DE69637029T2

DE69637029T2 - Mehrzweckdraht für oberflächen-montage

Info

Publication number: DE69637029T2
Application number: DE69637029T
Authority: DE
Inventors: Robert Jay Ashburn Sexton
Original assignee: Newire Inc
Current assignee: Newire Inc
Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: BR9608489B1; CN1139941C; EP0830690B1; CN100590752C; CN1790816A; MX9709664A; CA2220876C; CN1514446A; HK1067230A1; NO975629D0; NO975629L; KR19990022023A; EP0830690A1; NO323976B1; DK0830690T3; US5807141A; EA001499B1; AU5979596A; BR9608489A; NO20062245L

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Flachverdrahtung und insbesondere eine dünne, biegbare, oberflächenmontierte Flachleitung zur Anwendung in einer Vielzahl von Verdrahtungs- oder Verlegungsanwendungen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Aktuelle Verlegungstechniken und Verlegungsverfahren legen dem Benutzer in vorhandenen geschäftlichen und privaten Anwendungen zahlreiche Einschränkungen auf. Die Auswahl für das Hinzufügen, das Ändern oder Umverlegen der zahlreichen Verlegungsanwendungen – Elektroleitungen, Telefonleitungen, Antennenleitungen/Gemeinschaftsantennenanlagenleitungen, Lautsprecherkabel und Niederspannungsverkabelung sowie zugehörige Stecker, Schalter und Anschlüsse – ist kostspielig oder störend oder beides.
Behelfsmäßige oder entfernbare Lösungen, wie zum Beispiel Verlängerungsleitungen, lange Telefonleitungen und Antennen-/Gemeinschaftsantennenanlagen-Leitungen, externe Lautsprecherleitungen und Niederspannungsteilungen, sind umständlich und lassen sich nur schwer in einem Raum verstecken oder in den Raum einfügen.
Dauerhafte Installationen erfordern entweder einen Fachmann zur Installation in einer Wand, wenn der Benutzer eine versteckte Installation wünscht, oder die Nutzung einer Art eines nicht ästhetischen oder nicht flexiblen Installationsrohres. Beide Methoden sind tendenziell kostspielig.
Angesichts des Vorstehenden besteht ein Bedarf an einem dauerhaften, nicht störenden, kostengünstigen, leicht zu installierenden, standortspezifischen, versteckten System für Verlegungs- und Umverlegungs-Anwendungen auf Wänden und Decken. Weiterhin besteht ein Bedarf an zugehörigen Steckern, Schaltern und Anschlüssen, die eine Schnittstelle zwischen einem solchen neuen Verlegungssystem und der herkömmlichen Verkabelung bereitstellen.
Die US-A-3168617 beschreibt ein elektrisches Kabel, das eine Vielzahl Leiter besitzt, von denen jeder eine Breite zwischen 0,025 und 0,635 cm (0,010 und 0,250 Inch) und eine festgelegte Beabstandung von Mitte zu Mitte von 2,54 cm (0,100") besitzt. Die Leiter sind an einer isolierenden Schicht angeklebt und durch eine andere abgedeckt, die an der ersten angebracht ist, um die Leiter zu umgeben. Die US-A-2200776 beschreibt ein Stromversorgungskabel für eine Tauchpumpe, die drei Leiter einer laminierten Struktur aufweist, die einzeln isoliert sind und dann in einem isolierenden Material und einem äußeren Kupferrohr eingehüllt sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung schafft einen flachen Mehrzweckdraht zum Verdrahten oder Neuverdrahten, wie er in Anspruch 1 angegeben ist.
Die Querschnittshöhe der flachen Leiter und der Isolationsschicht kann 0,005 bis 0,13 cm (0,002 bis 0,050 Inch) dick sein.
Beispielhaft und nicht einschränkend kann die vorliegende Erfindung in einer breiten Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, wie unter anderem elektrische Standardinstallationen, Telefonleitungen, Lautsprecherleitungen, Niederspannungsleitungen, wie zum Beispiel Sicherheitssysteme sowie unter Putz verlegte Beleuchtungsleitungen und Kabelfernsehleitungen.
Die leitenden Schichten sind im Allgemeinen etwa 0,005 cm (0,002 Inch) dick, können jedoch in dem Bereich von etwa 0,001 bis 0,051 cm (0,0004 bis 0,020 Inch) liegen. Die Anzahl und die Dicke der Schichten können angepasst werden, um für die gewünschte Anwendung geeignet zu sein. Es ist zu beachten, dass die verschiedenen in dieser Schrift beschriebenen Abmessungen bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung beachtlich schwanken können.
Die isolierende Schicht kann aus Materialien bestehen, die aus der Gruppe, bestehend aus Polyesterfilmen (zum Beispiel Dupont Mylar), Urethanfilmen oder Teflonfilmen, ausgewählt werden. Das Klebematerial kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Klebeband (zum Beispiel 3M 9500PC), flüssigem Klebstoff oder einer Kombination aus beidem besteht.
Es ist zu beachten, dass die vorstehende allgemeine Beschreibung wie auch die folgende ausführliche Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und weiterführende Veranschaulichung der beanspruchten Erfindung bereitstellen sollen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Aspekte und Vorteile werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des Flachdrahts der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verständlich werden, wobei die 7 bis 14 und 18 bis 20 Komponenten zur Verwendung in Verbindung mit dem Flachdraht der Erfindung umfassen, um die Art und Weise der Benutzung anzugeben. In den Zeichnungen:
1 ist eine auseinander gezogene Seitenquerschnittsansicht eines dreiadrigen flachen Leiters zur Anwendung in standardmäßigen elektrischen Leitungsverlegungsanwendungen.
2 ist eine auseinander gezogene Seitenquerschnittsansicht eines fünfadrigen flachen Leiters zur Anwendung in Anwendungen, die zwei Schaltkreise erfordern.
3 ist eine auseinander gezogene Seitenquerschnittsansicht eines zweiadrigen flachen Leiters zur Anwendung in Lautsprechersystemen.
4 ist eine auseinander gezogene Seitenquerschnittsansicht eines sechsadrigen flachen Leiters zur Anwendung in Telefonanwendungen.
5 ist eine auseinander gezogene Seitenquerschnittsansicht eines zweiadrigen flachen Leiters für Gemeinschaftsantennenanlagen-Anwendungen.
6 ist eine auseinander gezogene Seitenquerschnittsansicht eines zweiadrigen flachen Leiters zur Anwendung in Niederspannungsanwendungen.
7 ist eine perspektivische Konfigurationsansicht der über eine flache Leitung angeschlossenen steckbaren autonomen Anschlüsse.
8A ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Komponenten einer Steckdosenbaugruppe.
8B ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Komponenten einer Steckdosenbaugruppe.
8C ist eine perspektivische Ansicht der Unterseite einer vollständig konfigurierten Steckdosenbaugruppe.
9A ist eine perspektivische Ansicht einer Steckerleisten-Schnittstelle Flachleitung zu Steckdose.
Die 9B, 9C und 9D sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht beziehungsweise eine Unteransicht der Steckerleisten-Schnittstelle Flachleitung zu Steckdose in 9A.
9E ist eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Steckerleisten-Schnittstelle Flachleitung zu Steckdose aus 9A und zeigt die länglichen Schlitze und Schleifkontakte.
10A ist eine perspektivische Ansicht eines Steckverbinders Flachleitung zu herkömmlicher Leitung.
10B, 10C und 10D stellen jeweils ein Draufsicht, Seiten- und Bodenansicht des Steckverbinders Flachleitung zu der herkömmlichen Leitung bereit.
11A ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht eines Steckdosensystems mit drei Schleifkontakten.
Die 11B und 11C sind eine perspektivische Vorderansicht beziehungsweise eine perspektivische Seitenansicht eines seitlich montierten Schalters.
12A ist eine perspektivische Ansicht der an einen Deckenlüfter angeschlossenen oberflächenmontierten Flachleitung.
12B ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles mit einem diskret verdrahteten Schalter.
13 ist eine schematische Darstellung einer Systemkonfiguration Flachleitung/Lautsprecher.
14 ist eine schematische Darstellung einer Systemkonfiguration Flachleitung/Telefonsteckdose.
15 ist eine schematische Darstellung einer Systemkonfiguration Flachleitung/Gemeinschaftsantennenanlage.
16 ist eine schematische Darstellung einer Systemkonfiguration Flachleitung/Einbauleuchte.
17 ist eine schematische Darstellung einer Systemkonfiguration Flachleitung/Gleichstromversorgung.
18 ist eine schematische Darstellung einer Fehlerstrom-Meldeschaltung für vier Steckdosen und drei Anschlüsse ohne schaltbaren Eingangsstecker.
19 ist eine schematische Darstellung einer Fehlerstrom-Meldeschaltung für acht Steckdosen ohne schaltbaren Einhangsstecker.
