CN105900187B - 电缆配置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及至少两条电缆的配置，该至少两条电缆以大致平行的方式相邻地延伸，至少两条电缆中的第一电缆和第二电缆均具有至少一个绞合组，该绞合组具有加捻在一起的两个或更多个导体。根据本发明，绞合组中的每一个绞合组的捻距在各自的电缆的长度方向上变化。另外，第一电缆的绞合组的绞合组线圈的捻距小于第二电缆的绞合组的最直接相邻的绞合组线圈的捻距。

Description

电缆配置
技术领域
本发明涉及至少两条电缆的配置，该至少两条电缆以大致平行的方式相邻地延伸，所述至少两条电缆中的第一电缆和第二电缆均具有至少一个绞合组(strandinggroup)，绞合组具有加捻在一起的两个或更多个导体。
背景技术
通常理解加捻或绞合意味着电缆的数个导线或导体以螺旋的方式绕着彼此加捻。例如，已知的加捻的成对电缆(twisted-pair cable)具有至少一个绞合组，该绞合组包括绕着彼此加捻的两个导体。由此，各个导体的位置在电缆的长度方向上变化。另外，加捻或绞合的导线对针对外部交变电磁场和静电干扰提供了较好的保护。
还能够通过绞合来有效地降低在电缆中彼此相邻地延伸的数个导体对之间的串扰。另外，可以选择电缆的各个绞合组的不同的捻距(lay length)和/或旋转方向。来自第一导体对的外部信号能够被电感或电容耦合到相邻的第二导体对。
在均具有用于差分信号的传输的至少一个导体对的数条电缆彼此相邻地铺设的情况下，也会发生电缆之间的这种不期望的串扰(外部串扰)。为了降低这种串扰，各个电缆经常设置有屏蔽。可选地，使用同轴电缆。
在另一已知的方案中，彼此相邻地铺设的各个电缆具有特别厚的鞘或者以彼此之间具有预定的最小间隔的方式铺设。
文件US 2012/0186846说明了在电缆中配置数个绞合组，由此绞合组能够依次加捻在一起。各个股的捻距可以变化。然而，这种电缆的制造特别复杂。此外，在彼此相邻地铺设的数条这种电缆之间会发生外部串扰。
文件EP 2131 370 B1还说明了使两个绞合组彼此绞合在一起，由此绞合组的捻距以正弦曲线的方式变化。该电缆的制造也复杂。此外，在彼此相邻地铺设的数条这种电缆之间会发生外部串扰。
捻距被理解为意味着由绞合组形成的螺旋线的节距或匝距(turn distance)。换句话说，捻距为绞合组的绞合的导线中的一条导线在一整转中加捻所跨过的在电缆的长度方向(z方向)上的距离。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的在于提供一种彼此相邻地延伸的数条电缆的配置，该数条电缆均适于传输差分信号，其中该配置易于制造并且同时可靠地防止了在各个电缆的导体对之间的串扰。由此，优选地应当省略了各个电缆的屏蔽，这是由于一方面屏蔽的成本高，另一方面屏蔽会对电缆的重量和挠性产生负面影响。
根据本发明通过根据方案1的电缆配置解决了该问题。在附属的技术方案中说明了本发明的有利的进一步发展。
根据本发明，绞合组的捻距分别在各个电缆的长度方向上是可变的。这意味着绞合组中(各绞合组中)的捻距在对应的电缆的长度方向上变化。另外，第一电缆的绞合组的至少一个绞合组线圈(stranding group winding)的捻距小于第二电缆的最直接相邻的绞合组线圈的捻距，优选地小了大于10％、特别优选地小了大于20％、特别地小了大于50％。“相邻的绞合组线圈”被理解为意味着第二电缆的绞合组的线圈，该线圈的起始点(线圈相位0°)与第一电缆的至少一个绞合组线圈的起始点同样地被与该电缆的长度轴线垂直的同一截面横断。
换句话说，穿过两条电缆的与长度方向垂直地延伸的(至少)一个截面在第一绞合部中横断了第一电缆的绞合组并且在第二绞合部中横断了第二电缆的绞合组。从该截面开始，在导体一整转中，第一电缆的绞合组在长度方向上加捻跨过的距离比第二电缆的绞合组小(或者节距比第二电缆的绞合组的节距小)。
优选地，第一电缆和第二电缆的相邻的绞合组线圈的捻距之间的上述关系不仅适用于穿过该两条电缆的一个截面而且适用于穿过该两条电缆的所有截面。换句话说，仅在电缆配置中的在其长度方向上的少数部位处或者没有部位存在彼此直接相邻地配置的、具有相同捻距的两个绞合部。而且，两条电缆的相邻的绞合组线圈的捻距至少在电缆的长度的50％的范围存在差，特别地在电缆的整个长度范围存在差，差了多于10％，特别地20％、50％或更多。
