CN103688315A - 用于传输数据信号的电线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于传输数据信号的电线，其包括至少两根扭绞的绝缘的芯线（1）以及包围这些芯线的电气屏蔽体（7）和由电气绝缘材料制成的包围所述屏蔽体（7）的外护套（10）。在所述屏蔽体（7）和扭绞的芯线（1）之间设置由电气绝缘材料制成的内护套（6），使得所述内护套（6）构成一个圆形的周围轮廓并且护套材料填充于扭绞的芯线（1）之间存在的空隙。所述扭绞的芯线（1）包围一个内部的、在电线的纵向上延伸的填充元件（4）。所述内护套（6）在屏蔽体（7）和芯线（1）之间的护套壁厚为至少0.2到0.6mm。

Description

用于传输数据信号的电线

技术领域

本发明涉及用于传输数据信号的电线，包括至少两根扭绞的绝缘的芯线以及包围这些芯线的电气屏蔽体和由电气绝缘材料制成的包围所述屏蔽体的外护套，其中在屏蔽体和扭绞的芯线之间设置由电气绝缘材料制成的内护套，使得该内护套构成一个圆形的周围轮廓并且护套材料填充于扭绞的芯线之间存在的空隙(Zwickel)。

背景技术

从EP0567757B1可知晓一种这样的电线。其表明，在该电线中，在强烈的弯曲动力负荷的情况下会剧烈地改变它的线电阻。

此外知晓一些用于传输数据信号的电线，其由四根扭绞成一条星绞四线组的绝缘的芯线以及一个包围它们的电气屏蔽体和一个由电气绝缘材料制成的包围该屏蔽体的外护套组成，其中扭绞的芯线包围一个内部的、在线的纵向上延伸的填充元件。其表明，在该电缆中，通过温度影响以及弯曲和扭转影响确定阻尼特性和波阻抗的变化，因为在出现弯曲动力负荷的情况下，电气屏蔽体的位置会发生变化，由此阻尼特性和波阻抗负面会改变。而这种改变特别在汽车结构中是个缺点，因为汽车中的许多功能基于数据的数字式传输。

发明内容

本发明的任务在于，从开始时说明的类型的电线出发，改善阻尼特性，以及影响内电阻的改变，使得电线阻抗的改变在另外的温度范围内并且在出现弯曲动力应变的情况下减小。

根据本发明，该任务如下实现：扭绞的芯线将在线的纵向上延伸的填充元件包围在内部并且其中在屏蔽体和芯线之间的内护套的护套壁厚至少为0.2到0.6mm。

根据本发明通过在内护套上布置电气屏蔽体，由此一方面避免屏蔽体的位置改变并且由此避免电线阻抗的变化。这里内护套一方面构成横截面为圆形的覆盖层，更确切说在电线的整个长度上，使得屏蔽体的形状不会由于温度影响和机械的负荷而改变，另一方面能够实现屏蔽体和电芯线之间最优的最小间隔。另外，特别通过本发明的填充元件导致了芯线彼此的间隔固定得以保证，因为由此也实现了电芯线互相的位置固定，使得总体减小了电线阻抗的变化。

根据本发明，当将四根芯线作为星绞四线组扭绞，其中单个电导体由绞合线组成并且优选具有对称的结构时是具有优点的。单个绞合线以有利的方式包含十九根单线或者三十七根单线。由此产生的单根线具有标称的0.1mm(+0.01mm)或者标称的0.07mm(+0.01mm)的直径，由此单根线的直径相对小，使得由单根线构成的绞合线并且因此全部线各自都适应于大的弯曲动力负荷。

此外根据本发明，当填充元件作为用聚酯，特别是用聚对苯二甲酸乙二酯制成的细丝组成时是适宜的。

此外根据本发明，当屏蔽体由导电的屏蔽膜和导电的屏蔽网组成，它们彼此重叠设置时是具有优点的。这里屏蔽膜和屏蔽网彼此导电连接具有重要的意义。根据本发明，当屏蔽网相对于屏蔽膜在径向在内部设置，使得屏蔽膜构成屏蔽体的外层时特别具有优点。

本发明的另外有利的实施方式包含在从属权利要求中。

附图说明

将根据在附图中示出的实施例详细说明本发明。

附图中：

图1表示本发明的电线的第一种结构的横截面，

图2表示本发明的电线的另一种实施方式的横截面，

图3是表示根据现有技术的、具有扭绞成星绞四线组的芯线和具有一个内部的支持元件并且没有内护套的电线的电线阻抗的按照位置分解的阻抗变化的图表，

图4和5是表示本发明的电线的两个实施例的按照位置分解的阻抗变化的图表，

图6是表示用于实现本发明的电线的扭转和弯曲改变试验的一种测量结构。

具体实施方式

在图1到6中相同的零件或者功能相同的零件始终以相同的附图标记表示。如果确定地说明的和/或从附图中得知的本发明的电线或者它的组成部分的特征仅关联实施例说明，则这些根据本发明与该实施例独立的作为单个特征或者还与该单个实施例的其他的特征组合都是重要的，并且作为属于本发明的特征要求权利。

