ES2285302T3 - Cable electrico de energia y control, flexible. - Google Patents
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Abstract
Cable de control eléctrico flexible que comprende un alma rodeada por una cubierta de material aislante y en el que hay previstas, al menos, dos líneas conductoras (1, 2) de señales, destinadas a la transmisión de datos, rodeadas por un blindaje (5) común, y cada una de las cuales incluye un conductor eléctrico rodeado por un aislamiento (4) de material aislante espumado, y, al menos, una línea (6, 7) de alimentación, destinada a la alimentación de energía y que incluye un conductor eléctrico rodeado por un aislamiento, caracterizado - porque hay formada una tela no tejida de polímero metalizada, electroconductora, en torno a las líneas conductoras (1, 2) de señales, a modo de blindaje (5), sin espacios libres, - porque en los intersticios enfrentados, entre las dos líneas conductoras (1, 2) de señales, existe, exteriormente al blindaje (5), en cada caso, una línea (6, 7) de alimentación, mediante la cual se aprieta algo el blindaje (5), haciéndolo penetrar en el intersticio respectivo, - porque los diámetros de las líneas conductoras (1, 2) de señales y de las líneas (6, 7) de alimentación que se extienden en los intersticios entre las mismas se hacen corresponder de tal manera que se consiga un alma aproximadamente circular en la sección transversal del cable, - porque, posicionada junto a, al menos, una de las líneas conductoras (6, 7) de alimentación existe, al menos, una trenza (11) de relleno de alambres (6, 7) con buenas propiedades de conducción eléctrica, que se extiende contra el blindaje (5) de las líneas conductoras (1, 2) de señales y contra un blindaje (10) exterior común, que comprende una tela no tejida de polímero metalizada, electroconductora y prevista en torno a la unidad que comprende las líneas conductoras (1, 2) de señales, las líneas conductoras (6, 7) de alimentación y la trenza (1, 2) de relleno, y - porque el blindaje exterior (10) está rodeado por una capa (13) de blindaje de alambres con buenas propiedades de conducción eléctrica, en torno a la cual está prevista la cubierta (14).
Description
Cable eléctrico de energía y control,
flexible.
La invención se refiere a un cable de control
eléctrico, flexible, de acuerdo con la cláusula precaracterizante
de la reivindicación 1 de la patente.
Tales cables de control - denominados, en lo que
sigue, mediante la abreviatura "cables" - se usan, por ejemplo,
para conectar equipos móviles con una fuente de tensión o una
fuente de señales. Los equipos móviles pueden ser, por ejemplo,
grúas, máquinas herramienta o robots. Los cables tienen que poder
resistir cargas mecánicas y presentar una resistencia al doblado
que permanezca constante durante un tiempo prolongado, por ejemplo,
cuando se usen con cadenas de arrastre de cables. Además, están
previstos de modo que sigan siendo flexibles en un intervalo de
temperaturas, por ejemplo, de entre -40ºC y +80ºC.
En el alma del cable conocido de acuerdo con el
documento DE 101 62 739 A1, hay previstos, en torno a un elemento
de alma central, un conductor de alimentación, destinado a alimentar
energía, y dos líneas de transmisión de datos. Las líneas de
transmisión de datos incluyen, en cada caso, dos conductores
aislados, rodeados por un blindaje común. En el alma del cable
existen, también, líneas de baja frecuencia, que comprenden, en cada
caso, dos conductores trenzados entre sí y rodeados por un blindaje
común. Un cable de este tipo, denominado, también, "cable
híbrido", presenta todos los elementos necesarios para la
transmisión de energía, datos y señales de control, conjuntamente,
en una unidad. Por tanto, no se requieren cables separados.
El documento
US-A-5 530 203 describe un cable
eléctrico combinado con conductores de alimentación previstos
centralmente y líneas exteriores para señales. Los conductores de
alimentación están rodeados por blindajes eléctricos, contra los
que se extienden, también, conductores de relleno. En torno a los
blindajes hay una capa aislante, alrededor de la cual están
previstos un gran número de conductores para señales, trenzados
entre sí, respectivamente, por pares y rodeados por una hoja de
aluminio. Entre cada dos pares hay previsto un conductor de
relleno.