本发明基于如下认知：如果两个导体对的相应的股以具有相同相位和相同周期长度(捻距)的方式彼此相邻地延伸则该两个导体对之间的串扰特别严重，这是因为在这种情况下从一个导体对线圈发出的电磁场特别容易耦合到具有相同捻距的相邻的导体对线圈中。另一方面，如果两条电缆的相邻的导体对线圈的捻距差了至少10％，则大幅地削弱了两条电缆之间的串扰。因而，根据本发明，还重要的是以使得两条电缆的绞合组的两个相邻的线圈分别具有不同捻距的方式将这两条电缆配置成彼此邻近。
为此目的，电缆可以具有外部可视的标记或者类似物，借助于该标记或类似物可以表示或者至少可确定电缆的内部的特别位置处的捻距和/或放线(lay line)的整个线路上的特别位置处的捻距。于是具有该配置的电缆可以以使得标记分别被定位成相对于彼此错开的方式被配置成彼此相邻。这确保了实现相邻的电缆的内部中的捻距之间的特定关系。
优选地，绞合组分别由加捻的导体对构成。电缆可以分别为均具有一个或多个加捻的导体对的加捻的成对电缆。
可选地，绞合组可以分别由加捻在一起的四个导体构成。电缆在该情况下可以是具有四股的星形四线电缆。
在各绞合组包含用于传输差分信号的至少一个导体对的情况下特别明显地表示出本发明的有益效果，这是因为这种彼此相邻地延伸的导体对特别易于产生外部串扰。
根据本发明的电缆配置在各电缆仅具有一个绞合组的情况下特别易于制造。
在本发明的优选的实施方式中，各个绞合组的捻距分别在最小捻距和最大捻距之间变化、优选地周期性地变化和/或以波状的方式变化、特别地以大致正弦曲线的方式变化。这种捻距在电缆的长度方向上的变化能够通过对用于制造电缆的股的绞线机的旋转速度进行周期性的和/或波状的调整来产生。
换句话说，绞合组的捻距显示出基于电缆的长度方向上的延伸量而成具有最大值和最小值的波状的、周期的和/或正弦的曲线。
由此，绞合组的具有最小捻距的两个相邻的绞合部之间的距离限定了绞合长度。换句话说，绞合长度是分别穿过特别地紧挨着卷绕的线圈的起始点(相位0°)延伸的、与电缆的长度方向垂直的两个截面之间的距离，由此在两个特别地紧挨着卷绕的线圈之间存在仅一个特别地宽地卷绕的线圈，也就是说绞合长度是上述的曲线的两个最小值之间的距离。
绞合长度可以在电缆的整个长度上保持恒定；但是可选地，绞合长度可以在电缆的长度上变化。
优选地，捻距在大于5mm且小于20mm、优选地大于10mm且小于15mm的最小捻距和大于15mm且小于50mm、优选地大于22mm且小于28mm的最大捻距之间变化。这种捻距可以使用绞线机以合理的成本进行制造并且提供针对所传输的信号通过外场的影响的良好保护。
在优选的实施方式中，绞合长度大于0.5m且小于10m、优选地大于2m且小于5m。由此，绞合长度可以在电缆的长度方向上恒定，例如，作为电缆的长度延伸量的函数的捻距具有精确的正弦长度。
然而，各个绞合组的绞合长度还可以在电缆的长度方向上变化、优选地周期性地变化、特别地大致正弦曲线地变化。这使得能够特别有效地抑制两条相邻的电缆之间的外部串扰。
可选地，绞合组的绞合长度可以在电缆的长度方向上在最大绞合长度和最小绞合长度之间统计地(statistically)变化，由此可以将最大绞合长度和最小绞合长度指定到绞线机。
在优选的实施方式中，该至少两条电缆是分开的、单独的电缆，特别是彼此间隔开地配置，优选地采用束的形式彼此邻近地延伸。可以在引导部和/或在共享的安装部中彼此邻近地引导电缆。它们可以以彼此限定的间隔进行配置。非必要的，但是可能的是：电缆在它们的整个长度上彼此邻近地延伸。它们还可以仅部分地彼此平行或大致平行地延伸，例如它们一端收纳在共享的电缆连接器、安装部或类似物中。
根据另一方面，本发明涉及以大致平行的方式相邻地延伸的至少两条电缆的配置的制造方法，其中利用具有两个或更多个加捻的导体的至少一个绞合组制造原料电缆(rawcable)，其中绞合组的捻距在电缆的长度方向上变化，
切割原料电缆，使得至少一条第一电缆和至少一条第二电缆被制造，以及
该两条电缆被配置成彼此相邻使得第一电缆的至少一个绞合组线圈的捻距与第二电缆的配置成与第一电缆的该至少一个绞合组线圈邻近的绞合组线圈的捻距的差大于10％、优选地大于20％、特别地大于50％。
在原料电缆被制造成在其整个长度上具有恒定的绞合长度的情况下，在切割原料电缆的步骤中，应当确保了被制造的电缆的电缆长度不是绞合长度的倍数或分数。在这种情况下，连续地切割的电缆的捻距的模式在电缆彼此相邻地配置的情况下不同
在原料电缆在其外部安置有表示电缆的内部的捻距模式和/或最大捻距或最小捻距的标记的情况下，根据本发明，电缆可以在配置步骤中以简单的方式彼此相邻地铺设，例如标记被配置成彼此错开预定最小距离。
附图说明
在以下的说明中，参照所附的附图来说明本发明。附图中的唯一的图示出了根据本发明的电缆配置的示意性概略图。
具体实施方式