20 ist eine schematische Darstellung einer Fehlerstrom-Meldeschaltung für acht Steckdosen mit schaltbarem Eingangsstecker.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie oben bereits ausgeführt wurde, kann die hier vorliegende Erfindung im Allgemeinen verwendet oder angepasst werden, um in einer breiten Vielfalt von Anwendungen eingesetzt zu werden, wie unter anderem in standardmäßigen elektrischen Installationen, in Telefonleitungen, in Lautsprecherleitungen, in Niederspannungsleitungsanwendungen, wie zum Beispiel Wechselsprechanlagen und Sicherheitssystemen, für Einbaubeleuchtungen und Kabelfernsehleitungen. Weiterhin kann der Draht gemäß der Erfindung auch in Verbindung mit einem Band, Abstreifwerkzeugen und bestimmten Verbindern verwendet werden, um eine bestimmte Ausführungsform eines Systems auszuführen. Jede der einzelnen Komponenten wird in größerem Detail diskutiert, gefolgt durch eine Beschreibung der Anwendungen, auf die die vorliegende Offenbarung gerichtet ist.
Alle einzelnen Leitungsausführungen teilen ein grundlegendes gemeinsames Merkmal. In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung können jedoch verschiedene Änderungen an dem grundlegenden Aufbau und den Abmessungen der strukturellen Komponenten vorgenommen werden, um den gewünschten Zweck zu erzielen.
Zur Erleichterung der Verständlichkeit wird der grundlegende Aufbau unter Bezugnahme auf das erste Leitungs-Ausführungsbeispiel ausführlich diskutiert werden. Es ist zu beachten, dass dieser grundfegende Aufbau für alle Leitungs-Ausführungsbeispiele gilt. Änderungen an dem grundlegenden Aufbau werden dort diskutiert werden, wo dies geeignet und angemessen ist. Gleiche Verweisziffern werden nach Möglichkeit verwendet, um in allen Zeichnungen ähnliche Teile zu bezeichnen.
Leitungs-Ausführungsbeispiele
Elektrische Wechselstromleitung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 wird eine auseinander gezogene Querschnittsansicht eines standardmäßigen dreiadrigen Leitungs-Ausführungsbeispieles 110VAC gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die auseinander gezogene Querschnittsansicht dient lediglich Zwecken der Veranschaulichung und Diskussion. In dem eigentlichen dreiadrigen Ausführungsbeispiel gibt es keine sichtbaren Abstände (das heißt die weißen Bereiche in 1) zwischen den Leitern, der Isolierung und den klebenden Komponenten, die jeweils weiter unten beschrieben werden.
Im Allgemeinen ist die elektrische Leitung 10 eine flache, flexible Leitung, die es dem Benutzer ermöglicht, Elektrizität zu einem beliebigen Bereich einer Wand oder einer Decke in einem Raum zu bringen. Die elektrische Leitung 10 ist auf der Oberfläche der Wand oder der Decke montiert, wodurch die Notwendigkeit kostspieliger Leitungsverlegung in der Wand oder Neuverlegung in der Decke beseitigt wird. Die Leitung kann gestrichen oder tapeziert werden, damit sie sich dem Rest der Fläche anpasst.
Die elektrische Leitung 10 umfasst eine Vielzahl von länglichen und parallel beabstandeten mehrschichtigen Leitern 11. Wie in 1 gezeigt wird, umfasst eine typische dreiadrige Ausführung 110VAC einen AC-Erdleiter, einen AC-Nullleiter und einen AC-Stromleiter.
Ein internes Klebematerial 13 trennt die flachen Leiter 11 und stellt eine Randversiegelung der äußeren flachen Leiter, wie in 1 gezeigt, bereit. Das Klebematerial 13 und die Leiter 11 sind von einer dünnen Schicht aus isolierendem Material 15 umgeben. Zusätzlich wird eine externe Klebeschicht 17 auf die Rückseite der flachen Leitung aufgebracht, um die elektrische Leitung an der gewünschten Fläche zu befestigen.
Jeder der Leiter 11 besteht aus einer Schicht oder aus einer Vielzahl von Schichten, die mit einem Kupfermaterial einer Dicke von etwa 0,001 bis 0,051 cm (0,0004 bis etwa 0,020 Inch) und vorzugsweise in der Größenordnung von etwa (0,051 cm (0,002 Inch) hergestellt wird. Drei Kupferschichten 11a, 11b und 11c werden zum Beispiel in 1 gezeigt. Die Dicke der Leiterschichten muss über ihre Länge und Breite konstant sein, wodurch Widerstands-"Heißstellen" beseitigt werden.
Die Stromleitspezifikationen oder Signalleitspezifikationen einer konkreten Anwendung können auf eine von drei Arten, entweder einzeln oder in Kombination, erzielt werden. Erstens kann die Breite ,w_c' der Leiter 11 verändert werden. Zweitens können zusätzliche dünne Kupferschichten für einen jeden Leiter 11 gestapelt werden. Drittens kann die Dicke ,t' des Leiters 11 erhöht werden.
Für die meisten Last- und Stromanwendungen wird ein jeder Leiter im Allgemeinen aus etwa zwei bis fünf Schichten aus Kupfer bestehen. Es ist zu beachten, dass die Verwendung von mehr oder weniger Schichten für jedes der unten offen gefegten Ausführungsbeispiele innerhalb des Geltungsbereiches der vorliegenden Erfindung liegt.
Zum Beispiel wird ein Leiter aus fünf Schichten Kupfer, wobei jede Kupferschicht etwa 0,051 cm (0,002 Inch) dick ist, einschließlich der Isolierung etwa 0,30 cm (0,012 Inch) dick sein. Jedoch weist die Flachleitung selbst bei dieser Dicke einen äußerst dünnen Querschnitt auf, der auf einer Fläche praktisch nicht zu erkennen ist, sobald diese gestrichen oder tapeziert ist.
Die Isolierschicht 15 wird nun ausführlicher beschrieben werden. Eine Isolierung wird mit einer minimalen Dicke erreicht, um Leitung nur unter idealen Bedingungen zu verhindern. Der wichtigste Zweck der Isolierschicht 15 besteht darin, die optische Aufnahme des Vorhandenseins der auf einer Fläche aufgebrachten Leitung zu unterstützen, so dass ein angenehmes äußeres Erscheinungsbild bei der Installation erzielt werden kann.
Die Isolierschicht 15 richtet weiterhin die leitenden Kupferschichten aus. Zusätzlich kann das Isoliermaterial allein oder in Kombination mit dem internen Klebstoff 13 verwendet werden, um die Gruppen aus leitenden Schichten zu trennen und um einen sicheren dielektrischen Abstand zwischen den Leitern verschiedener Zwecke (zum Beispiel AC-Erdleiter gegenüber AC-Nullleiter oder AC-Stromleiter) aufrecht zu erhalten.
Wie in 1 gezeigt wird, kann die Isolierschicht 15 an den Rändern der mehrschichtigen Flachleitung konisch sein, um die optische Aufnahme zu ermöglichen, sie muss dies jedoch nicht sein. Das Isoliermaterial kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die zum Beispiel aus Polyesterfilmen (zum Beispiel Dupont Mylar), aus Urethanfilmen oder aus Teflonfilmen besteht.
Es ist zu beachten, dass zusätzliche Isoliermaterialien als in dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung liegend angesehen werden und verwendet werden können, so lange die Isolierung nachgiebig, streichbar und verbindungsfähig mit Oberflächen ist. Die Isolierung muss weiterhin kompatibel mit Fugenmassen und UV-tolerant sein, und sie muss eine ähnliche Wärmeausdehnung und ähnliche Kontraktionseigenschaften aufweisen wie die Leiter und die Oberfläche, auf der sie angebracht wird.
Andere wünschenswerte Eigenschaften sind, dass die Isolierung in dem Herstellungsprozess aufgebrachten Zugkräften standhalten muss, dass sie sich unter Lagerungsbedingungen nicht einziehen oder entspannen darf und dass sie bei Beendigung der Anwendung entfernbar sein muss.
Abrieb, Rissbildung, Schneiden, Durchstechen oder andere Beschädigungen der Isolierung, die unsicheres Freilegen gegenüber elektrischem Schaden verursachen würden, werden unter Verwendung elektronischer Fehfererkennungseinrichtungen sicher gemacht, welche gefährliche Ströme gegenüber dem Benutzer innerhalb einer solchen Zeit abschalten, so dass dauerhafter Schaden verhindert wird. Diese elektronischen Fehlererkennungseinrichtungen oder Erdschlussunterbrecher-Schaltungen (GFI) werden an späterer Stelle in dieser Schrift ausführlicher beschrieben werden.
