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Die Erfindung betrifft ein Hybridkabel. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Hybridkabels sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Ein entsprechendes Hybridkabel ist beispielsweise in der
JP 2004 - 214 031 A oder in der
DE 20 2011 105 000 U1 beschrieben.
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Lichtwellenleiter werden häufig zur Daten- oder Signalübertragung verwendet und gewinnen zunehmend auch im Kraftfahrzeugbereich an Bedeutung. Beispielsweise wird in einem Kraftfahrzeug eine Kamera installiert, an die ein Lichtwellenleiter zur Übertragung der mittels der Kamera aufgenommenen Daten angeschlossen ist. Problematisch ist hierbei insbesondere dass eine solche Kamera und generell eine entsprechende Komponente typischerweise eine zusätzliche Stromversorgung benötigt und daher eine zusätzliche Leitung zur Stromversorgung verlegt werden muss. Dadurch ergibt sich insbesondere ein deutlich erhöhter Aufwand bei der Auslegung und Verlegung eines Gesamtleitungsnetzes, insbesondere eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs. Zudem beanspruchen die unterschiedlichen Leitungen auch einen entsprechend großen Bauraum.
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Aus der
DE 20 2011 105 000 U1 ist es beispielsweise bekannt, einen koaxialen elektrischen Leiter und einen zentralen optischen Leiter in einem elektrooptischen Kabel zusammenzufassen. Mittels diesem Kabel ist dann sowohl eine Datenübertragung sowie auch eine Energieübertragung möglich. Dabei ist der zentrale optische Leiter von einer rohrförmigen Isolationsschicht umgeben, um welche herum der koaxialer elektrischer Leiter angeordnet ist. Durch Aufbringen weiterer Isolationsschichten und koaxialer elektrischer Leiter ist es zudem möglich, ein mehrpoliges Kabel zu realisieren.
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In der
DE 195 44 898 A1 ist ein mehradriges Niederspannungs-Energiekabel beschrieben, dessen kreissegmentförmige Adern mehrere Blindräume bilden, in welchen Lichtwellenleiter angeordnet sind.
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In der
DE 38 10 746 C2 ist ein Seekabel beschrieben, bei welchem Lichtwellenleiter in einer viskosen Masse innerhalb eines Mantels angeordnet sind. Um den Mantel herum ist ein rohrförmiger Leiter aus mehreren Leitersegmenten angeordnet, welche einen stabilen Unterbau für eine darauf aufbauende Armierung bilden.
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Ausgehend hiervon ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Hybridkabel anzugeben, welches einen möglichst geringen Bauraum beansprucht und möglichst einfach herzustellen ist. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung ein entsprechend geeignetes Verfahren zur Herstellung des Hybridkabels anzugeben sowie eine geeignete Verwendung für das Hybridkabel.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Hybridkabel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1. Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch eine Verwendung des Hybridkabels gemäß Anspruch 11 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hybridkabels gemäß Anspruch 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die im Zusammenhang mit dem Hybridkabel genannten Vorteile und Weiterbildungen sinngemäß auch für die Verwendung und das Verfahren und umgekehrt.
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Das Hybridkabel umfasst einen zentral geführten Lichtwellenleiter, der einen Faserkern und einen Fasermantel aufweist. Weiterhin umfasst das Hybridkabel zumindest einen elektrischen Leiter, zur Übertragung einer elektrischen Leistung, insbesondere bei einem Strom von höchstens 1,5 A. Der Lichtwellenleiter und der elektrische Leiter sind von einem gemeinsamen Außenmantel umgeben. Der elektrische Leiter ist in Umlaufrichtung des Lichtwellenleiters ringsegmentförmig ausgebildet und liegt am Fasermantel an. Der elektrische Leiter ist daher bogenförmig über einen nur begrenzten Winkelbereich ausgebildet und schmiegt sich flächig an den Fasermantel an. Der zumindest eine Leiter erstreckt sich dabei über einen Winkelbereich von vorzugsweise 30° bis 140° und insbesondere von 70° bis 100°.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das Hybridkabel auf besonders einfache Weise eine gleichzeitige Signalübertragung wie auch Leistungsübertragung zu einer entsprechenden Komponente ermöglicht. Dabei ist der vom Hybridkabel beanspruchte Bauraum besonders gering, sodass insbesondere in einem eine Vielzahl von Kabeln umfassenden Gesamtleitungssystemen, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeugbordnetz eine deutliche Platzersparnis erzielbar ist. Insbesondere ergibt aufgrund des reduzierten Verkabelungsaufwands ebenfalls eine deutliche Gewichtsreduktion.
