CN110301170B - 具有电磁屏蔽的软管组合件和这种软管组合件的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有电磁屏蔽的软管组合件(100)，该软管组合件包括径向内软管(104)和径向外软管(102)，其中两个软管(102、106)中的至少一个具有至少一个导电层(106)，其中径向内软管(104)松脱地或能与所述径向外软管松脱地容纳在所述径向外软管(102)中。本发明此外还涉及具有电磁屏蔽的软管(104)和根据本发明的软管组合件(100)的应用。

Description

具有电磁屏蔽的软管组合件和这种软管组合件的应用

技术领域

本发明涉及具有电磁屏蔽的软管组合件，该软管组合件包括径向内软管和径向外软管，其中两个软管中的至少一个具有至少一个导电层。

背景技术

这种软管组合件在现有技术中已知。这种软管组合件例如用于保护电导线免受电磁干扰源的影响或使电流流经的导体针对周围环境屏蔽。通常除了电磁屏蔽还期待至少另一种特性，尤其是提供保护以免受机械影响、例如耐磨性和/或抗冲击强度、耐热性和更多特性。在应用软管组合件时所述一个软管可以被设计用于电磁屏蔽，而所述另一个软管可以被设计用于获得至少另一种特性。然而这并不排除，两个软管也可以被设计用于各个其它特性。

已知软管组合件的应用领域例如是机动车技术，尤其是机动车的电缆敷设，更具体地说在机动车的发动机舱中的电缆敷设。尤其在最后提及的情况中可以有利地使用已知的软管组合件，因为在此供使用的结构空间根据已知非常狭小，且由此电磁干扰源可能严重影响周围环境。此外，在具有电驱动或混合驱动的现代机动车中越来越频繁地使用所谓的高压车载电网，该高压车载电网必须针对周围环境进行屏蔽。

就这点而言必须指出，已知软管组合件的上述特性也适用于根据本发明的软管组合件。

发明内容

因此本发明的目的在于，给出一种开头所述类型的软管组合件，该软管组合件尤其适用于在狭小的空间条件下敷设，例如适用于在机动车的发动机舱中敷设。

所述目的根据本发明通过开头所述类型的软管组合件得以实现，在该软管组合件中所述径向内软管松脱地容纳在所述径向外软管中或可与所述径 向外软管松脱地容纳。

在已知的软管组合件中常出现下述问题：该软管组合件由于径向外软管 和径向内软管的相互嵌套布置而难以弯曲，以便对于在狭小的空间条件下的 布置而言赋予软管组合件所需的走向。该问题根据本发明通过下述方式应对： 径向内软管松脱地布置在径向外软管中；或通过下述方式：径向内软管在弯 曲时容易地与径向外软管松脱。因此径向内软管和径向外软管根据本发明根 本不存在互相连接或必要时才略微彼此粘着。

为了能够确保软管组合件的电磁屏蔽特性，在本发明的改进方案中提出， 至少径向内软管具有至少一个导电层。以这种方式和方法，负责电磁屏蔽的 径向内软管仅通过径向外软管的存在与其精确结构无关地被保护而避免受 到外部影响而损坏。

为了获得足够的电磁屏蔽，下述情况是有利的：导电层由比电导率在温 度约为25℃时为至少30MS/m的材料制成。有利地，导电层由铜和/或金和/ 或银制成。此外下述情况是有利的，导电层的厚度为至少20μm。导电层例 如可以由所述金属之一的薄膜构成。

因为所述厚度的金属薄膜非常容易被损坏、尤其被撕裂，所以下述情况 是有利的，导电层与稳定层连接。除了机械稳定导电层，该稳定层还承担下 述任务：保护导电层免遭腐蚀。原则上可以考虑，导电层以三明治方式嵌入 两个这种稳定层之间。然而在该情况下存在下述问题：导电层的电接触，例 如以便使导电层与插头、尤其是与插头的外壳、或/和与机动车的接地地线连 接。因此替选地还可以考虑，导电层在背离稳定层的一侧配有另一种金属层， 该另一种金属层既确保耐腐蚀性也确保导电层的电接触。因此，例如铜层可以被镀锡或镀银或镀金，例如通过喷涂的方式。

稳定层和导电层不仅可以在使用附着力增强剂或黏合剂的情况下，也可 以通过热处理互相连接。在本发明的改进方案中提出，稳定层被层压至导电 层上。例如稳定层可以由塑料制成，例如聚酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。此 外，稳定层或/和增附剂或黏合剂可以尤其以信号色、例如橙色被着色。

然而替选地可以考虑，稳定层构造成基底层，导电层例如气化渗镀至基 底层上。例如该基底层可以通过优选由聚酯纤维制成的无纺织物、尤其是非 织造织物构成，其单位面积重量优选为最高100g/m²。然后前述金属之一可 以被施加到该无纺织物上，例如借助真空工艺、尤其借助热蒸发或溅射。在 此，该无纺织物可以单层地或多层地构成。