图1示出了本发明的电线的第一实施方式。该电线包括四根在电线内部设置的、扭绞成一根所谓的星绞四线组的电芯线1。这些电芯线1具有内部的绞合线2，例如由镀锡的铜线组成，在所示实施例中使用七根铜线。这里涉及内部绞合线2的一种对称的结构。包围绞合线2的芯线绝缘体3例如由聚丙烯共聚物组成，尤其作为具有乙烯辛烯共聚物的塑料遮光膜(Kunststoffblende)。芯线直径例如为1.1mm，芯线绝缘体3的壁厚例如为0.3mm。但是根据本发明也可以扭绞多于四根单芯的芯线1，其中始终涉及单芯线对。在由四根芯线1扭绞的星绞四线组的内部设置填充元件4，其由绝缘材料组成并且在电线的纵向上延伸，起到在内部支持芯线1的作用，其另外有助于，屏蔽体的外部轮廓在受到强烈的外部动力弯曲负荷的情况下也不会改变，使得电线阻抗的变化基本上在弯曲区内也被减小。填充元件4优选由聚酯，特别是由聚对苯二甲酸乙二酯制成的细丝组成。该细丝具有这样的结构，使得它具有对芯线1支持的功能。

扭绞的芯线1由内护套6包围，该内护套6以挤压方式设置并且该内护套6具有圆形的周围轮廓，以及以它的护套材料填充于扭绞的芯线1之间存在的空隙。内护套6把芯线1彼此固定在它们的位置。在内护套6的圆周上设置的用导电的材料制成的电气屏蔽体7和扭绞的芯线1之间的内护套6的壁厚为0.2到0.6mm，优选为0.2到0.4mm。内护套6由塑料材料组成，特别用以聚烯烃为基的热塑性弹性体组成，特别用动态硫化的热塑性塑料(TPV)组成，特别用交联的乙烯-丙烯-二烯和聚丙烯组成。内护套6的外径例如为3.4mm。包围内护套6的电气屏蔽体7由导电的屏蔽膜8和导电的屏蔽网9组成，屏蔽膜8特别用铝遮盖的聚对苯二甲酸乙二酯膜制成，屏蔽网9用单根镀锡铜线以有利的方式构成并且例如具有至少85％、尤其92％的光学的覆盖。在图示的例子中屏蔽网9在屏蔽膜8的外圆周上设置，这里后者的导电的金属层对向屏蔽网9。通过本发明的这种结构将减小由温度条件和动力应变引起的电线阻抗的改变。这里始终需要屏蔽膜8和电气屏蔽体7之间的导电连接。

在屏蔽体7的外圆周上设置外护套10，其例如以挤压方式设置。外护套10例如由聚氨酯特别是防燃烧的、热塑性的聚氨酯或者由聚氯乙烯组成，并且外径例如为5.1mm且其壁厚例如为0.6mm。

本发明的电线适合-40℃到+125℃的温度范围，更确切说持续3000小时，其中在整个温度范围内产生规定的最优的阻尼性能。

在图2中示出的是本发明的电线的另一种实施方式。该电线的基本结构和使用的材料相应于图1的电线的基本结构和使用的材料，然而存在下面的不同。

单根芯线1的绞合线2由十九根单线构成，其中单线的直径为标称的0.1mm(+0.01mm)。芯线1的外径为标称的1.0mm(+/-0.05mm)。芯线绝缘体的壁厚为0.2mm到0.3mm。根据本发明下面那样同样是可能的，即当绞合线2由三十七根单线构成时，它们的直径为标称的0.07mm+0.01mm。作为由单根塑料纤维构成的细丝的填充元件4优选具有0.4mm+/-0.05mm的直径。内护套6优选具有0.2mm到0.4mm的壁厚。外径优选为2.9mm+/-0.1mm。另外如从图2所知，电气屏蔽体7如此构造：屏蔽膜8在外面包围导电的屏蔽网9，使得导电的屏蔽网9直接布置在内护套6上并且因此通过后者固定。由此产生电气屏蔽体7的特别的形状稳定性。这里屏蔽膜8如此设置，使得它的导电的金属面对向屏蔽网9并且位于其上。屏蔽网9的光学的覆盖为最少85％而屏蔽膜8以最少20％的重叠设置。外护套10的外径优选为标称的4.6mm(+/-0.2mm)。外护套10的壁厚为标称的0.7mm。至于本发明的电线的电气特性，线电阻在20℃时最大为136欧姆/km，运行电压最大为60V。屏蔽阻尼在频率≤20mH的情况下最小为55dB，在频率≤1gH的情况下最小为40dB。电线阻抗Z₀为100欧姆+/-15欧姆。电线阻抗通过根据DIN EN50289-1-11的测量方法测量，阻尼(插入阻尼)通过根据DIN EN50289-1-8的测量方法测量。