El documento DE 202 05 484 U1 describe un cable
de transmisión con tres líneas para bus y una línea para
alimentación. Las líneas para bus están destinadas a la transmisión
de datos. Dos de las líneas de bus comprenden dos conductores
trenzados entre sí con aislamiento espumado, rodeados por una capa
de material aislante, en torno a la cual están previstos un
blindaje multicapa y una cubierta de material aislante. Las líneas
para bus y la línea de alimentación de cuatro conductores están
rodeadas, conjuntamente, por un conductor protector y elementos de
relleno, con un revestimiento de una cubierta interpuesta de un
poliuretano retardante de llama y libre de halógenos.
La invención tiene por objeto el diseño del
cable descrito al principio de tal manera que, aunque de
construcción simple, se garanticen buenas propiedades de
transmisión eléctrica y blindaje eléctrico eficaz a largo plazo,
con un aislamiento sencillo, por un lado, de los conductores de
señales y, por otro, de los conductores de alimentación.
Este objeto se logra del modo previsto en las
particularidades caracterizantes de la reivindicación 1 de la
patente.
Este cable puede fabricarse mediante tecnología
convencional usando máquinas y dispositivos asociados conocidos en
principio y de construcción simple. Presenta propiedades de
transmisión eléctrica relevantes, en particular en lo que se
refiere a la transmisión de datos mediante los conductores de
señales provistos de un aislamiento espumado. Como los conductores
de alimentación están previstos en los dos intersticios enfrentados
entre sí, entre los dos conductores de señales, los dos circuitos
de conducción diferentes son perpendiculares entre sí. Por tanto,
en lo que respecta a la construcción del cable, están muy bien
aislados entre sí. Se consigue muy buen blindaje, tanto para los
conductores de señales como para los de alimentación, merced al uso
de una tela no tejida de polímero metalizada. En este caso, en
particular, los dos conductores de alimentación están muy bien
blindados individualmente. La tela no tejida de polímero metalizada,
electroconductora, consiste, por ejemplo, y, de modo preferido, en
poliéster. Para obtener una capa metálica cerrada virtualmente, se
deposita un metal, preferiblemente aluminio o cobre, en el material
no tejido a partir de la fase de vapor. De ese modo, no sólo es
depositado en la superficie exterior del material no tejido sino
que, también, penetra en el mismo y rodea sus fibras interiores,
que, como es conocido, se mantienen conjuntamente de manera
desordenada en el material no tejido. Por tanto, el material no
tejido es revestido de manera "penetrante". En consecuencia,
presenta una capa de metal que, si bien porosa, está cerrada,
virtualmente, de manera completa, y que proporciona una cobertura
de los elementos envueltos del cable con material metálico eficaz
desde el punto de vista eléctrico, superior al 85%. El blindaje
eficaz eléctricamente del cable, con una sección transversal
conductora adecuada, se completa mediante la, al menos, trenza de
relleno, que comprende, preferiblemente, alambres de cobre estañados
que se extienden contra el blindaje de los conductores de señales y
el blindaje exterior. La capa de blindaje prevista en torno al
blindaje exterior, y que comprende, preferiblemente, alambres de
cobre, garantiza que el cable presente propiedades de
compatibilidad electromagnética muy buenas. Puede adoptar la forma
de trenza o envolvente trenzada.
Una realización ilustrativa del asunto de la
invención se representa en el dibujo.
La única figura del dibujo muestra la sección
transversal de un cable de acuerdo con la invención.
El cable representado en sección transversal en
el dibujo tiene dos líneas conductoras 1 y 2 de señales, cada una
de las cuales cuenta con un conductor 3, que, preferiblemente,
consiste en cobre y está rodeado por un aislamiento 4. El conductor
3 puede ser macizo o bien un conductor trenzado. Puede presentar una
capa exterior de estaño, plata o níquel. El conductor 3 puede
consistir, también, en una aleación de cobre, libre de cadmio. El
aislamiento 4 consiste en material aislante espumado, tal como, por
ejemplo, polietileno o polipropileno. Puede usarse, también, un
material aislante adecuado para temperaturas elevadas, tal como, por
ejemplo, copolímero de etileno-propileno fluorado
(FEP) o poli(fluoroetileno) (PFA). El aislamiento 4 puede
estar dotado de un revestimiento exterior suave merced a la técnica
de "revestimiento" conocida. Las dos líneas conductoras 1 y 2
de señales están trenzadas entre sí. Hay un blindaje común 5
previsto en torno a las líneas conductoras 1 y 2 de señales, que
comprende una tela no tejida de polímero metalizada,
electroconductora. La tela no tejida de polímero presenta, por
ejemplo, forma de banda, que es envuelta, sin espacios libres, en
torno a las líneas conductoras 1 y 2 de señales, mientras son
trenzadas.
