CN101740165A - 柔性电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性电缆，该柔性电缆具有由绝缘材料制成的护鞘围绕的中心部分，在所述中心部分中布置有由两根数据芯线构成并且由金属化合成毛网围绕的至少一个数据对以及至少一根供电芯线，所述数据对和供电芯线由公共电屏蔽件围绕，在所述中心部分中，所述至少两个屏蔽的数据对彼此单独布置，所述数据对具有彼此平行延伸的数据芯线，所述数据对的屏蔽件具有在所有侧上围绕所述屏蔽件的合成材料包层金属箔，且金属侧面面朝外，在金属箔上布置金属化的合成毛网，该金属化的合成毛网与所述金属侧面接触；在所述中心部分中存在至少一根供电芯线；数据对和供电芯线围绕中心脊扭绞，该中心脊耐张力并易于弯曲，所述供电芯线布置在所述数据对之间。

Description

柔性电缆
技术领域
本发明涉及一种柔性电缆，该柔性电缆具有中心部分，该中心部分由绝缘材料制成的护鞘包围，在该中心部分中，布置有至少一个由两根用于数据传输的数据芯线构成并由包含金属化合成毛网(fleece)的公共屏蔽件围绕的数据对；以及至少一根用于供电的供电芯线，所述数据对和供电芯线由公共的电屏蔽件所围绕，在所述电屏蔽件上布置所述护鞘，所述数据芯线和所述供电芯线各自具有由绝缘体围绕的电导体(EP1589541B1)。
背景技术
这种类型的电缆例如已经在汽车工程中在所谓的驾驶员辅助系统中使用。它们必须能够被机械加载，并尤其耐张力，具有良好的柔性，并且该柔性在长时间保持恒定。它们还必须保证以最高可能的数据速率进行无故障地数据传输。
对于根据引言中提及的EP1589541B1中所公知的电缆，扭绞在一起的两根信号芯线的绝缘是由膨胀的绝缘材料构成的。围绕数据芯线，连续形成导电的金属化合成毛网作为屏蔽件。在所有情况下，供电芯线布置在所述屏蔽件外侧、两根信号芯线之间的两个相对空隙内，而由良好导电的金属线制成的至少一根加蔽线(drain line)挨着所述至少一根供电芯线定位。由导电的、金属化合成毛网制成的公共外屏蔽件配装在包括信号芯线、供电芯线和加蔽线的单元上，并且该外屏蔽件由屏蔽层围绕，该屏蔽层由良好导电的金属线制成，在该屏蔽层上布置所述护鞘。这个电缆在应用中已经获得承认。但是，它不是特别耐张力，并且它的应用局限于相对低的数据速率。
发明内容
本发明基于设计一种引言中描述的电缆的目的，使得该电缆能够无干扰地用于在1GHz频率范围内的高数据速率，同时，具有改善的机械特性。
根据本发明，这个目的这样实现：
在中心部分，至少两个屏蔽的数据对彼此单独布置，所述数据对具有彼此平行延伸的数据芯线，所述数据对的屏蔽件在所有侧上具有围绕该屏蔽件的合成材料包层金属箔(synthetic-material-clad metal foil)，所述金属箔的金属侧面朝向外侧，在其上布置有金属化的合成毛网，该合成毛网与所述金属侧面相接触；
在中心部分中存在至少一根供电芯线；
数据对和供电芯线围绕中心脊(central spine)扭绞，该中心脊能够耐张力并易于弯曲，所述供电芯线布置在数据对之间。
这种电缆可以利用基本已知的简单构造的机器以及相关的设备用传统技术制造。由于中心脊的存在，它具有突出的机械特性，尤其是在很多场合需要的拉伸强度。作为耐张力的中心脊，它易于弯曲，并且所述电缆的其他部件围绕所述中心脊扭绞，整个电缆容易弯曲。在所有情况下，数据对由屏蔽件围绕，该屏蔽件可以非常好地屏蔽相应的传输电路，使之不受外来辐射的干扰的影响，即，也用于非常高频率或数据速率。尤其例如对1.2GHz频率有效的这种屏蔽是通过在所有侧闭合的金属箔与金属化的合成毛网的相互作用来实现的，所述合成毛网也同样几乎是闭合的金属套筒，对数据对的覆盖大于85％。如此形成的这种屏蔽还防止从数据对辐射的干扰，这种干扰会相互作用或者也有可能影响到电缆外侧。这种电缆的另一优点在于在数据对上的数据传输方面没有运行时间差，这是由于数据芯线彼此平行延伸并因此具有相等长度。