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Aufgrund der ringsegmentförmigen Ausgestaltung des elektrischen Leiters ist dieser im Hybridkabel besonders platzsparend untergebracht und das Hybridkabel baut insgesamt besonders gering auf. Zudem ist das Hybridkabel aufgrund der gewählten Anordnung von elektrischem Leiter und Lichtwellenleiter besonders einfach zu fertigen, insbesondere, da hierbei zunächst von einem herkömmlichen Lichtwellenleiter ausgehend der elektrische Leiter und der Außenmantel lediglich zusätzlich angebracht werden. Insbesondere die Verwendung herkömmlicher Lichtwellenleiter ermöglicht dann eine besonders kostengünstige Herstellung des Hybridkabels. Zudem ist es möglich, bereits bestehende Systemkonzepte für beispielsweise Bordnetze auf besonders einfache Weise dadurch zu optimieren, dass bereits vorhandene Lichtwellenleiter durch das Hybridkabel ersetzt werden und dadurch auf die bisher zusätzlich vorgesehenen elektrischen Leiter verzichtet wird.
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Der Lichtwellenleiter ist eine optische Faser, wobei sowohl die Verwendung einer Single-Mode als auch einer Multi-Mode Faser vorgesehen ist. Die Faser dient vorrangig zur Übertragung von Signalen oder Daten mittels Licht, das durch den Faserkern geführt wird. Der Faserkern ist vom Fasermantel, zur Lichtleitung mittels Totalreflexion umgeben. Mögliche Materialien zur Ausbildung des Faserkerns und des Fasermantels sind beispielsweise Glas, insbesondere für eine sogenannte Glas-optische Faser (GOF), oder auch verschiedene Kunststoffe, insbesondere Kunststoffe zur Ausbildung einer sogenannten Polymer-optischen Faser (POF). Der Lichtwellenleiter weist insgesamt einen Durchmesser von beispielsweise etwa 1 bis 2 mm auf, wobei der Fasermantel insbesondere lediglich etwa ein Fünftel bis ein Zehntel des Gesamtdurchmessers ausmacht.
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Der elektrische Leiter ist aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt, beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder Aluminium. Dabei weist der elektrische Leiter einen Leiterquerschnitt auf, welcher entsprechend an die vorgesehene Verwendung des Hybridkabels angepasst ist. Vorzugsweise dient das Hybridkabel zur Energieversorgung und Datenübertragung von sogenannten Kleinverbrauchern, das heißt von Komponenten, die mit einem Strom von höchstens etwa 1,5 A betrieben werden, wie beispielsweise Kameras oder andere Sensoren. Die durch den elektrischen Leiter geführte elektrische Leistung beträgt dann beispielsweise etwa 1 bis 10 W.
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Der Lichtwellenleiter ist im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig, das heißt zumindest der Faserkern ist kreisrund ausgebildet. Insbesondere weist auch der Außenmantel eine kreisförmige Außenkontur auf, ist also kreisförmig ausgebildet. Das gesamte Hybridkabel ist somit im Querschnitt kreisförmig, mit dem Lichtwellenleiter im Zentrum. Unter zentral geführt wird dann insbesondere verstanden, dass der Lichtwellenleiter ebenfalls ein Zentrum aufweist, welches mit dem Zentrum des Hybridkabels zusammenfällt.
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Der elektrische Leiter ist im Querschnitt nicht kreisrund ausgebildet, sondern ringsegmentförmig, das heißt insbesondere bogenförmig und nach Art eines Teilabschnitts eines Rings. Diese Bogenform wird insbesondere durch zwei Kreisbögen zweier konzentrischer Kreise gebildet, deren Mittelpunkte im Zentrum des Hybridkabels liegen. Der elektrische Leiter folgt somit in Umlaufrichtung des Lichtwellenleiters ebendiesem und liegt dabei insbesondere formschlüssig am Lichtwellenleiter an, wodurch sich eine besonders kompakte Bauform sowie eine hohe Stabilität des Hybridkabels ergibt.