图中示出了至少部分彼此相邻地延伸的两条电缆10、20的根据本发明的配置。该图是图示了基本原理的示意性概略图。表示出两个绞合的或加捻的导线或导体32在各电缆10、20中延伸。两个加捻的导体32分别形成绞合组11、21。换句话说，绞合组中的导线绕着彼此以螺旋的形式加捻。在一整转中，绞合的导线中的各导线均在电缆的长度方向L上移动了一个捻距。
第一电缆10是加捻的成对电缆并且包括仅一个绞合组11，该绞合组11包括两个彼此加捻在一起的导体32。该两个导体32均被由绝缘材料制成的导线绝缘部所包围。绞合组11被保护层包围以形成电缆10。
第二电缆20也是加捻的成对电缆并且包括仅一个绞合组21，该绞合组21包括两个彼此加捻在一起的导体32。该两个导体32均被由绝缘材料制成的导线绝缘部所包围。绞合组21被保护层包围以形成电缆20。
第一电缆的绞合组11的捻距在长度方向L上例如以正弦曲线的方式在最小捻距A和最大捻距A’之间变化。最小捻距A等于大约12mm，最大捻距等于大约25mm。两个相邻的具有最小捻距的绞合部14、15之间的距离限定为绞合长度X。绞合长度在电缆10的整个长度上是恒定的。
第二电缆的绞合组21的捻距也是在长度方向L上以正弦曲线的方式在最小捻距B’(其中B’＝A)和最大捻距B(其中B＝A’)之间变化。绞合长度在电缆20的整个长度上也是恒定的且等于X。
穿过两条电缆延伸的截面I在绞合部14中与第一电缆10的绞合组11相交，在该绞合部14处第一绞合组11的捻距具有值A，并且该截面I在绞合部24中与第二电缆20的绞合组21相交，在该绞合部24处第二绞合组21的捻距具有值B，其中，A与B的差大于50％。特别地，A比B小了大于50％。
在大于电缆10、20的整个长度的50％的范围采用第一电缆10和第二电缆20的直接相邻的绞合组线圈的捻距之间的这种关系。这有效地减小了电缆10、20之间的外部串扰。
在绞合部14中，第一绞合组11具有最小捻距A，例如将缺口状的标记70配置在电缆的外侧。能够在电缆的整个长度上以与各绞合长度对应的间隔可视地将该标记施加于电缆。则当铺设电缆时电缆铺设者知晓在电缆的长度方向上捻距等于最小值的部位并且能够以简单的方式实现根据本发明的配置。
本发明不限于上述示例性实施方式。例如，彼此相邻地延伸的大于两条电缆能够形成根据本发明的配置。代替加捻的成对的电缆，可以使用具有由四条导线形成的绞合组的星形四线电缆。优选地，在长度方向L上在电缆的整个长度上绞合长度X可以周期性地和/或统计地变化。
本发明还涉及用于制造根据本发明的配置的、在外侧具有至少一个标记70的原料电缆。

Claims (25)

1.一种至少两条电缆(10、20)的配置，所述至少两条电缆(10、20)以大致平行的方式相邻地延伸，所述至少两条电缆(10、20)中的第一电缆(10)和第二电缆(20)均具有至少一个绞合组(11、21)，所述至少一个绞合组(11、21)具有加捻在一起的两个或更多个导体(32)，其中，所述绞合组(11、21)中的每一个绞合组的捻距在所述电缆(10、20)的长度方向上变化，并且所述第一电缆(10)的绞合组(11)的至少一个绞合组线圈(14)的捻距与所述第二电缆(20)的绞合组(21)的相邻的绞合组线圈(24)的捻距的差大于10％，所述绞合组(11、21)的捻距在最小捻距和最大捻距之间变化，其特征在于，绞合组的两个相邻的具有最小捻距的绞合部之间的距离限定了绞合长度(X)，其中绞合组的所述绞合长度(X)在所述电缆的长度方向(L)上周期性地变化。
2.根据权利要求1所述的配置，其特征在于，所述第一电缆(10)的绞合组(11)的至少一个绞合组线圈(14)的捻距与所述第二电缆(20)的所述绞合组(21)的相邻的绞合组线圈(24)的捻距的差大于20％。
3.根据权利要求2所述的配置，其特征在于，所述第一电缆(10)的绞合组(11)的至少一个绞合组线圈(14)的捻距与所述第二电缆(20)的所述绞合组(21)的相邻的绞合组线圈(24)的捻距的差大于50％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，所述绞合组(11、21)均由加捻的导体对(12、22)构成。
5.根据权利要求4所述的配置，其特征在于，所述电缆(10、20)分别为加捻的成对电缆。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，所述绞合组(11、21)分别由加捻在一起的四个导体构成。