En una realización preferida, tal tela no tejida
de polímero consiste en poliéster. Pero puede consistir, también,
en otros polímeros adecuados. El grosor de su pared varía,
preferiblemente, entre 50 \mum y 100 \mum. Para su metalización
se usa un metal con buenas propiedades de conducción eléctrica, en
particular, aluminio, cobre, plata, níquel o una aleación de cobre
libre de cadmio. Es posible, también, usar dos o más metales
diferentes, que puedan aplicarse uno después de otro. Para la
metalización, el metal se transforma al estado fundido y se
deposita, a partir de la fase de vapor, en el material no tejido. De
ese modo, el metal, también, penetra en el material no tejido y
rodea las fibras allí situadas y mantenidas juntas de manera
desordenada. En conjunto, se crea una capa de metal sobre la tela
no tejida de polímero y dentro de ella que, aunque porosa, está
cerrada virtualmente y que proporciona una cobertura superior al 85%
de las líneas conductoras 1 y 2 de señales encerradas.
En cada uno de los dos intersticios enfrentados,
entre las dos líneas conductoras 1 y 2 de señales, está prevista
una línea conductora, 6 o 7, de alimentación, exteriormente al
blindaje 5. Las líneas conductoras 6 y 7 de alimentación presentan,
cada una, un conductor eléctrico 8, que, una vez más, consiste,
preferiblemente, en cobre y está rodeado por un aislamiento 9. En
principio, para el conductor 8 pueden usarse los mismos materiales
que para el conductor 3 de las líneas conductoras 1 y 2 de señales,
descritos adicionalmente en lo que antecede. Materiales aislantes
adecuados para el aislamiento 9 son, por ejemplo, termoplásticos,
elastómeros termoplásticos, poliolefinas reticuladas mediante
radiación u otros materiales que soporten temperaturas elevadas,
tales como FEP, PFA o poli(tetrafluoretileno). Puesto que,
como material no tejido, el material del blindaje 5 es ligeramente
extensible, es apretado algo por las líneas conductoras 6 y 7 de
alimentación para hacerlo penetrar en el intersticio respectivo. En
consecuencia, al blindaje 5 se le proporciona, hasta cierto punto,
el aspecto de un "8" abierto.
Los diámetros de las líneas conductoras 1 y 2 de
señales, por un lado, y de las líneas 6 y 7 de alimentación, por
otro, que, conjuntamente forman el alma del cable, se hacen
corresponder entre sí de tal manera que se consiga que el alma
tenga una sección transversal aproximadamente circular.
Hay un blindaje exterior 10 formado en torno al
alma del cable que comprende, igualmente, una tela no tejida de
polímero metalizada y electroconductora. La tela no tejida de
polímero puede ser de construcción similar a la del blindaje 5.
Hay, al menos, una trenza 11 de relleno,
posicionada en los espacios libres restantes, junto a las líneas 6
y 7 de alimentación, que comprende, preferiblemente, alambres de
cobre estañados. Pero los alambres de la trenza 11 de relleno
pueden consistir, también, en los mismos materiales especificados en
lo que antecede para el conductor 3 de las líneas conductoras 1 y 2
de señales. La trenza 11 de relleno se extiende contra el blindaje
5 y contra el blindaje exterior 10. En concordancia con la
representación del dibujo, se usan, preferiblemente, dos trenzas 11
de relleno que se extienden, por ejemplo, a cada lado de la línea 6
de alimentación. Si la sección transversal conductora de las dos
trenzas 11 de relleno es adecuada para un blindaje eléctrico eficaz
del cable, pueden preverse elementos 12 de relleno de material
aislante en forma de trenza en los otros espacios libres, por
ejemplo, a cada lado de la línea 7 de alimentación. Pero la
disposición respectiva de las trenzas 11 de relleno y los elementos
12 de relleno puede ser cualquier disposición deseada. Por ejemplo,
es posible, también, que una trenza 11 de relleno y un elemento 12
de relleno, en cada caso, estén posicionados junto a las dos líneas
conductoras 6 y 7 de alimentación.