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Der Außenmantel dient zum Einen dem Schutz des elektrischen Leiters und des Lichtwellenleiters vor Umgebungseinflüssen und zum Anderen zum Zusammenhalten der beiden. Als Material sind hierzu prinzipiell alle gängigen Außenmantelmaterialien für Kabel denkbar, insbesondere wird ein PU, ein PVC oder ähnliche Kunststoffe verwendet. Die Wandstärke des Außenmantels beträgt vorzugsweise etwa 0,1 bis 0,5 mm, wodurch das Hybridkabel ähnlich dimensioniert ist wie herkömmliche Lichtwellenleiter oder Stromleitungen zur Energieversorgung von Kleinverbrauchern. Mit anderen Worten: Das Hybridkabel weist bevorzugterweise einen Gesamtdurchmesser auf, der wenigstens 1 mm und höchstens 3 mm beträgt. Durch diese Wahl sind in bereits vorhandenen Kabelsystemen untergebrachte Kabel auf einfache Weise durch das Hybridkabel ersetzbar.
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In einer geeigneten Weiterbildung sind zumindest und bevorzugt genau zwei elektrische Leiter in Umlaufrichtung ringsegmentförmig angeordnet und in Umlaufrichtung zwischen diesen ist eine Anzahl von Abstandshaltern angeordnet. Auf diese Weise ist insbesondere eine mehrpolige Übertragung elektrischer Leistung ermöglicht. Gerade im Fahrzeugbereich ist jedoch auch eine einpolige Ausführung denkbar, da hier häufig die Fahrzeugkarosserie als gemeinsames Massepotential verwendet wird. Mittels der zumindest zwei elektrischen Leiter ist dann aber insbesondere auch eine mehrpolige Energieversorgung derart ermöglicht, dass beispielsweise zwei unterschiedliche Spannungsniveaus übertragbar sind, falls der angeschlossene Verbraucher beispielsweise mehrere verschiedene Betriebsspannungen benötigt.
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Im Querschnitt des Hybridkabels sind die zumindest zwei elektrischen Leiter insbesondere auf einem gemeinsamen Ring um den Lichtwellenleiter herum angeordnet. Mit anderen Worten: Die Abstände vom jeweiligen elektrischen Leiter zum Mittelpunkt des Hybridkabels sind gleich. Bevorzugt sind sie gleichverteilt um den Umfang angeordnet. Weiterhin sind sie zueinander bevorzugt identisch ausgebildet. Die Zwischen den elektrischen Leitern verbleibenden insbesondere ebenfalls ringsegmentförmigen Abschnitte sind dann jeweils mit Abstandshaltern aufgefüllt, insbesondere um insgesamt eine kreisrunde Form des Hybridkabels zu gewährleisten. Die elektrischen Leiter und die Abstandshalter bilden somit einen Ring, welcher den Lichtwellenleiter in Umlaufrichtung umläuft. Die elektrischen Leiter sowie die Abstandshalter weisen insbesondere die gleiche Dichte in radialer Richtung auf. Die Abstandshalter dienen aber vorteilhaft auch der Isolierung der mehreren elektrischen Leiter gegeneinander. Als Material kommt hier beispielsweise ein herkömmliches Füllmaterial in Frage. Alternativ ist es in einer besonders einfach herzustellenden Variante des Hybridkabels möglich, die Abstandshalter beim Aufbringen des Außenmantels als Teil desselben auszubilden. Der Außenmantel weist dann entsprechend zwischen den Abstandshaltern Aussparungen auf, in welchen die elektrischen Leiter einliegen.
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Auch bei einer Ausführung des Hybridkabels mit lediglich einem elektrischen Leiter ist zur Gewährleistung einer möglichst kreisrunden Außenkontur des Hybridkabels vorzugsweise zumindest ein Abstandshalter angeordnet. Dieser bildet dann mit dem elektrischen Leiter im Querschnitt einen Ring aus, der den Lichtwellenleiter umgibt, wie bereits oben im Zusammenhang mit mehreren elektrischen Leitern beschrieben.