如果稳定层径向地布置在导电层外侧，则稳定层例如在下述情况下可以 保护导电层避免受到径向外软管引起的损坏：径向内软管和径向外软管由于 在敷设软管组合件时其松脱的嵌套布置而相对于彼此移动。

在实践中已经证明下述情况是有利的，导电层的径向的厚度与稳定层的 径向的厚度的比例在约0.75和约1.25之间。例如稳定层或基底层的径向的厚 度为约23μm，这种情况在导电层的径向厚度为20μm时导致了比值约为0.87。

为了可以确保具有导电层的软管能良好变形，则此外还提出，具有导电 层的软管的径向厚度为最高250μm、优选地最高100μm、更优选地最高50μm。 此外通过在之前给定的范围内选择径向厚度，具有导电层的软管仅略微有助 于软管组合件的总重量。

为了能以简单的方式制造具有导电层的软管，在本发明的改进方案中提 出，该软管由平面材料通过折叠构成。这种制造方法例如在申请人的DE 10 2011 086 191 A1中描述，其相关的公开内容通过引用作为本公开内容的一部 分。在此为了提高平面材料的两个侧边缘棱的连接的机械稳定性可以规定， 两个侧边缘棱彼此重叠地布置。在此，该重叠例如是具有导电层的软管的周 长的10-15％。

然而替选地，软管还能通过下述方式由平面材料制造，以螺旋形的方式 卷曲平面材料，以螺旋形的方式围绕待保护的电缆放置。在此，在卷曲时如 此前描述的折叠那样可以使用相同的层结构。为了保持屏蔽特性，该平面材 料应以其宽度的约三分之一重叠。为了在卷曲时改善屏蔽特性，例如可以通 过下述方式确保导电层的接触，平面材料在纵向上被折叠、例如围绕其纵向 中线被折叠。为了能够固定该平面材料，该平面材料此外可以配有导电的粘 合剂。

为了能够使两个侧边缘棱的导电层互相电连接，此外还提出，平面材料 的侧边缘棱之一被折返，优选地折返一次。如果该导电层例如构成径向的内 层，则该导电层通过折返、即平面材料反转至本身上而径向地布置在外部， 从而该导电层在下述情况下与每另一个侧边缘棱的径向地布置在内部的导 电层接触并且进而电连接：每另一个侧边缘棱的径向地布置在内部的导电层 与所看到的边缘棱重叠。

为了连接两个侧边缘棱例如可以使用胶带，例如布置在平面材料的两个 互相重叠的侧边缘棱之间的胶带，或覆盖可自由接近的侧边缘棱的胶带。如 果平面材料的侧边缘棱之间的电接触可以通过折返侧边缘棱之一得到实现， 则下述情况是有利的：胶带包括至少一种导电材料。

然而替选于或补充于这种胶带的应用，两个侧边缘棱也互相钎焊或熔焊 连接，尤其是使用激光焊接-工艺。在这种情况下可以放弃重叠，由此可以 获得具有导电层的软管的更均匀的结构。

替选地或补充地可以通过印压来增强平面材料的两个互相重叠的侧边 缘棱的连接。如果稳定层或者说基底层和导电层在印压过程中至少逐点地被 穿孔，由此也可以建立两个侧边缘棱的电连接。

为了能够实现具有导电层的软管的直径的变化，在本发明的改进方案中 提出，软管的预先确定的圆周区段向外折叠至其余的圆周区段上或向内折叠 至所述其余的圆周区段中。这种折叠的优点在于软管直径在需要时可扩展。 一种需要例如可以通过下述方式是形成：软管在其端部必须被拉过连接插头。

如果具有导电层的软管如前所述在直径上被扩宽，则导电层例如可以仅 通过使用收缩软管或收缩织物作为径向外软管例如固定在插头处。如果软管 在其整个长度上被扩宽，则在剩余的长度上的软管直径可以再减小。尤其对 于在机动车的发动机舱中的使用来说，因此可以确保整齐的敷设。

在车辆制造(例如发动机舱、车身)中越来越频繁地使用所谓的圆形- 椭圆形-波纹管，即其横截面局部地构造成圆形或椭圆形的波纹管。在此， 为了即使在狭小的空间条件下也可以铺设电缆，改变外罩的横截面形状、但 不改变横截面面积。由于薄的壁厚，根据本发明的软管组合件非常适合于这 种应用。

待铺设在机动车中的电缆束常常具有大于5m的长度，并延伸过机动车 的不同区段，例如发动机舱、乘员车厢、行李厢等。在不同的区段中可能存 在对保护电缆束的导线的不同要求。例如在发动机舱中需要热保护，而在乘 员车厢中可能存在提高的消防要求。部分地，在乘员车厢中也存在准备用于 电缆束的通道，从在此可能也不需要额外的保护。因此下述情况是有利的， 软管组合件的软管的特性逐段地不同。

此外在本发明的改进方案中可以规定，在径向内软管和径向外软管之间 布置由降噪材料制成的层。在此可以仅在下述方面选出降噪材料：避免噪音 形成或/和避免已形成的噪音的传递。例如该降噪材料可以是优选由聚酯纤维 制成的无纺织物、尤其是非织造织物。