Wie wiederum 1 zeigt, muss das interne Klebematerial 13 in der Lage sein, sich mit der Isolierschicht 15 zu verbinden. Zum Beispiel können Klebeband (zum Beispiel 3M 9500PC), flüssiger Klebstoff oder eine Kombination aus diesen beiden als der interne Klebstoff verwendet werden. Das interne Klebematerial 13 wird auch dazu dienen, die Gruppen leitender Schichten zu trennen und einen sicheren dielektrischen Abstand zwischen Leitern verschiedener Aufgaben oder Zwecke aufrecht zu erhalten. Zusätzlich kann der Klebstoff 13 Lücken in den verschiedenen Komponenten in der Leitung ausgleichen, um deren visuelles Erscheinungsbild auf einer Oberfläche zu verbessern.
Die Dicke des internen Klebematerials 13 nähert sich sehr an die Querschnittshöhe ,t' der Leiter 11 an, insbesondere dort, wo der interne Klebstoff die Leiter 11 trennt. Wie in 1 gezeigt wird, kann der interne Klebstoff an den Rändern der Flachleitung 10 konisch sein, um die optische Aufnahme zu unterstützen.
Eine externe Klebeschicht 17 wird bereitgestellt, um die Leitung an der gewünschten Oberfläche zu befestigen. Die externe Klebeschicht 17 kann zum Beispiel ein zweiseitiges Band sein, wobei eine Seite an der Rückseite der Flachleitung 10 und die andere Seite an der Wand oder der Oberfläche befestigt wird. Alternativ dazu kann ein chemischer Klebstoff separat angewendet werden und aus beliebigen Klebstoffen mit guten Hafteigenschaften auf der Isolierschicht 15 und der gewünschten Oberfläche, an der die Flachleitung 10 zu befestigen ist, bestehen.
Eine fertige, flache dreiadrige Leitung 10, die zum Beispiel drei Kupferschichten einer Dicke von 0,051 cm (0,002 Inch) aufweist, würde eine Querschnittshöhe ,t' von etwa 0,018 cm bis 0,025 cm (0,007 bis 0,010 Inch) aufweisen. Für eine Leitung mit einer Nennbelastbarkeit von 15 Ampere beträgt die Gesamtbreite ,W' der dreiadrigen Flachleitung 10 etwa 5,1 bis 6,4 cm (2,0 bis 2,5 Inch). Die Breite ,w_c' eines jeden Leiters beträgt etwa 1 bis 1,5 cm (0,4 bis 0,6 Inch) und der Abstand zwischen den Leitern ,w_s beträgt etwa 0,5 bis 0,8 cm (0,2 bis 0,3 Inch).
Um gut erkennbare, saubere und sichere Anschlüsse zu gewährleisten, kann die Breite ,w_c' des AC-Erdleiters im Vergleich zu dem AC-Nullleiter und dem AC-Stromleiter etwas erhöht werden. Die Breite des AC-Erdleiters wäre daher vielmehr etwa 1,5 cm (0,6 Inch), wohingegen die Breite der anderen beiden Leiter vielmehr etwa 1 cm (0,4 Inch) wäre. Alternativ dazu kann der AC-Erdleiter im Vergleich zu den anderen Leitern reduziert werden.
Ähnliche Abmessungen wären für andere Anwendungen zweckdienlich, jedoch ist zu beachten, dass die verschiedenen Abmessungen bei der Ausführung der hier vorliegenden Erfindung beachtlich schwanken können.
Die Flachleitung 10 stellt eine einfache, kostengünstige Alternative zu kostspieligen Umverlegungsarbeiten zur Versorgung spezifischer Orte von Wänden und Decken mit Elektrizität zur Anwendung in Lüftern, Deckenbeleuchtungen, Wandbefeuchtungen oder Dekorationsbeleuchtungen dar.
In 2 wird eine auseinander gezogene Querschnittsansicht einer fünfadrigen 110VAC-Leitung 20 der vorliegenden Erfindung mit fünf parallel beabstandeten, mehrschichtigen Kupferleitern 11 gezeigt. Dieses fünfadrige Leitungs-Ausführungsbeispiel beinhaltet alle Merkmale des oben beschriebenen dreiadrigen Leitungs-Ausführungsbeispielen sowie zusätzlich zwei Leiter 11 zur Aufnahme einer zweiten Schaltung. Gleiche oder ähnliche Teile werden jeweils mit gleichen Verweisziffern bezeichnet.
Die fünfadrige 110VAC-Leitung wird dort verwendet, wo zwei Schaltungen auf einer Flachleitung wünschenswert sind, wie zum Beispiel eine Leitung, die zu einer Lampe und zu einem Lüfter geführt wird, oder wo ein Stecker mit Schalter verwendet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die fünf Leiter aus zwei AC-Nullleitern, zwei AC-Stromleitern und einem AC-Erdleiter.
Die Anzahl und die Dicke der Kupferschichten, die Breite ,w_c' und die Dicke ,t' der Leiter 11 sowie der Abstand zwischen den Leitern ,w_s' sind im Allgemeinen die gleichen wie die der dreiadrigen 110VAC-Leitung. Die Gesamtbreite ,'W' der fertigen Flachleitung 20 beträgt etwa 8,9 cm bis 10,8 cm (3,5 bis 4,25 Inch).
Wie weiter oben bereits unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, können für die Leiter aus 2 unterschiedliche leitende Materialien verwendet werden, mit einer damit einhergehenden Zunahme oder Reduzierung der Leiterbreite ,w_c' und/oder der Leiterdicke in Abhängigkeit von dem verwendeten leitenden Material. Wenn zum Beispiel Aluminium als das leitende Material verwendet wird, erhöht sich die Breite ,w_c' eines jeden Leiters um etwa 30%. Gemäß der hier vorliegenden Erfindung werden Lichtleitfasern 200 wie in Bezug auf 21 beschrieben eingearbeitet.
Die Flachleitungs-Leiter der hier vorliegenden Erfindung können ebenfalls verwendet werden, um ein 220VAC-Leitungs-Ausführungsbeispiel herzustellen, das allgemein unter Bezugnahme auf 1 gezeigt wird. Eine fertige dreiadrige 220VAC-Leitung, die zum Beispiel vier Kupferschichten einer Dicke von etwa 0,051 cm (0,002 Inch) umfasst, hätte eine Querschnittshöhe ,t' von etwa 0,030 cm (0,012 Inch). Die Gesamtbreite ,W' beträgt etwa 7,6 bis 8,9 cm (3,0 bis 3,5 Inch). Die Breite ,w_c' des Nullleiters und des Stromleiters beträgt etwa 1,0 bis 1,5 cm (0,4 bis 0,6 Inch), wohingegen die Breite ,w_c' der Erdleiter etwa 0,5 bis 1,0 cm (0,2 bis 0,4 Inch) beträgt. Der Abstand zwischen den Leitern ,w_s' beträgt etwa 1,0 bis 1,5 cm (0,4 bis 0,6 Inch).
Wie bei der dreiadrigen 110VAC-Leitung, dient der Unterschied in der Breite des Erdleiters in der dreiadrigen 220VAC-Leitung dazu, einen ordnungsgemäßen Anschluss der Adern an die Steckverbinder zu ermöglichen.
Lautsprecherleitung
Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, ist die Lautsprecherleitung 30 der vorliegenden Erfindung, die in 3 veranschaulicht wird, eine flache, dünne, flexible Leitung, die es dem Benutzer ermöglicht, Lautsprecher in beliebigen Bereichen einer Wand oder einer Decke in einem Raum zu platzieren. Die Lautsprecherleitung 30 kann zum Beispiel mit Stereo- oder Mono-Audiokomponenten oder zur Verkabelung externer Lautsprecher für erweiterte Fernseh- oder Tonsysteme, wie zum Beispiel "Surround-Sound", verwendet werden.
Die Lautsprecherleitung 30 kann an der Oberfläche einer Wand oder Decke angebracht werden, wodurch die Notwendigkeit kostspieliger Verlegung in der Wand oder Umverlegung in der Decke vermieden wird. Die Leitung kann ebenfalls gestrichen oder tapeziert werden, um dem Rest der Fläche angepasst zu werden.
Unter Bezugnahme auf 3 besteht die dünne Lautsprecherleitung 30 aus einem Paar mehrschichtiger Kupferleiter 11. Die Leitfähigkeit der Lautsprecherleitung 30 ist vorzugsweise gleich Drahtstärke 10 Gauge des Litzendrahts. Ein jeder der Leiter 11 weist normalerweise zwei bis drei Kupferschichten auf, wobei die ersteren in 3 durch die Kupferschichten 11a und 11b gezeigt werden. Die Kupferschichten sind etwa 0,001 bis etwa 0,51 cm dick (etwa 0,0004 bis etwa 0,020 Inch), vorzugsweise etwa 0,051 cm (0,002 Inch). Es ist zu beachten, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung mehr oder weniger Kupferschichten verwendet werden können.
Das Paar Leiter 11 ist durch ein geeignetes Klebematerial 13 getrennt, und beide sind von einer Isolierschicht 15 wie oben diskutiert umgeben. Wie weiter oben bereits beschrieben wurde, können ähnliche Isolierungen und Klebstoffe verwendet werden.