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Um eine besonders geeignete Stromübertragung für Kleinverbraucher zu realisieren, weist der elektrische Leiter vorzugsweise eine radiale Dicke von höchstens 0,3 mm auf. Insbesondere beträgt die radiale Dicke etwa 0,1 mm. Der auf diese Weise ausgebildete elektrische Leiter baut in radialer Richtung besonders gering auf und weist trotzdem aufgrund der Ausdehnung in Umlaufrichtung einen hinreichend großen Querschnitt auf, um hinreichende elektrische Leistungen, beispielsweise im Bereich von 1 bis 5 W zu übertragen. Um insbesondere zusätzlich ein Mindestmaß an Stabilität bereitzustellen, beträgt die radiale Dicke des elektrischen Leiters bevorzugt wenigstens 0,05 mm.
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In einer geeigneten Variante umfasst der elektrische Leiter eine Mehrzahl von Drähten, die in Umlaufrichtung nebeneinander angeordnet sind. Diese Drähte bilden dann in ihrer Gesamtheit und in Anlehnung an einen Litzenleiter den elektrischen Leiter aus. Dabei sind die Drähte vorzugsweise jedoch nicht miteinander verflochten, verseilt oder Ähnliches, um insbesondere die radiale Ausdehnung des elektrischen Leiters möglichst gering zu halten. Die einzelnen Drähte verlaufen daher beispielsweise parallel zueinander. Durch die Verwendung mehrerer Drähte zur Ausbildung des elektrischen Leiters wird zudem die Biegeflexibilität des Hybridkabels erhöht, da die Drähte insbesondere bei der Handhabung des Hybridkabels gegeneinander verschiebbar sind. Im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs ist dies insbesondere bei solchen Sensoren von Vorteil, deren Zuleitungen wiederholten Biegebewegungen unterliegen, beispielsweise bei Raddrehzahlsensoren. Weiterhin ist die Biegeflexibilität in einer bevorzugten Ausgestaltung insbesondere dadurch verbessert, dass der elektrische Leiter helixartig um den Lichtwellenleiter herum verläuft.
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Um insbesondere den aus mehreren Drähten gefertigten elektrischen Leiter in radialer Richtung des Hybridkabels möglichst kompakt zu gestalten sind die Drähte allenfalls in wenigen, beispielsweise 1 - 3 Lagen und bevorzugterweise einlagig angeordnet. Mit anderen Worten: Die Drähte liegen in Umlaufrichtung nebeneinander und folgen dabei dem ringsegmentförmigen Verlauf.
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In einer ebenfalls geeigneten Variante ist der elektrische Leiter einstückig und als gebogener Flachleiter ausgebildet. Dieser ist dann bei der Herstellung des Hybridkabels aufgrund der Einstückigkeit besonders einfach an den Lichtwellenleiter anlegbar und wird beispielsweise längseinlaufend eingezogen oder mittels eines Bandierungsverfahrens aufgebracht. Im Gegensatz zur oben genannten besonders flexiblen Ausgestaltung mittels Drähten ermöglicht die Ausgestaltung als Flachleiter entsprechend eine besonders stabile Auslegung des Hybridkabels, falls dieses beispielsweise besonders biegesteif sein soll.
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Anstatt den elektrischen Leiter lediglich an den Fasermantel anzulegen, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung in diesen in radialer Richtung zumindest eine Aussparung eingebracht, in welcher der elektrische Leiter einliegt. Dadurch entspricht der vom Hybridkabel eingenommene Bauraum lediglich dem des ursprünglichen Lichtwellenleiters plus der Wandstärke des Außenmantels. Damit ist durch eine vorteilhaft lediglich geringe Vergrößerung des Gesamtdurchmessers gegenüber dem bloßen Lichtwellenleiter eine zusätzliche Funktionalität geschaffen, nämlich die Möglichkeit zur Übertragung einer elektrischen Leistung. Die Aussparung wird beispielsweise bereits bei der Fertigung des Lichtwellenleiters in den Fasermantel eingebracht, alternativ ist es jedoch auch denkbar, die Aussparung nachträglich und im Rahmen der Herstellung des Hybridkabels einzubringen. Entsprechend der Form des elektrischen Leiters weist auch die Aussparung im Querschnitt einen ringsegmentförmigen Verlauf auf.