为测量本发明的电线的阻抗特性与根据现有技术的电线比较，执行所谓的扭转和弯曲交变检验测试，它的测量结构在图6中示出。这里把要试验的电线11在一个可围绕135°运动的圆盘12的外边缘上固定。这里电线11对圆盘边缘切向引开。在200mm的距离处电线11竖直在另一个固定处张紧。这里圆盘12的直径为200mm。一个测量周期涉及围绕135°的往复运动。在执行测试期间在5000个周期、10000个周期、15000个周期和20000个周期下测量阻抗，更确切说在电线具有弯曲的弯曲动力长度区域内进行测量。该弯曲动力区域例如具有20cm的线长度。通过135°的往复运动，被测试的电线11因此同时被施加扭转和弯曲冲击。在每一次改变位置后设计一次暂停。这些暂停如此调整，使得实现60秒的周期时间。每一周期暂停最短必须为50秒。所有5000+/-200个周期都测量各按照位置分解的电线阻抗。为测量按照位置分解的电线阻抗要使用TDR方法。TDR表示时域反射(Time-Domain-Reflectometrie)，参见http:/www.sympulsaachen.de/grundlagen/tdr/tdr.html。

如从图3、4和5可知，结果如下：

从涉及现有技术的由具有内部填充元件的星绞四线组组成的电线的图3中可知，电线阻抗在这里决定性的弯曲动力区域内取决于周期的数目显著变化，更确切说，周期数越上升，电线阻抗越大。图4和5涉及本发明的电线，它们同样经受在图6中说明的弯曲测试并且其中示出在弯曲动力区域内的阻抗变化。图4在这里涉及本发明的按照图2的电线，然而不同在于屏蔽网9位于外面。图5涉及按照图2的电线。这里能够看出，阻抗变化的明显的比较结果如此产生，即周期数上升时的阻抗的增大显著小于现有技术的情况，其中按照图2的电线是最优的。由此可以导出，通过本发明的结构，电线阻抗对弯曲动力负荷的依赖显著小于现有技术的情况。相应的作用也适用于电线阻尼。

本发明不限于表示的实施例，相反包括所有在本发明的意义上相同作用的方式。此外本发明迄今也不限于在权利要求1中规定的特征组合，相反也可以通过所有总共公开的单个特征的对于确定的特征的每一种任意另外的组合规定。这意味着，基本上每一个单个的特征可以实际被删除或者可以通过一个在本发明的另外的位置公开的单个特征代替。就此而言权利要求应该仅理解为对发明的第一种表达尝试。

Claims (8)

1.用于传输数据信号的电线，包括至少两根扭绞的绝缘的芯线(1)以及包围所述芯线的电气屏蔽体(7)和包围所述屏蔽体(7)的用绝缘材料制成的外护套(10)，其中在所述屏蔽体(7)和扭绞的芯线(1)之间如此构造用电气绝缘材料制成的内护套(6)，使得所述内护套(6)形成圆形的周围轮廓并且护套材料填充于扭绞的芯线(1)之间存在的空隙，其特征在于，

所述扭绞的芯线(1)包围一个内部的、在电线的纵向上延伸的填充元件(4)，并且所述内护套(6)在屏蔽体(7)和芯线(1)之间的护套壁厚为0.2到0.6mm。

2.根据权利要求1所述的电线，其特征在于，

将四根芯线(1)扭绞为星绞四线组。

3.根据权利要求1或2所述的电线，其特征在于，

所述内护套(6)的护套壁厚为0.2到0.4mm。

4.根据权利要求1到3之一所述的电线，其特征在于，

所述芯线(1)用由十九根单线或者三十七根单线组成的绞合线(2)构成，其中所述单线在十九根单线的情况下具有标称的0.1mm(+0.01mm)的直径，在三十七根单线的情况下具有标称的0.07mm(+0.01mm)的直径。

5.根据权利要求1到4之一所述的电线，其特征在于，

所述填充元件(4)用聚酯特别用聚对苯二甲酸乙二酯构成并且优选作为细丝具有0.4mm+/-0.05mm的直径。

6.根据权利要求1到5之一所述的电线，其特征在于，

所述屏蔽体(7)由导电的屏蔽膜(8)和导电的屏蔽网(9)组成，所述屏蔽膜(8)和屏蔽网(9)彼此导电连接。

7.根据权利要求6所述的电线，其特征在于，

所述导电的屏蔽膜(8)在径向看在外面包围屏蔽网(9)，其中，所述屏蔽网(9)布置在内护套(6)上。

8.根据权利要求1到7之一所述的电线，其特征在于，

所述外护套(10)具有标称的4.6mm到5.1mm的直径并且所述外护套(10)具有0.6到0.7mm的壁厚。

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