Aufgrund ihrer Anwendung kann die Lautsprecherleitung 30 weiterhin ein Abschirmungsmaterial 18 umfassen, das die Leiter 11 umgibt, um Fremdsignalstörung und Übergangsstörung zu reduzieren. Das Abschirmungsmaterial 18 kann eine Schicht oder eine Vielzahl von Schichten aus beliebigen metallischen oder halbmetallischen Abschirmungsmaterialien sein, wie zum Beispiel Aluminium oder metallisierte Polyesterfilme.
Die fertige Lautsprecherleitung 30 hat mit drei Kupferschichten eine Querschnittshöhe ,t' von etwa 0,020 cm (0,008 Inch) bei einer Gesamtbreite ,W' von etwa 6,4 bis 7,6 cm (2,5 bis 3,0 Inch). Die Breite ,w_c' jedes Leiters beträgt etwa 1,5 bis 2,0 cm (0,6 bis 0,8 Inch) und der Abstand zwischen den Leitem ,w_s' beträgt etwa 0,5 bis 0,8 mm (0,2 bis 0,3 Inch).
Wie in 3 gezeigt wird, können die Ränder der Leitung 30 konisch sein, um die optische Aufnahme zu ermöglichen. Eine ähnliche externe Klebeschicht 17 wie die bereits beschriebene wird ebenfalls bereitgestellt, um die Lautsprecherleitung 30 an der entsprechenden Fläche zu befestigen.
Telefonleitung
Ein veranschaulichendes Beispiel eines Telefonleitungs-Ausführungsbeispieles 40 gemäß der vorliegenden Erfindung wird in 4 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel werden sechs mehrschichtige Kupferleier 11 bereitgestellt, die durch Klebematerial 13 getrennt werden und von einer Isolierschicht 15 umgeben sind. Eine sechsadrige Leitung ermöglicht die Anwendung einer Nebenstellenanlage (PBX), wodurch eine private Telekommunikationsanlage bereitgestellt wird, die Zugang zu einer öffentlichen Telekommunikationsanlage einschließt. Die Leiter 11 sind funktional gleichwertig mit einer Telefonleitung Drahtstärke 22.
Zwei-, vier- und achtschichtige Kupferleiter-Telefonleitungen können ebenfalls verwendet werden. Darüber hinaus ist das Ausführungsbeispiel mit acht Leitern ähnlich vier verdrillten Doppelleitungen (zum Beispiel nichtabgeschirmte verdrillte Doppelleitung (UTP)), die für Datenübertragung geeignet sein können.
Ein jeder der Leiter 11 weist im Allgemeinen zwei bis drei Kupferschichten auf, wobei die ersteren in 4 durch die Kupferschichten 11a und 11b gezeigt werden. Die Kupferschichten sind etwa 0,0004 bis etwa 0,020 lnch dick, vorzugsweise etwa 0,002 Inch. Es ist zu beachten, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung mehr oder weniger Kupferschichten verwendet werden können.
Die fertige Telefonleitung 40 mit drei Kupferschichten hat eine Querschnittshöhe ,t' von etwa 0,20 cm (0,008 Inch) bei einer Gesamtbreite ,W' von etwa 3,8 bis 8,9 cm (1,5 bis 3,5 Inch) in Abhängigkeit von der Anzahl der verwendeten Leiter 11. Die Breite ,w_c' eines jeden Leiters beträgt etwa 0,5 bis 1 cm (0,2 bis 0,4 Inch), und der Abstand zwischen dem Leitern ,w_s' beträgt etwa 0,318 bis 0,64 cm (0,125 bis 0,25 Inch).
Wie in 4 gezeigt wird, können die Ränder der Leitung 40 konisch sein, um die optische Aufnahme zu ermöglichen. Eine ähnliche externe Klebeschicht 17 wie die bereits beschriebene wird ebenfalls bereitgestellt, um die Telefonleitung 40 an der geeigneten Fläche zu befestigen.
Kabelfernseh-Gemeinschaftsantennenanlagenteitung
Ein veranschaulichendes Beispiel einer Kabelfernseh-Gemeinschaftsantennenanlagenleitungs-Ausführungsbeispiel 50 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 5 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Paar Leiter 11 bereitgestellt, von denen ein jeder im Allgemeinen zwei bis drei Kupferschichten aufweisen kann, wobei erstere in 5 durch die Kupferschichten 11a und 11b gezeigt werden. Die Kupferschichten sind etwa 0,0010 cm bis etwa 0,051 cm (etwa 0,0004 bis etwa 0,020 Inch) dick, vorzugsweise etwa 0,05 cm (etwa 0,002 Inch). Es ist zu beachten, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung mehr oder weniger Kupferschichten verwendet werden können.
Wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen auch, werden die Leiter 11 durch Klebematerial 13 getrennt und von einer Isolierschicht 15 umgeben. Wie in 5 gezeigt wird, können die Ränder der Leitung 50 konisch sein, um die optische Aufnahme zu ermöglichen. Eine ähnliche externe Klebeschicht 17 wie die vorher bereits beschriebene kann ebenfalls bereitgestellt werden, um die Leitung 50 an der geeigneten Fläche zu befestigen.
Die fertige Antennen-/Gemeinschaftsantennenanlagenleitung 50 mit drei Kupferschichten hat eine Querschnittshöhe ,t' von etwa 0,020 cm (etwa 0,008 Inch) bei einer Gesamtbreite ,W' von etwa 4,8 bis 5,6 cm (etwa 1,8 bis 2,2 Inch). Die Breite ,w_c' jedes Leiters beträgt etwa 1,0 bis 1,5 cm (0,4 bis 0,6 Inch). Wie in 5 gezeigt wird, ist der Abstand zwischen den Leitern ,w_s' etwa 1,0 bis 1,5 cm (etwa 0,4 bis 0,6 Inch), was etwas größer ist als in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, um Hochfrequenzstörung zu reduzieren und Übertragungsqualität zu verbessern. Die Gemeinschaftsantennenanlagenleitung ist für eine Nennbelastbarkeit von 300 Ohm ausgelegt.
Niederspannungsleitungs-Anwendungen
6 veranschaulicht ein Niederspannungsleitungs-Ausführungsbeispiel 60 gemäß der vorliegenden Erfindung. Solche Niederspannungsanwendungen (Gleichstrom) sind unter anderem Wechselsprechanlagen, Sicherheitssysteme und "intelligente haustechnische Anlagen". Wie in 6 gezeigt wird, werden zwei Gleichstromleiter 11 gezeigt. Die Struktur der Leiter 11 ist im Wesentlichen die gleiche wie die der bereits beschriebenen mehrschichtigen Leiter 11. Das interne Klebematerial 13, die Isolierschicht 15 und die externe Klebeschicht 17 sind in diesem Ausführungsbeispiel die gleichen wie die bereits beschriebenen.
Jeder der Leiter 11 hat normalerweise zwei bis drei Kupferschichten, wobei die letzteren in 6 durch die Kupferschichten 11a, 11b und 11c gezeigt werden. Die Kupferschichten sind etwa 0,0102 cm bis etwa 0,051 cm (etwa 0,0004 bis etwa 0,020 Inch) dick, vorzugsweise etwa 0,005 cm (etwa 0,002 Inch). Es ist zu beachten, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung mehr oder weniger Kupferschichten verwendet werden können.
Die fertige Niederspannungsleitung 60 mit drei Kupferschichten hat eine Querschnittshöhe ,t' von etwa 0,020 cm (0,008 Inch) bei einer Gesamtbreite ,W' von etwa 3,1 cm bis 4,1 cm (1,2 bis 1,6 Inch). Die Breite ,w_c' eines jeden Leiters beträgt etwa 0,8 bis 1,3 mm (0,3 bis 0,5 Inch) und der Abstand zwischen den Leitern ,w_s' beträgt etwa 0,5 bis 0,8 cm (0,2 bis 0,3 Inch).
Wie in 6 gezeigt wird, können die Ränder der Leitung 60 konisch sein, um die optische Aufnahme zu ermöglichen. Eine ähnliche externe Klebeschicht 17 wie die bereits beschriebene wird ebenfalls bereitgestellt, um die Telefonleitung an der geeigneten Fläche zu befestigen.
Unter Putz verlegte Beleuchtungsleitung
Während die dünne, flexible Leitung für eine unter Putz verlegte Leitung in ihrem Aufbau ähnlich zu Ausführungsformen mit einer Leitung mit drei Leitern oder fünf Leitern für 110V Wechselstrom, die vorstehend beschrieben sind, ist, ist es einzigartig, dass die unter Putz verlegte Beleuchtungsleitung eingebettete Leuchten 169 besitzt. Siehe 16. Dies ermöglicht, dass der Benutzer die Beleuchtungen unter einer Oberfläche eines Schranks, einer Hülle oder anderen Stellen installieren kann, wo eine unter der Oberfläche verlegte Beleuchtung erwünscht ist. Diese Ausführungsform wird in größerem Detail im Rahmen der Diskussionen von Ausführungsformen eines herkömmlichen Flachdrahtsystems später in der Beschreibung beschrieben.