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In radialer Richtung weist der Fasermantel eine vorgegebene Wandstärke auf. Im Falle einer in den Fasermantel eingebrachten Aussparung ist diese dann in radialer Richtung mit einer bestimmten Tiefe eingebracht. Um dann insbesondere die Übertragungseigenschaften des Lichtwellenleiters durch Erhalten der Grenzschicht zwischen Faserkern und Fasermantel zu erhalten, beträgt die Tiefe der Aussparung zweckmäßigerweise wenigstens 30 % und höchstens 80 % der Wandstärke. Auf diese Weise ist zum Einen eine ausreichend große Aussparung zur Aufnahme eines geeigneten elektrischen Leiters geschaffen und zum Anderen weiterhin eine optimale Übertragung von Daten mittels des Lichtwellenleiters gewährleistet.
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Das Hybridkabel findet vorzugsweise Verwendung im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs. Besonders vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist der reduzierte Bauraum des Hybridkabels aufgrund der Integration von Datenübertragung mittels Lichtwellenleiter und Leistungsübertragung mittels elektrischem Leiter in einem einzelnen Hybridkabel. Besonders im Bordnetz, jedoch auch allgemein ist es zudem zweckdienlich einen Kabelverbund auszubilden, bei dem mehrere Hybridkabel mittels eines gemeinsamen Verbundmantels zusammengefasst sind. In diesem Kabelverbund können zusätzlich auch weitere Leitungen und Kabel angeordnet sein.
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Wie bereits oben angedeutet, eignet sich das Hybridkabel besonders zum Verbinden von Sensoren eines Kraftfahrzeugs mit dessen Bordnetz. Hierbei wird dann vorzugsweise der elektrische Leiter des Hybridkabels zur Versorgung des Sensors mit elektrischer Leistung verwendet und der Lichtwellenleiter wird zur Übertragung von Signalen oder Daten verwendet, welche vom Sensor im Betrieb erzeugt werden.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung des Hybridkabels wird zunächst der zentral geführte Lichtwellenleiter bereitgestellt und an dessen Fasermantel der elektrische Leiter angelegt. Anschließend werden der Lichtwellenleiter und der elektrische Leiter vom gemeinsamen Außenmantel umhüllt. Der Lichtwellenleiter verläuft hierbei insbesondere gerade in Längsrichtung des Hybridkabels. Bei dem elektrischen Leiter ist bevorzugterweise ein helixartiger Verlauf um den Lichtwellenleiter herum ausgebildet, alternativ ist jedoch auch ein Längsverlauf geeignet. Insbesondere ist hierbei eine besonders einfach auszuführende Bandierung des Lichtwellenleiters mittels des elektrischen Leiters vorteilhaft; ebenso bietet sich eine Verseilung an, besonders im Fall eines elektrischen Leiters, der aus mehreren Drähten ausgebildet ist.
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Besteht der Leiter aus mehreren Drähten, so wird vorzugsweise ein herkömmlicher Litzendraht zugeführt und dabei aufgefächert, so dass sich die gewünschte flache Ausgestaltung des Leiters ergibt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfahren einen Extrusionsschritt, in welchem der Außenmantel aufextrudiert wird, wobei gleichzeitig der elektrische Leiter zugeführt wird. Dieser zumindest eine Leiter wird daher gemeinsam mit dem Lichtwellenleiter einem Extrusionskopf zugeführt, mit dessen Hilfe der Außenmantel aufgebracht wird. Insbesondere wird hierbei mittels eines entsprechenden Extrusionswerkzeugs der Leiter zugeführt, an den Fasermantel angelegt und direkt im Anschluss daran der Außenmantel aufextrudiert. Auf diese Weise sind besonders hohe Fertigungsgeschwindigkeiten erzielbar.