7.根据权利要求6所述的配置，其特征在于，所述电缆分别为具有四股的星形四线电缆。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，各绞合组具有用于传输差分信号的至少一个导体对(12、22)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，各电缆(10、20)仅具有一个绞合组。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，所述绞合组(11、21)的捻距分别周期性地变化和/或以波状的方式变化。
11.根据权利要求10所述的配置，其特征在于，所述绞合组(11、21)的捻距分别以正弦曲线的方式变化。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，所述最小捻距大于5mm且小于20mm，并且所述最大捻距大于15mm且小于50mm。
13.根据权利要求12所述的配置，其特征在于，所述最小捻距大于10mm且小于15mm，并且所述最大捻距大于22mm且小于28mm。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，所述绞合长度(X)大于0.5m且小于10m。
15.根据权利要求14所述的配置，其特征在于，所述绞合长度(X)大于2m且小于5m。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，绞合组的所述绞合长度(X)在所述电缆的长度方向(L)上以正弦曲线的方式变化。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，所述至少两条电缆(10、20)是分开的、单独的电缆。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，所述至少两条电缆(10、20)是彼此间隔开的、单独的电缆。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，各电缆(10、20)在其外部安置有表示所述电缆的内部的捻距、捻距模式和/或最大捻距或最小捻距的位置的至少一个标记(70)。
20.根据权利要求19所述的配置，其特征在于，所述第一电缆(10)的所述标记与所述第二电缆(20)的所述标记在所述电缆的长度方向(L)上错开。
21.根据权利要求1至3中任一项所述的配置，其特征在于，至少一条电缆在其外部以与各自的绞合长度(X)对应的间隔安置有标记。
22.一种至少两条电缆(10、20)的配置，所述至少两条电缆(10、20)以大致平行的方式相邻地延伸，所述至少两条电缆(10、20)中的第一电缆(10)和第二电缆(20)均具有至少一个绞合组(11、21)，所述至少一个绞合组(11、21)具有加捻在一起的两个或更多个导体(32)，其中，所述绞合组(11、21)中的每一个绞合组的捻距在所述电缆(10、20)的长度方向上变化，并且所述第一电缆(10)的绞合组(11)的至少一个绞合组线圈(14)的捻距与所述第二电缆(20)的绞合组(21)的相邻的绞合组线圈(24)的捻距的差大于10％，所述绞合组(11、21)的捻距在最小捻距和最大捻距之间变化，其特征在于，绞合组的两个相邻的具有最小捻距的绞合部之间的距离限定了绞合长度(X)，其中绞合组的所述绞合长度(X)在所述电缆的长度方向(L)上在最大绞合长度和最小绞合长度之间统计地变化。
23.根据前述权利要求中任一项所述的配置的制造方法，其特征在于，利用具有两个或更多个加捻的导体(32)的至少一个绞合组制造原料电缆，其中所述绞合组的捻距在所述电缆(10、20)的长度方向上在最小捻距和最大捻距之间变化，并且绞合组的两个相邻的具有最小捻距的绞合部之间的距离限定了绞合长度(X)，其中绞合组的所述绞合长度(X)在所述电缆的长度方向(L)上周期性地变化，
切割所述原料电缆，使得至少一条第一电缆和至少一条第二电缆被制造，以及
该两条电缆以彼此相邻的方式配置，使得所述第一电缆(10)的绞合组线圈的捻距与所述第二电缆(20)的配置成与所述第一电缆(10)的该绞合组线圈邻近的绞合组线圈的捻距的差大于10％。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：基于所述原料电缆的内部的所述捻距的模式而将标记(70)施加于所述原料电缆的外侧。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在涉及该两条电缆的配置的步骤中，所述第一电缆的标记被定位成与所述第二电缆的标记错开。
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