Steckdose und Verbinder
Eine Familie von Steckdosen, die Verbindungspunkte zwischen den Flachleitungen der vorliegenden Erfindung und herkömmlichen vorhandenen elektrischen Dosen und herkömmlichen Rundleitungssystemen bereitstellt, wird nunmehr beschrieben werden, um die Art und Weise der Verwendung der Leitung der Erfindung zu zeigen. Die Anschlusssteckdosen sind von zwei allgemeinen Arten, einerseits die direkt in herkömmliche vorhandene Steckdosen "steckbare" und andererseits eine "unabhängige" oberflächenmontierte Einheit.
Die steckbaren Anschlussdosen werden immer eine Kompatibilität zwischen elektrischen Standard-Haushaltsverdrahtungsvorrichtungen und den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Flachleitungen gemäß der hier vorliegenden Erfindung bereitstellen. Dementsprechend befindet sich die steckbare Dose stets an der Quelle des elektrischen Standardstromes. Die unabhängige Einheit stellt über die verschiedenen Flachleitungs-Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine Verbindung zu der steckbaren Einheit her.
7 veranschaulicht die typische Konfigurationsschnittstelle zwischen der steckbaren Einheit und der unabhängigen Einheit. Gehen wir von der Annahme aus, dass eine herkömmliche Zweikontakt-Dose, wie sie durch eine herkömmliche Rundleitung 69 von hinter der Wand 66 gespeist wird, hinter der Dose 65 angeordnet ist. Die Dose 65 wäre somit von der direkt "steckbaren" Art. Die Dose 67 wäre dann eine unabhängige Dose, die ohne Steckerteil an der Wand befestigt wird. Die unabhängige Dose kann daher an beliebigen Stellen in dem Raum platziert werden, unabhängig von der Lage vorhandener Dosen.
In den Ausführungsbeispielen der elektrischen Leitung wird zum Beispiel Strom von der herkömmlichen Leitung 69 zu der unabhängigen Dose 67 über eine steckbare Dose 65 und die 110VAC-Flachleitung 68 der vorliegenden Erfindung übertragen.
8A zeigt eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der steckbaren Doseneinheit 65, die die verschiedenen internen und externen Komponenten der Dose veranschaulicht. Wie gezeigt wird, enthält die Dose 65 innen eingebaute Dosenkontakte 72 und 73, die in einem Dosengehäuse 74 untergebracht sind. Alternativ dazu können die Dosenkontakte 72 und 73 an der Vorderseite angebracht sein, wie dies bei Standarddosenausführungen der Fall ist. Die Version der seitlich angebrachten Kontakte bietet dahingehend einen Vorteil, dass das Dosengehäuse 74 gestrichen oder tapeziert werden kann, um in die Fläche eingepasst zu werden. Weiterhin können zusätzliche Dosenkontakte 72' und 73' auf einer anderen Seite des Dosengehäuses 74 angeordnet werden, wie in 7B, wo vier Dosenkontakte gezeigt werden.
Das Dosenunterteil 75 für die steckbare Dose 65 enthält Öffnungen 75a und 75b, die über den Dosenkontakten der herkömmlichen vorhandenen Dose platziert werden, und wird mit Schrauben oder anderen gleichwertigen Befestigungsmitteln an der Wand befestigt. Das Dosengehäuse 74 wird danach über das Unterteil 75 platziert.
Die steckbare Dose 65 enthält weiterhin einen Flachleitungs-Steckverbinder 76 und ein Erdschlussunterbrecher-Modul (GFI) 77 mit einer zugehörigen GFI-Rückstelltaste 78. Das GFI-Modul 77 (dessen Betrieb an späterer Stelle in der Beschreibung diskutiert werden wird) enthält zwei Gruppen von Steckerkontakten 79 und 79', die durch die Öffnungen 75a und 75b hindurchgehen, um in die jeweiligen Dosenkontakte der herkömmlichen Verkabelungssysteme eingesteckt zu werden. Das GFI-Modul 77 dient der Unterbrechung des elektrischen Stromes zu der Last, wenn die Flachleitung durchstochen oder gerissen ist. 8C stellt eine perspektivische Ansicht der Unterseite einer fertigen steckbaren Dosenbaugruppe 65 dar und zeigt die GFI-Steckerkontakte 79 und 79', die sich durch das Unterteil 75 durch die Öffnungen 75a und 75b erstrecken.
Die unabhängige Dose 67 (siehe 7) unterscheidet sich in zwei Aspekten von der steckbaren Dose 65. Erstens besteht keine Notwendigkeit der Bereitstellung eines GFI-Moduls 77 und seiner zugehörigen Rückstelltaste 78 in der unabhängigen Dose. Zweitens benötigt das Unterteil 75 der unabhängigen Dose keine Öffnungen 75a und 75b, da die unabhängige Dose nicht direkt mit dem herkömmlichen Verdrahtungssystem verbunden wird. In allen anderen Aspekten sind die steckbare Dose und die unabhängige Dose gleich.
Das Unterteil 75 einer einzelnen Dose kann mit "Ausstanz"-Öffnungen 75a und 75b ausgeführt werden, so dass sie entweder mit steckbaren oder mit unabhängigen Dosenbaugruppen verwendet werden kann.
8B zeigt eine alternative perspektivische Ansicht der steckbaren Doseneinheit 65 und zeigt zwei Mengen von Steckerkontakten 81 und 83, die eine Verbindung zu dem Flachleitungs-Steckverbinder 76 beziehungsweise zu dem GFI-Modul 77 herstellen. Es ist zu beachten, dass der Flachleitungs-Steckverbinder 76 und das GFI-Modul 77 nicht an dem Unterteil 75 befestigt werden, sondern selektiv durch die Steckerkontakte 81 und 83 mit dem Dosengehäuse 74 verbunden werden. Die Steckerkontakte 83 werden in die entsprechenden Schlitze 82 auf einer Fläche des GFI-Moduls 77 wie in 8A gezeigt eingesteckt.
Der Flachleitungs-Steckverbinder 76, der von der unabhängigen Dose wie auch der steckbaren Dose genutzt wird, wird nunmehr ausführlicher diskutiert werden. Der Flachleitungs-Steckverbinder 76 stellt den Anschlusspunkt zwischen den Flachleitungen der hier vorliegenden Erfindung und dem Kupfer-Dosenrahmen 84 bereit.
Ein Beispiel eines solchen Steckverbinders 90 "Flachleitung zu Dosenrahmen" wird in der perspektivischen Ansicht von 9A veranschaulicht. Während die fünfadrige Steckverbinderbaugruppe für veranschaulichende Zwecke gezeigt wird, ist zu beachten, dass der Steckverbinder ausgeführt sein kann, um eine Verbindung zu einer beliebigen Anzahl von Flach-Steckverbindern mit einer beliebigen Anzahl von Kupferschichten herzustellen.
Entlang der Oberfläche des Steckverbinders 90 wird eine Vielzahl von Flachleitungsbuchsen 92 zur Aufnahme eines jeden der Flachleitungs-Leiter 11 bereitgestellt. Die dreiadrigen und fünfadrigen elektrischen Leitungen können die gleiche fünfadrige Steckverbinder-Baugruppe 90 nutzen, insofern die Außendrahtbuchsen entfernt werden, wenn die dreiadrige elektrische Leitung verwendet wird. Die anderen Leitungs-Ausführungsbeispiele haben ihre eigenen Schnittstellen-Steckverbinder 90. Die Notwendigkeit von Mehrfachsteckverbindern stellt kein Problem dar, da die Steckverbinder mühelos ausgetauscht und in das Dosengehäuse 74 eingesteckt werden können, indem der Steckverbinder in die Steckerkontakte 81 eingesteckt wird, die an dem Dosengehäuse 74 angebracht sind.
Eine jede Flachleitungsbuchse enthält eine Velzahl von Schlitzfedern 94 zur Herstellung von Kontakt zu den entsprechenden Kupferschichten in einem jeden der Mehrfachsteckverbinder 11 (siehe auch 9B). Zwei bis fünf Schlitzfedern 94 werden normalerweise bereitgestellt, um den oben diskutierten mehrschichtigen Kupferleiter-Ausführungsbeispielen zu entsprechen.
Wie in den perspektivischen Ansichten in den 9A und 9E und in der Seitenansicht in 9C gezeigt wird, ist eine Vielzahl von länglichen Aufnahmeschlitzen 98 in einer anderen Fläche des Steckverbinders 90 enthalten. Diese länglichen Aufnahmeschlitze 98 stellen eine Verbindung zu der entsprechenden Gruppe von Steckerkontakten 81 wie in 8B gezeigt her. Die Steckerkontakte 81 gleiten dabei einfach in die Schlitze 98 hinein, um die Verbindung herzustellen.