附图说明
本发明的主题的示例性实施方式在附图中示出。
图1示出根据本发明的电缆的横截面图。
具体实施方式
附图中的横截面图所示的电缆具有两个数据对DP，在每个数据对中，两根数据芯线1和2彼此平行延伸地布置。每个数据芯线1和2分别具有导体3，该导体优选地由铜制成，并且由绝缘件4围绕。导体3可以是实心线或者有利地为绞线。它可以具有锡、银或镍的外层。导体3也可以包含无镉铜合金。有利地是，绝缘件4由膨胀绝缘材料，如，例如聚乙烯或聚丙烯构成。也可以使用适于高温的绝缘材料，如例如聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙稀(FEP)、或聚氟烯烃(PFA)。膨胀绝缘件4可以利用已知的“外皮(skin)”技术而设置有光滑的外表面。有利地是，绝缘件4由低密度PTFE构成，且如果需要的话，包括PTFE的烧结外表层或拉伸FEP或PFA的烧结外表层。也可以由三层给定材料以外表层-泡沫-外表层的顺序构成。这种绝缘件4的结构使其能够牢固驻留在要插入的相应导体上。
两个数据芯线1和2没有扭绞在一起，而是彼此平行延伸，具有相等长度。由合成材料包层金属箔5和导电金属化合成毛网6构成的公共屏蔽件套在每个数据对DP的数据芯线1和2上。合成材料包层金属箔5(下面简短称为金属箔5)具有例如由聚酯形成的合成材料侧面以及金属侧面，该金属侧面优选的由铝或铜制成。优选的是，它围绕数据芯线1和2纵向形成，同时形成一个在纵向上延伸的重叠点，从而形成了在所有侧上围绕所述数据芯线的金属套筒。同时，金属箔5的金属侧面面朝外。金属化的合成毛网6以条带的形式提供，该合成毛网6以重叠的方式围绕金属箔5缠绕。有利地是，该重叠处于20％到50％之间。为了减小或抑制在金属箔5的重叠区域处的有可能存在的信号辐射，尤其是在非常高频率的情况下，所述金属箔在所有侧上可以提供有额外的金属膜，该金属膜例如由银制成。
在优选实施方式中，合成毛网6由聚酯纤维制成。但是，它也可以由其他适当的合成纤维制成，该纤维具有耐高温的优点。这种材料的例子是聚酰胺或聚酰亚胺。合成毛网6的壁厚或厚度优选的在50微米和300微米之间。良好导电的金属用于它的金属化，该金属尤其是铝、铜、银、镍或无镉铜合金。可以一个接一个施加的两种或多种不同金属也可以用于改善合成毛网6的耐腐蚀性。金属被转变成用于金属化的熔融状态并且从蒸气相沉积在毛网材料上。为此目的，金属也穿透毛网材料并且围绕以无序方式保持在一起的纤维。总之，在合成毛网上和合成毛网中形成金属膜，它尽管是多孔的，但几乎完全封闭并且对数据芯线1和2提供大于85％的覆盖率，其中所述数据芯线1和2已经由金属箔5封闭。
在优选实施方式中，在所有情况下，由良好导电材料形成的加蔽线7配合在金属箔5和合成毛网6之间。尤其是，加蔽线7由铜形成，并且可以另外涂覆有锡、银或者镍，以用于防腐蚀。有利地是，加蔽线7位于数据芯线1和2之间的其中一个间隙中，所述金属箔5已经压入到相应的间隙中。它主要作用为提供机械敏感(mechanically sensitive)的金属箔的可靠纵向接触。
两个数据对DP布置在电缆的中心脊8的相互相对侧，所述中心脊耐张力并且易于弯曲。在优选实施方式中，它设计成钢丝绳(steel cable)形式，并且由一层绝缘材料9围绕，该绝缘材料层9例如由聚亚安酯、热塑性弹性体或耐高温塑料制成。但是，该中心脊8也可以由纤维补强的塑料或者高强度合成纱线，例如聚酰胺纱线制成。