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Um einen vorteilhaften helixartigen Verlauf des elektrischen Leiters zu realisieren und dadurch insbesondere eine verbesserte Biegeflexibilität des Hybridkabels zu erzielen, wird der elektrische Leiter gemäß einer ersten Variante vorzugsweise mittels eines Spiralisierungsverfahrens helixartig, das heißt insbesondere spiralförmig um den Lichtwellenleiter herum gelegt. Das Spiralisierungsverfahren wird insbesondere mittels eines sogenannten Spiralisierers durchgeführt. Diesem wird der Lichtwellenleiter längslaufend zugeführt. Um diesen wird der elektrische Leiter helixartig herum gelegt. Dabei werden Spulen, auf denen der Leiter aufgewickelt ist, um den Lichtwellenleiter herum geführt. Im Falle eines mit einem separaten Füllelement versehenen Hybridkabels, wird zweckmäßigerweise auch dieses Füllelement in gleicher Weise wie der elektrische Leiter um den Lichtwellenleiter als Kern herum gelegt. Entsprechendes gilt auch für eine Ausführung mit mehreren elektrischen Leitern und/oder mehreren Füllelementen. Zweckmäßigerweise werden hierbei alle elektrischen Leiter und Füllelemente dem Spiralisierer zugeführt und somit in besonders effizienter Weise in einem einzelnen Spiralisierungsverfahren an den Lichtwellenleiter angelegt.
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In einer bevorzugten Variante zur Herstellung des Hybridkabels wird der Lichtwellenleiter zusammen mit dem zumindest einen elektrischen Leiter mittels einer nicht rückdrehenden Verseilmaschine verseilt. Hierbei werden die Komponenten zunächst zusammengeführt und anschließend durch den Verseilprozess um die Längsachse verdreht, so dass auch hier der Leiter helixförmig um den Lichtwellenleiter verlegt wird. Im Unterschied zu einem Spiralisierer sind die Splen, auf denen die einzelnen Verseilkomponenten (Lichtwellenleiter und der zumindest eine Leiter) aufgerollt sind, feststehend angeordnet, wodurch hohe Prozessgeschwindigkeiten begünstigt sind. Vorzugsweise ist der Lichtwellenleiter mit einer insbesondere längslaufenden Aussparung bereitgestellt, die in radialer Richtung in den Fasermantel eingebracht ist. In diese Aussparung wird der elektrische Leiter beim Verseilprozess eingelegt. Durch die Verseilung wird also der derart strukturierte Lichtwellenleiter mit leitenden Rund- oder Flachelementen in der Aussparung gefüllt und durch die Verseilung in Drehung versetzt. Als Ergebnis sind die Rund- oder Flachelemente, die den Leiter bilden, spiralförmig in der Aussparung um den Kabelkern angeordnet. Durch das Verfahren wird also vorzugsweise ausgehend von einer längslaufenden, das heißt geraden und nicht helixartigen Aussparung, ein dennoch helixartiger Verlauf des elektrischen Leiters dadurch erzielt, dass aufgrund des Verseilens mit der nicht-rückdrehenden Verseilmaschine dem Lichtwellenleiter eine Torsion aufgeprägt wird, die zu einer automatischen Verdrehung des Lichtwellenleiters und entsprechend auch der Aussparung führt.
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Im Falle eines mit einem separaten Füllelement versehenen Hybridkabels, wird alternativ zweckmäßigerweise auch dieses zumindest eine Füllelement als zusätzliche Verseilkomponente zugeführt zusammen mit dem elektrischen Leiter zugeführt und um den Lichtwellenleiter herum verseilt. Entsprechendes gilt auch für eine Ausführung mit mehreren elektrischen Leitern und/oder mehreren Füllelementen.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils im Querschnitt:
- 1 ein Hybridkabel, und
- 2 eine Variante des Hybridkabels.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hybridkabels 2 im Querschnitt dargestellt. Im Zentrum des Hybridkabels 2 ist ein Faserkern 4 angeordnet, der von einem Fasermantel 6, zur Ausbildung eines Lichtwellenleiters 8 umgeben ist. Der Faserkern 4 weist dabei einen kreisförmigen Querschnitt auf, während in radialer Richtung R in den Fasermantel 6 eine Anzahl von Aussparungen 10 eingebracht ist. Dabei sind diese derart von außen in den Fasermantel 6 eingebracht, dass die kreisförmige Grenzschicht zwischen Faserkern 4 und Fasermantel 6 vollständig erhalten bleibt. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind in den Fasermantel 6 zwei im Querschnitt gegenüber liegende Aussparungen 10 eingebracht. Diese weisen jeweils eine Tiefe T auf, die geringer ist als eine Wandstärke W des Fasermantels 6. Insbesondere entspricht die Tiefe T der Aussparungen 10 hier etwa der Hälfte der Wandstärke W. Weiterhin unterteilen die Aussparungen 10 den Fasermantel 6 in Umlaufrichtung U vier Teilabschnitte, wobei in zweien der Teilabschnitte die Aussparungen 10 angeordnet sind und in den verbleibenden zwei Teilabschnitten der Fasermantel 6 mit voller Wandstärke W ausgeführt ist. Diese Teilabschnitte mit voller Wandstärke W bilden insbesondere Abstandshalter 12 bezüglich der Aussparungen 10. In der hier gezeigten Variante sind die vier Teilabschnitte jeweils gleich groß, überstreichen daher einen identischen Winkelbereich. In einer hier nicht gezeigten Abwandlung sind diese Teilabschnitte jedoch unterschiedlich groß gewählt.