Wie aus der 9E deutlicher hervorgeht, enthält jeder der länglichen Schlitze 98 eine Reihe von Schleifkontakten oder Kontaktbürsten 98a bis 98d, von denen sich jeder oder jede unabhängig bewegt, um eine bessere Verbindung sowie mehr Oberflächenkontakt mit den Steckerkontakten 81 bereitzustellen.
Die Ablauffolge des Verbindens der Flachleitung mit dem Steckverbinder 90 wird unter Bezugnahme auf ein beispielhaftes fünfadriges Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem ein jeder Leiter drei Kupferschichten aufweist. Zuerst wird jeder Leiter 11 zu einer jeweiligen Flachleitungsbuchse 92 ausgerichtet. Danach wird jede Kupferschicht für jeden Leiter 11 zwischen den Schlitzfedern 94 eingeführt. Die Schlitzfedern 94 werden, wie in 9D gezeigt wird, durch Schrauben 96 etwas vorgespannt. Indem die Schrauben 94 angezogen werden, kann sichergestellt werden, dass die Oberseite und die Unterseite jeder Kupferschicht in Kontakt mit den Schlitzfedern stehen. Dies gewährleistet den besten Leiterkontakt und weiterhin, dass jede Kupferschicht (und somit ein jeder Leiter) den gleichen Widerstand erfährt.
Abschließend werden die Steckerkontakte 81 und die länglichen Dosenkontakte 98 ausgerichtet und die Verbindung entweder zu der steckbaren Dose oder zu der unabhängigen Dose wird hergestellt. Das Dosengehäuse 74 weist einen kleinen Ausschnitt an dem Rand auf, der den Flachleitungsbuchsen 92 des Steckverbinders 90 zugewandt ist, um zu ermöglichen, dass die Flachleitungen durch das Dosengehäuse 74 hindurchgehen und den Steckverbinder 90 erreichen.
Zusätzlich zu dem Steckverbinder-Flachleitung/Dosenrahmen wird eine zweite Art Steckverbinder benötigt, um eine Schnittstelle zwischen herkömmlichen Rundleitungen und den verschiedenen oben beschriebenen Flachleitungs-Ausführungsbeispielen bereitzustellen. Dies tritt zum Beispiel dort auf, wo die Flachleitungen an eine Wandbeleuchtung, einen Lüfter oder ein Wechselsprechsystem angeschlossen werden.
Ein Beispiel eines solchen Steckverbinders 100 wird in der perspektivischen Ansicht von 10A veranschaulicht, die einen Steckverbinder fünfadrige Flachleitung zu herkömmlicher Leitung zeigt. Während der fünfadrige Steckverbinder für veranschaulichende Zwecke gezeigt wird, ist zu beachten, dass der Steckverbinder aufgebaut sein kann, um eine Verbindung zu einer beliebigen Anzahl von flachen Leitern und zu einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen Rundleitungen herzustellen. Die dreiadrige und die fünfadrige Leitung können die gleiche fünfadrige Steckverbinderbaugruppe 100 verwenden, insofern die Außendrahtbuchsen entfernt werden, wenn die dreiadrige elektrische Leitung verwendet wird. Die anderen Leitungs-Ausführungsbeispiele haben jeweils eigene Schnittstellen-Steckverbinder 100.
Wie in 10A gezeigt wird, enthält der Steckverbinder 100 eine Vielzahl von herkömmlichen Einstellschrauben 101 entlang einer Fläche des Steckverbinders, um eine Schnittstelle für die standardmäßigen "Wickelanschlüsse" bereitzustellen, die häufig in herkömmlichen Rundleitungssystemen (siehe auch 10B) verwendet werden. Entlang einer anderen Fläche ist oder sind eine oder mehrere Rundleitungsbuchse(n) 102 angeordnet, um jeden der Rundleitungs-Leiter aufzunehmen. Jede der Flachleitungsbuchsen 102 enthält eine Vielzahl von Schlitzfedern 104 (siehe auch 10D) zur Herstellung von Kontakt mit einer jeden der Schichten in einem jeden der mehrschichtigen Leiter. Die Schlitzfedern 104 werden durch Schrauben 96, wie in den 10A und 10C gezeigt, etwas vorgespannt und funktionieren auf die gleiche Art und Weise, wie dies in Bezug auf den Steckverbinder 90 beschrieben. Der Anschluss an die Flachleitungsbuchsen durch die Flachlestungs-Leiter ist der gleiche wie in Bezug auf den Steckverbinder 90 diskutiert.
11A beschreibt eine verbesserte Dosenbuchse 110 mit drei Schleifkontakten, die in die steckbare Dose 65 oder die unabhängige Dose 67 der hier vorliegenden Erfindung eingebaut werden kann.
Die Buchse 110 enthält gegossene Kupferleitungen 111 und 112, die in Kontakt mit den jeweiligen Schleifkontaktbaugruppen 114 und 116 stehen. Jede Schleifkontaktbaugruppe enthält drei Schleifkontakte (114a, 114b, 114c, 116a, 116b, 116c), von denen sich jeder jeweils unabhängig von den beiden anderen in der jeweiligen Baugruppe bewegt.
Die Buchse 110 mit drei Schleifkontakten stellt somit eine bessere Verbindung und mehr Oberflächenkontakt zu den Kupferleitungen 111 und 112 bereit. Die anderen Enden der Kupferleitungen 111 und 112 erstrecken sich in den Kupferrahmen 84 (siehe 8B) hinein. Da sich die drei Schleifkontakte unabhängig voneinander bewegen, ist die Buchse zusätzlich besser in der Lage, Drehmoment in einem Stecker aufzunehmen.
Schalter Um weiterhin die Art und Weise der Verwendung der Leitung der Erfindung zu zeigen, wird ein Satz von Schaltern 124' beschrieben. Die Schalter können elektrisch mit vorhandenen Schaltern verdrahtet werden, in eine vorhandene Dose eingesteckt werden oder über Hochfrequenz-Fernspeisung betätigt werden. Die Schalter werden vorrangig mit den dreiadrigen und fünfadrigen Leitungen und den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der unter Putz verlegten Beleuchtungen verwendet.
Der Schaltermechanismus kann an der Stirnseite oder seitlich montiert werden (11B und 11C) und zahlreiche Schaltvariationen sind denkbar, so unter anderem:

(1) Kipphebelsteuerung, Festinstallation, diskrete Verdrahtung;
(2) Näherungsschaltersteuerung oder Membranschaltersteuerung, Festinstallation, diskrete Verdrahtung;
(3) Näherungsschaltersteuerung oder Membranschaltersteuerung, Festinstallation, Hochfrequenzsender/-empfänger;
(4) Näherungsschaltersteuerung oder Membranschaltersteuerung, Wandmontage oder Handgerät, Hochfrequenzsender/-empfänger; oder
(5) Spar- oder Verdunkelungsschalter mit Näherungsschaltersteuerung oder Membranschaltersteuerung, Wandmontage oder Handgerät, Hochfrequenzsender/-empfänger.

Ungeachtet der jeweiligen Art des verwendeten Schalters weisen alle Schalter jedoch gewisse gemeinsame Elemente auf. Die Schalter 124' (siehe 12B) schalten den Wechselstromkreis nicht. Sie senden anstelle dessen ein Signal über eine Niederspannungsleitung 125 (12VDC) wie in 12B gezeigt an den entsprechenden Stecker, der sodann den Wechselstromkreis schalten wird.
Wenn die Schaltereinheit fest verdrahtet ist, wird sie über Spannungskreise gekoppelt. Dies bewirkt, dass die Schalter nicht ohne kompatible Steckereinheit genutzt werden können.
Werkzeuge
Die einzigartigen Flachleitungen der hier vorliegenden Erfindung erfordern gleichermaßen einzigartige Abisolierwerkzeuge, um Befestigung an Steckverbindern und vorhandenen Dosen zu ermöglichen, und diese werden zur Vollständigkeit beschrieben. Jedes der oben beschriebenen Leitungs-Ausführungsbeispiele wird seine eigenen Spezialwerkzeuge haben.
Zwei Versionen werden vorgeschlagen – eine für den Gebrauch durch qualifizierte Elektriker oder Installateure und die andere für Heimwerker. Das professionelle Abisolierwerkzeug ist ausgelegt, um die Isolierschicht 17 in einem einzelnen Vorgang ähnlich dem herkömmlichen Abisolierwerkzeug von den Leitern 11 abzuschneiden und abzuisolieren. Unter Berücksichtigung der geringen Dicke der Leiter ist offensichtlich, dass das Abisolierwerkzeug präzisionsgefräst werden muss, um ein solches Präzisionsschneiden und Präzisions-Abisolieren zu ermöglichen. Solches Präzisionsfräsen erhöht tendenziell die Kosten eines solchen Werkzeuges, wodurch es ausschließlich für den professionellen Gebrauch wirtschaftlich möglich wird.