En torno al blindaje 10 exterior, como elemento
adicional del blindaje del cable, está prevista una capa 13 de
blindaje configurada, preferiblemente, a modo de trenza y que
comprende alambres con buenas propiedades de conducción eléctrica.
La capa 13 de blindaje puede estar configurada, también, a modo de
envolvente trenzada. Sus alambres pueden consistir, también, en los
mismos materiales que el conductor 3 de las líneas conductoras 1 y
2 de señales. La capa 13 de blindaje está rodeada por una cubierta
14 de material aislante. La cubierta 14 puede aplicarse por medio
de una extrusora. Puede consistir, por ejemplo, en
poli(cloruro de vinilo), una poliolefina retardadora de
llama y libre de halógenos, un elastómero termoplástico, tal como
poli(éter-uretano) o un elastómero termoplástico
olefínico.
Claims (6)
1. Cable de control eléctrico flexible que
comprende un alma rodeada por una cubierta de material aislante y
en el que hay previstas, al menos, dos líneas conductoras (1, 2) de
señales, destinadas a la transmisión de datos, rodeadas por un
blindaje (5) común, y cada una de las cuales incluye un conductor
eléctrico rodeado por un aislamiento (4) de material aislante
espumado, y, al menos, una línea (6, 7) de alimentación, destinada
a la alimentación de energía y que incluye un conductor eléctrico
rodeado por un aislamiento, caracterizado
- porque hay formada una tela no tejida de
polímero metalizada, electroconductora, en torno a las líneas
conductoras (1, 2) de señales, a modo de blindaje (5), sin espacios
libres,
- porque en los intersticios enfrentados, entre
las dos líneas conductoras (1, 2) de señales, existe, exteriormente
al blindaje (5), en cada caso, una línea (6, 7) de alimentación,
mediante la cual se aprieta algo el blindaje (5), haciéndolo
penetrar en el intersticio respectivo,
- porque los diámetros de las líneas conductoras
(1, 2) de señales y de las líneas (6, 7) de alimentación que se
extienden en los intersticios entre las mismas se hacen corresponder
de tal manera que se consiga un alma aproximadamente circular en la
sección transversal del cable,
- porque, posicionada junto a, al menos, una de
las líneas conductoras (6, 7) de alimentación existe, al menos, una
trenza (11) de relleno de alambres (6, 7) con buenas propiedades de
conducción eléctrica, que se extiende contra el blindaje (5) de las
líneas conductoras (1, 2) de señales y contra un blindaje (10)
exterior común, que comprende una tela no tejida de polímero
metalizada, electroconductora y prevista en torno a la unidad que
comprende las líneas conductoras (1, 2) de señales, las líneas
conductoras (6, 7) de alimentación y la trenza (1, 2) de relleno,
y
- porque el blindaje exterior (10) está rodeado
por una capa (13) de blindaje de alambres con buenas propiedades de
conducción eléctrica, en torno a la cual está prevista la cubierta
(14).
2. Cable según la reivindicación 1,
caracterizado porque los conductores (3, 9) de las líneas
conductoras (1, 2) de señales y de las líneas (6, 7) de
alimentación, y los alambres de la trenza (11) de relleno y de la
capa (13) de blindaje consisten en cobre o cobre revestido de
estaño, plata o níquel o en una aleación de cobre libre de
cadmio.
3. Cable según las reivindicaciones 1 o 2,
caracterizado porque la metalización de la tela no tejida de
polímero consiste en cobre, aluminio, plata, níquel o una aleación
de cobre libre de cadmio.
4. Cable según la reivindicación 3,
caracterizado porque la metalización de la tela no tejida de
polímero consiste en, al menos, dos metales diferentes.
5. Cable según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el aislamiento
(4) de las líneas conductoras (1, 2) de señales presenta un
revestimiento exterior suave.
6. Cable según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque están previstos
elementos (12) de relleno de material aislante en forma de trenza
en los espacios junto a las líneas conductoras (6, 7) de
alimentación en los que no esté prevista trenza (11) de relleno.
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