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In den Aussparungen 10 sind jeweils in Umlaufrichtung U mehrere Drähte 14 nebeneinander angeordnet, wodurch in jeder der Aussparungen 10 ein elektrischer Leiter 16 ausgebildet ist. Diese liegen in den Aussparungen 10 ein und am Fasermantel 6 an. Die elektrischen Leiter 16 und der Lichtwellenleiter 8 sind schließlich von einem gemeinsamen Außenmantel 18 umgeben, der hier einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und zugleich die Drähte 14 in den Aussparungen 10 fixiert.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Hybridkabels 2, bei dem ebenfalls zwei elektrische Leiter 16 an einen Fasermantel 6 angelegt sind. Dabei sind die elektrischen Leiter 16 hier als Flachleiter ausgebildet und verlaufen ringsegmentartig in Umlaufrichtung U am Fasermantel 6 entlang. In Umlaufrichtung U zwischen den elektrischen Leitern 16 sind mehrere Füllelemente 20 als Abstandshalter 12 angeordnet. Der Fasermantel 6 ist in der in der 2 gezeigten Variante ringförmig ausgeführt. Auch hier sind die Leiter 16 und der Lichtwellenleiter 8 von einem gemeinsamen Außenmantel 18 insbesondere unmittelbar ohne die Zwischenordnung von weiteren Elementen umgeben.
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In den 1 und 2 beträgt der Gesamtdurchmesser G des jeweiligen Hybridkabels 2 etwa 2 mm. Der Faserkern 4 macht davon jeweils den größten Anteil aus. Die Wandstärke W des Fasermantels 6 beträgt etwa ein Fünftel bis ein Zehntel des Durchmessers des Faserkerns 4. Insbesondere sind in beiden hier gezeigten Varianten die Leiter 16 in radialer Richtung R jeweils mit einer Dicke D ausgeführt, welche im Wesentlichen der Tiefe T der Aussparungen 10 entspricht. Entsprechend ist insbesondere im Ausführungsbeispiel der 1 der Leiter 16 durch einlagig nebeneinander liegende Drähte 14 gebildet.
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Ein derartiges Hybridkabel 2 ist bevorzugt in einem Kraftfahrzeug eingesetzt und verbindet beispielsweise eine Steuereinheit und eine Sensor-Komponente sowohl zur Leistungsversorgung als auch zur Datenübertragung. Das Hybridkabel 2 ist dabei vorzugsweise zumindest abschnittsweise mit weiteren Leitungen zu einem Kabelstrand des Bordnetzes zusammengefasst, beispielsweise durch eine Bandierung. Der Außenmantel 18 ist bevorzugt von keinem weiteren Kabelmantel umgeben.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Hybridkabel
- 4
- Faserkern
- 6
- Fasermantel
- 8
- Lichtwellenleiter
- 10
- Aussparung
- 12
- Abstandshalter
- 14
- Draht
- 16
- elektrischer Leiter
- 18
- Außenmantel
- 20
- Füllelement
- D
- Dicke
- G
- Gesamtdurchmesser
- T
- Tiefe
- U
- Umlaufrichtung
- W
- Wandstärke