Ein zweites Schneidwerkzeug, das für den Heimwerkerbedarf vorgesehen ist, richtet die Leitung in dem Abisolierwerkzeug aus und schneidet neben und senkrecht zu den Leitern, so dass der Benutzer das notwendige Isoliermaterial abisolieren kann, um zu den leitenden Schichten zu gelangen. Die Isolierung wird dann zurückgezogen und mit Scheren entfernt.
Systemanwendungen
Eine allgemein veranschaulichende System-Ausführungsform – die die verschiedenen Leitungen, Ausgänge, Schalter und Verbinder, die vorstehend beschrieben sind, zeigen -, ist in 12A gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 12A werden eine herkömmliche Dose 120 und ein herkömmlicher Schalter 12A bereitgestellt. Eine Person, die einen Deckenlüfter 126 an dem gezeigten Einbauort verkabeln möchte, muss normalerweise eine kostspielige Wand- und Deckenverlegung ausführen, um den betreffenden Lüfter mit Strom zu versorgen.
Indem Flachleitungen, Auslässe, Schalter und Verbinder der hier vorliegenden Erfindung verwendet werden, wird die Aufgabe jedoch stark vereinfacht, wie nunmehr beschrieben werden wird. Zuerst wird eine steckbare Dose 65 (8A) in eine herkömmliche Dose 120 eingesteckt. Als Nächstes wird eine unabhängige Dose 67 an dem gewünschten Einbauort an der Wand befestigt. Längen von Flachleitung 123 (zum Beispiel dreiadrige oder fünfadrige 110VAC-Leitung) werden zwischen der steckbaren Dose 65 und der unabhängigen Dose 67 sowie danach zwischen der unabhängigen Dose 67 und dem Lüfter verlegt.
Ein Steckverbinder 90 (in 12A nicht gezeigt, jedoch von der in 9A veranschaulichten Art) verbindet die Flachleitungen 123 mit der steckbaren Dose 65 und der unabhängigen Dose 67. Zusätzlich verbindet ein weiterer Steckverbinder 100 (der in 10A veranschaulichten Art) die herkömmlichen Rundleitungen des Lüfters 126 mit der Flachleitung 123.
Die Flachleitung 123 wird mit der Klebeschicht 17, üblicherweise doppelseitiges Band, wie oben beschrieben an der Wandfläche befestigt und entweder gestrichen oder tapeziert, um die Leitung zu verstecken.
Wie veranschaulicht wird, wird die Flachleitung 123 an dem Punkt 127, an dem die Decke und die Wand aufeinander treffen, um 90 Grad gebogen, da die Flachleitung an einer unterschiedlichen planen Fläche haftet. Zusätzlich zu dem Biegen in einem beliebigen Winkel entlang ihrer Breite, um unterschiedliche plane Oberflächenfugen auszugleichen, kann die flexible Leitung faktisch auf sich selbst in einem beliebigen Winkel zurückgebogen werden, um Winkeländerungen auf der gleichen planen Fläche auszugleichen.
Betrachten wir zum Beispiel die zweite Wandleuchte, die Einrichtung 126' in 12A. Die Wandleuchte 126' wird mit einer Flachleitung 128 mit einem Standardschalter 124 verbunden. Aus ästhetischen Gründen wird die Flachleitung, anstelle der Anordnung eines zweiten unabhängigen Schalters in der Nähe des herkömmlichen Schalters, an den Punkten 129 und 129' in einem Winkel von 45 Grad gebogen. Die Flachleitung wird im Grunde genommen auf sich selbst zurückgebogen, um die 45-Grad-Biegung zu erzielen.
Die 13 bis 17 sind konkretere schematische Darstellungen der verschiedenen System-Ausführungsbeispiele, die die bereits offen gelegten Flachleitungen verwenden. Die Systeme werden unten kurz beschrieben werden.
13 veranschaulicht die Schnittstelle Flachleitung/herkömmliche Lautsprecherleitung. Der besseren Übersichtlichkeit und Verständlichkeit wegen wird nur ein Lautsprecher 130 mit der Stereoanlage 130 veranschaulicht. Es ist zu beachten, dass eine beliebige Anzahl von Lautsprechern mit den Flachleitungen der hier vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Wie veranschaulicht wird, ist eine Stereoanlage 130 über die Flachleitung 133 mit dem Lautsprecher 131 verbunden. Der Lautsprecher 131 kann an einem beliebigen Ort platziert werden. Die traditionellen Lautsprecherleitungen 136 werden danach an einen unabhängigen Stecker an der Wand angeschlossen. Ein zweiter unabhängiger Stecker wird an dem gewünschten Ort in der Nähe der neuen Lautsprecherposition platziert. Die Flachleitungen 133 werden dann zwischen den unabhängigen Steckern verlegt. Die Gesamtlänge der Flachleitung 133 kann sodann gestrichen oder tapeziert werden, wodurch unästhetische und hinderliche Lautsprecherleitungen vermieden werden.
Unter Bezugnahme auf 14 wird eine schematische Darstellung der Anwendung der Schnittstelle Flachleitung/herkömmliche Kopfhörerbuchse zur Anwendung bei der Bereitstellung eines Anschlusses an einen vorhandenen Kopfhörer gezeigt.
Wie hier veranschaulicht wird, wird der vorhandene Kopfhörerausgang oder die vorhandene Kopfhörerbuchse 141 an eine Verlängerungs-Kopfhörerbuchse 142 über die Flachleitung 143 angeschlossen. Wie gezeigt wird, wird eine Flachleitungs-Kopfhörervorrichtung 147 an die vorhandene Kopfhörerbuchse 141 angeschlossen. Die Verlängerungs-Kopfhörerbuchse 142 wird danach an dem gewünschten Ort platziert und mit der Flachleitungs-Kopfhörervorrichtung 147' verbunden. Die Flachleitungen 143 werden danach zwischen den Flachleitungs-Kopfhörervorrichtungen 147 und 147' verbunden. Die Gesamtlänge der Flachleitung 143 kann dann gestrichen oder tapeziert werden, wodurch eine unästhetische und hinderliche Kopfhörerleitung vermieden wird.
Eine schematische Darstellung einer Gemeinschaftsantennenanlagen-Anwendung wird in 15 gezeigt. Der Kabeleingang 151 wird über ein Koaxialkabel 75 Ohm 158 in das Haus eingespeist. Das Kabel 158 wird danach an die Umwandlereinrichtung 75 Ohm/300 Ohm 157, die auf der Wand nahe dem Eingang 151 in das Haus angeordnet ist, angeschlossen. Eine zweite Umwandlereinrichtung 157 wird nahe dem gewünschten Standort des Fernsehers 152 platziert. Danach werden Flachleitungen 153 zwischen den beiden Umwandlereinrichtungen verlegt. Wie oben beschrieben wurde, kann danach die gesamte Länge der Flachleitung 153 gestrichen oder tapeziert werden, wodurch unästhetische und hinderliche Gemeinschaftsantennenanlagen-Leitung vermieden wird.
Das Ausführungsbeispiel der unter Putz verlegten Beleuchtung, einschließlich der Flachleitung 163 mit eingebetteten Leuchten 169, wird in 16 gezeigt. Der Schalter oder Stecker 161 wird an die Flachleitung 163 angeschlossen. Die eingebetteten Leuchten 169 können zum Beispiel zweiseitig gesockelte RSC-Halogenlampen 120V von 20 bis 100 Watt sein. Die Flachleitungen können an einer beliebigen Unter-Putz-Stelle platziert werden, an der zusätzliche Beleuchtung gewünscht wird, wie zum Beispiel unter einem Schrank oder einem Regal. Die Flachleitung 163 kann dann gestrichen oder tapeziert werden, um mit dem Rest der Fläche in Übereinstimmung gebracht zu werden.
Die Flachleitungen der vorliegenden Erfindung können ebenfalls mit Gleichstromanwendungen (DC) verwendet werden. Unter Bezugnahme auf 17 wird eine Gleichstromquelle 171 an eine Gleichstrom-Steckdose 172 über die Flachleitung 173 angeschlossen. Wie in den anderen System-Ausführungsbeispielen auch, stellen Wand-Steckverbinder die Schnittstelle zwischen den herkömmlichen Gleichstromleitungen 178 und den Flachleitungen 173 bereit.
Erdschlussfehler-Unterbrechungsschaltung (GFI)
Da die Flachleitung fast unsichtbar ist, nachdem sie gestrichen oder tapeziert worden ist, besteht die Möglichkeit, dass zu einem späteren Zeitpunkt eine Person unbeabsichtigt einen Nagel oder einen Bilderhaken durch die Flachleitung einschlägt oder die Leitung auf andere Weise schneidet.
In jedem dieser Systeme wird (werden) daher (ein) Erdschlussfehler-Unterbrechermodul(e) 77 (siehe die 8A bis 8C) als eine Sicherheitsmaßnahme zur Verhinderung von Unfällen, falls unbeabsichtigtes Durchdringen der ultradünnen Schichten von Isolierung auftreten sollte, bereitgestellt. Der Ausdruck Erdschlussfehler leitet sich aus allen Ereignissen oder Personen ab, die einen anderen Erdungspfad bereitstellen als die normale interne Erde.
