槽的网状结构；还有向所述网状结构注入模塑物的许多注射口；

将许多导线安装在所述模子的所述狭槽中，所述导线分为第一根导线，第二根导线，并直至最后一根导线；

向所述注射口注射一种模塑物，以便所述模塑物流入所述模子中的所述网状结构内；

让此模塑物恰当固化；以及

将所述模塑物和导线的复合体从所述模子中取出来。

24.如权利要求23所述的制造方法，其特征在于，所述网状结构提供了在交叉股条间的菱形开口，在一部分所述网状结构上出现的所述股条的交叉部分包围住一根所述导线。

25.如权利要求8所述的预型件，其特征在于，所述预型件是由金属材料制成。

26.如权利要求22所述的模制电缆护套，其特征在于，所述金属材料是不锈钢，所述非金属材料是硅树脂或聚胺脂。

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