在所有情况下，在两个数据对DP之间、在中心脊8的两侧上布置供电芯线VA，该数据芯线VA在所有情况下由导体11构成，该导体11由绝缘件10围绕。两个数据对DP和两个供电芯线VA围绕中心脊8扭绞，有利地是，不在相反方向上扭绞数据对DP。提供由绝缘材料制成的两个填充件12和13，以便给由中心脊8、数据对DP和供电芯线VA构成的电缆的中心部分提供一个大致圆形的横截面形状。
电缆的中心部分可以整体由绕线14围绕，该绕线14由绝缘材料形成，它优选的通过缠绕聚酯毛网的条带或者其他耐高温合成材料而形成。公共的电屏蔽件15布置在绕线14上。有利地是，围绕绕线14，屏蔽件15具有合成材料包层金属箔，它可以与金属箔5相同的方式设计。例如，以金属侧面面朝外的方式，该金属箔连续围绕绕线14缠绕。作为屏蔽件15的另一元件，由耐腐蚀铜线或者结构与合成毛网6相同的金属化合成毛网形成的编织件可以套在这个金属箔上。由耐腐蚀铜线制成的编织件也可以用来替代金属箔。
为了特殊用途，可能不需要数据对DP的屏蔽件与公共屏蔽件15的电势隔离。那么可以省略围绕电缆中心部分的绕线14，使得数据对DP的屏蔽件与屏蔽件15直接接触，那么该屏蔽件15具有金属化内层。
电缆的外护鞘16优选的通过挤压成型来生产，它布置在屏蔽件15外。有利地是，该护鞘由聚亚安酯或热塑性弹性体制成。
作为上述实施方式的变型，电缆也可以具有多于两个数据对DP，它们围绕中心脊8彼此单独扭绞。具有至少一个供电芯线VA。根据图示，也可以具有两根供电芯线VA或者多于两根供电芯线。有利地是，在所有实施方式中，在所有情况下，供电芯线VA彼此单独地位于两个数据对DP之间。所有这些扭绞元件围绕中心脊8扭绞在一起。

Claims (4)

1.一种柔性电缆，该柔性电缆具有中心部分，该中心部分由绝缘材料制成的护鞘围绕，在所述中心部分中布置有由用于数据传输的两根数据芯线构成并且由包含金属化合成毛网的公共屏蔽件围绕的至少一个数据对以及至少一根供电芯线，所述供电芯线用于供电，所述数据对和供电芯线由公共电屏蔽件围绕，在所述公共电屏蔽件上布置所述护鞘，所述数据芯线和供电芯线各自具有电导体，该电导体由绝缘体围绕，其特征在于：
-在所述中心部分中，所述至少两个屏蔽的数据对(DP)彼此单独布置，所述数据对具有彼此平行延伸的数据芯线(1、2)，所述数据对的屏蔽件具有在所有侧上围绕所述屏蔽件的合成材料包层金属箔(5)，所述金属箔的金属侧面面朝外，在所述金属箔上布置金属化的合成毛网(6)，该金属化的合成毛网(6)与所述金属侧面接触；
-在所述中心部分中存在至少一根供电芯线(VA)；
-数据对(DP)和供电芯线(VA)围绕中心脊(8)扭绞，该中心脊(8)耐张力并且易于弯曲，所述供电芯线(VA)布置在所述数据对(DP)之间。
2.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述合成材料包层金属箔(5)在所有侧上设置有另外的金属膜，并优选的设置由银膜。
3.如权利要求1或2所述的电缆，其特征在于，所述金属化的合成毛网(6)被设计成条带形式，并且以20％和50％之间的重叠围绕所述合成材料包层金属箔(5)缠绕。
4.如权利要求1到3中任一项所述的电缆，其特征在于，对于每个数据对(DP)，在合成材料包层金属箔(5)和金属化合成毛网(6)之间布置有金属加蔽线(7)。
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