Die GFI-Schaltung wird den Stromfluss durch die Stromleiter und die Nullleiter der Wechselstromschaltungen überwachen, und wenn mehr als zehn Milliampere von Fehlanpassung festgestellt werden, werden beide Leiter durch einen Leistungsschalter getrennt werden. Der Leistungsschalter wird schnell genug sein, um jede dauerhaft schädliche Entladung zu verhindern.
Die Schaltkreise werden eine ausfallsichere Methodologie derart bereitstellen, dass alle Schaltkreise vor dem Herstellen der elektrischen Verbindung überprüft und nach dem Herstellen der elektrischen Verbindung erneut überprüft werden. Leistung von dem Schaltkreis wird Verbindung dergestalt bereitstellen, dass ein Schaltkreisfehler dazu führt, dass keine Leistung hinter den Leistungsschalter gespeist wird.
Wie bereits beschrieben worden ist, ist die Schaltung physisch in der "steckbaren" Dose 65 (siehe die 8A bis 8C) angeordnet, die wie oben diskutiert in eine herkömmliche Wandsteckdose eingesteckt wird. Die GFI-Detektorschaltung ist im Wesentlichen ein Relais, das als Öffner ausgeführt ist. Wenn der Erdschlussfehler einen vorgegebenen Wert übersteigt, der kleiner ist als der, der erforderlich ist, um die Überstromschutzvorrichtung des Speisestromkreises zu betreiben, öffnet das Relais und unterbricht somit den elektrischen Strom zu der Last.
18 veranschaulicht ein nicht schaltbares Standardsystem mit zwei Steckern und einer Einfachschaltung 180, bei dem eine GFI-Detektorschaltung an eine Einrichtung mit vier Steckern und drei Anschlüssen angeschlossen ist.
19 veranschaulicht ein nicht schaltbares Standardsystem mit einer Einfachschaltung 190 und zwei Steckern, bei dem eine GFI-Detektorschaltung an eine Einrichtung mit acht Steckern (vier Hauptstecker und vier Verlängerungsstecker) angeschlossen ist.
20 veranschaulicht ein Standardsystem mit zwei Schaltkreisen 200 mit zwei Steckern, das daher zwei GFI-Detektorschaltungen benötigt, von denen eine jede an eine Vorrichtung mit vier Steckern (zwei Hauptstecker, zwei Verlängerungsstecker) angeschlossen ist.

Claims

Flacher Mehrzweckdraht zum Verdrahten oder Neuverdrahten – mit einer Vielzahl von Leitern (11), von denen jeder wenigstens eine leitende Schicht mit einer Dicke von nicht mehr als 0,051 cm (0,0200 Zoll) hat, – mit einem Haftmaterial (13), das zwischen der Vielzahl von Leitern ausgebildet ist, und – mit einer Isolierschicht (15), die die Vielzahl von Leitern und das Haftmaterial umgibt, dadurch gekennzeichnet, – dass die Vielzahl von Leitern (11) durch einen Abstand (W_S) in einem Bereich von 0,318 bis 1,5 cm (0,125 bis 0,6 Zoll) getrennt sind und dass der Aufbau so ist, dass der flexible Draht zur Anpassung an Winkeländerungen auf einer ebenen Oberfläche auf sich selbst mit irgendeinem Winkel zurückgefaltet werden kann.
Draht nach Anspruch 1, bei welchem der Leiter eine Breite in einem Bereich von 0,51 bis 2,03 cm (0,2 bis 0,8 Zoll) hat.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die wenigstens eine leitende Schicht eine Dicke in einem Bereich von 0,0102 cm bis 0,051 cm (0,0004 bis 0,02 Zoll) hat.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die Vielzahl von Leitern (11) einen Bereich von zwei bis sechs Leitern (11) aufweist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die leitende Schicht einen Bereich von eins bis fünf leitenden Schichten aufweist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem eine Dicke der leitenden Schicht auf einer Länge der leitenden Schicht konsistent ist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem eine Anwendung des Drahts (10) dadurch geändert werden kann, dass die Breite (w) des Leiters, die Höhe (t) eines jeden Leiten und die Anzahl der leitenden Schichten in dem Leiter geändert wird.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die wenigstens eine leitende Schicht einen Bereich von drei bis fünf leitenden Schichten, die wenigstens eine leitende Schicht eine Dicke von etwa 0,051 cm (0,002 Zoll) und der Draht eine Dicke von etwa 0,030 cm (0,012 Zoll) hat.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die Isolierschicht (15) Polyester, Urethan oder Polytetrafluorethylen aufweist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die Isolierschicht (15) einer Zugkraft standhält, ultraviolettes Licht verträgt und mit Gussmassen kompatibel ist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem das Haftmaterial (13) an eine Innenfläche der Isolierschicht geklebt ist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem das Haftmaterial (13) ein Klebeband, flüssiger Klebstoff oder eine Kombination davon ist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem das Haftmaterial (13) die Vielzahl von Leitern (11) trennt und einen sicheren dielektrischen Abstand zwischen der Vielzahl von Leitern aufrechterhält.
Draht (10) nach Anspruch 1, welcher eine Breite (w) im Bereich von 3,1 cm bis 10,8 cm (1,2 bis 4,25 Zoll) hat, die Dicke der wenigstens einen leitenden Schicht in einem Bereich von 0,001 bis 0,0051 cm (0,0004 bis 0,0020 Zoll) liegt und die Entfernung (10c) zwischen der Vielzahl von Leitern in einem Bereich von 0,51 bis 0,76 cm (0,2 bis 0,3 Zoll) liegt.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die Vielzahl von Leitern (11) einen geteilten oder vereinten Wechselstrommasseleiter, einen Wechselstromneutralleiter und einen Wechselstromleiter aufweist.
Draht (10) nach Anspruch 1, welcher ein 110V-Wechselstromdraht ist, bei welchem die Vielzahl von Leitern (11) in einem Bereich von drei bis fünf Leitern liegt und die wenigstens eine leitende Schicht einen Bereich von eins bis fünf leitenden Schichten aufweist.
Draht (10) nach Anspruch 16, bei welchem die Vielzahl von Leitern (11) zwei Wechselstromneutralleiter, zwei Wechselstromleiter und einen Wechselstrommasseleiter aufweist und der Draht zwei Stromkreise enthält.
Draht (10) nach Anspruch 16, bei welchem die Vielzahl von Leitern (11) zwei Wechselstromneutralleiter, zwei Wechselstromleiter und einen Wechselstrommasseleiter aufweist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem der Mehrzweckdraht ein flächenmontierbarer Mehrzweckflachdraht ist.
Draht (10) nach Anspruch 16 bei welchem die Vielzahl von Leitern (11) einen Wechselstromneutralleiter, einen Wechselstromleiter und einen Wechselstrommasseleiter aufweist und der Draht zwei Stromkreise enthält.
Draht (10) nach Anspruch 16, bei welchem der Draht eine Breite in einem Bereich von 8,9 bis 10,8 cm (3,5 bis 4,25 Zoll) aufweist.
Draht (10) nach Anspruch 1, welcher ein 220V-Wechselstromdraht ist und bei welchem die Vielzahl von Leitern einen Wechselstromneutralleiter und einen Wechselstromleiter, von denen jeder eine Breite in einem Bereich von 1 bis 1,5 cm (0,4 bis 0,6 Zoll) hat, und einen Wechselstrommasseleiter mit einer Breite in einem Bereich von 0,5 bis 1 cm (0,2 bis 0,4 Zoll) aufweist, wobei die wenigstens eine leitende Schicht eine Dicke von etwa 0,002 Zoll hat, der Abstand zwischen der Vielzah von Leitern in einem Bereich von 1 bis 1,5 cm (0,4 bis 0,6 Zoll) liegt und die Breite des Drahts in einem Bereich von 7,6 bis 8,9 cm (3,0 bis 3,5 Zoll) liegt.
Draht nach Anspruch 22, welcher 0,030 cm (0,012 Zoll) dick ist.
Draht (10) nach Anspruch 1, welcher ein Lautsprecherkabel, ein Telefonkabel, ein Kabelfernsehkabel, ein Niederspannungskabel oder ein Unterputzlichtkabel ist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die Vielzahl von Leitern (11) durch einen Abstand in einem Bereich von 0,5 bis 0,8 cm (0,2 bis 0,3 Zoll) getrennt sind.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die Querschnittshöhe der flachen Leiter und der Isolierschicht 0,005 bis 0,13 cm (0,002 bis 0,050 Zoll) dick ist.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem ein Klebeband oder ein chemischer Klebstoff an dem Draht angebracht ist, damit er an der Fläche haftet.
Draht (10) nach Anspruch 1, bei welchem die wenigstens eine leitende Schicht wenigstens eine leitende Metallschicht aufweist.