如本身已知的那样，径向外软管可以通过优选地由人造纤维构成的编织 物、针织物、织物或钩织物构成。然而替选地还可以考虑，径向外软管包括 被挤出成型的塑料波纹管。此外，该径向外软管多层地构成。如所述，该径 向外软管可以具有冲击保护特性且为此例如由芳纶制成。然而该径向外软管 还可以用于磨损保护或UV-保护且为此例如由聚氨酯制成。作为其它必要时 值得期待的保护特性在此还应提及消防保护、热保护、振动保护和啃咬保护， 例如针对貂啃损坏。

在本发明的改进方案中可以如此测量软管组合件和尤其是软管组合件 的径向内软管，使得软管组合件可以用作所谓的“整体屏蔽(Summenschirm)”。 在这种整体屏蔽中，通常多个电流流经的导线通过共同的EMV-屏蔽(EMV- 电磁兼容性)来保护。

根据另一个方面，本发明还涉及具有电磁屏蔽的软管，该软管包括至少 一个与稳定层连接的导电层，并且根据另一个方面，本发明还涉及根据本发 明的软管组合件或/和根据本发明的软管的应用，用于保护电导线免受电磁干 扰源的影响或/和屏蔽电流流经的导体，尤其在机动车的发动机舱内。关于可 通过其它方面获得的优点可参照根据本发明的软管组合件的前述讨论。

附图说明

下面借助附图根据实施例详细地阐述本发明。示出了：

图1示出了根据本发明的软管组合件的第一种实施方式的横截面图；

图2a和图2b示出了用于阐述可通过向外折叠或向内折叠软管改变直径 的示意图；

图3示出了用于阐述由长形的幅面材料通过围绕其纵向轴线卷曲而制造 根据本发明的软管组合件的径向内软管的示意图，；

图4示出了根据本发明的软管组合件的第二种实施方式的类似于图1的 横截面图；

图5示出了测量结构的示意图，用于确定图1和图4中示出的软管组合件 的径向内软管的屏蔽衰减率；

图6和图7示出了在使用图5中示出的测量结构的情况下在图1中示出的 软管组合件的径向内软管处的屏蔽衰减率测量的测量结果。

具体实施方式

在图1中通常以100标注根据本发明的软管组合件的第一实施方式。软管 组合件100包括径向外软管102和径向内软管104。

在示出的实施例中，径向外软管102构造成波纹管。例如该波纹管可以 由聚氨酯制成，以便对径向内软管104提供耐磨保护。

径向内软管104在示出的实施例中被构造成多层的薄膜，其包括内层106 和外层108。内层106在此由铜箔构成，而外层108由塑料膜、例如聚脂薄膜 构成，其层压在铜箔上。铜箔的厚度d1例如可以是20μm，而塑料膜的厚度d2可以例如是23μm。塑料膜108不仅保护铜箔106免遭撕裂，而且保护铜箔 由于与径向外软管102的接触受到损坏。作为其它保护措施，在径向外软管 102和径向内软管104之间在要求的情况下也可以还设置其它保护层110，该 保护层在示出的实施例中仅粗略地、示意性地以虚线示出，并且例如可以由 无纺织物、尤其是具有开头所述的特性的无纺织物构成。

如图1中所示，径向内软管104不构造有连续封闭的表面。更确切地说， 该径向内软管由平面的幅面材料112通过围绕其纵向轴线A卷曲制成，如其示 意性地在图3中所示。在此两个侧向边缘区域112a和112b以圆周角α(见图1) 互相重叠，该圆周角的值可以是直至50°或更大。该重叠具有改善铜箔106的 电磁屏蔽特性的优点。

为了可以进一步改善铜箔106的电磁屏蔽特性，下述情况是有利的，铜 箔106的两个侧向边缘区域106a和106b以导电彼此接触的形式互相贴靠。为 此两个边缘区域之一、在示出的实施例中边缘区域106a被折返、即被回折至 本身，由此铜箔106在回折区域中由径向内部转为径向外部。因此该铜箔在 重叠区域α中与边缘区域106b的直接贴靠在其上的铜箔导电地接触。

为了可以使幅面材料112的两个边缘区域112a和112b机械地互相连接， 此外还设置胶带114，该幅面材料112用于构成径向内软管104。然而附加地 或替选地还可以考虑，两个边缘区域112a和112b通过钎焊或熔焊互相连接。 此外可以考虑，在铜箔106的边缘区域106a和106b之间布置导电的、双面的 胶带。

为了在需要时可以改变径向内软管104的直径，如图2a中所示，软管104 的预先确定的圆周区段104a可以向外折叠至其余的圆周区段上。然而替选地 还可以考虑，将预先确定的圆周区段104b向内折入其余的软管104中(见图 2b)。

在图4中示出了根据本发明的软管组合件的简化的第二种实施方式，该 软管组合件基本上相应于根据图1的第一种实施方式。因此在图4中类似的部 分具有与图1中相同的附图标记，然而增加了100。此外，随后仅描述图4的 软管组合件200与根据图1的软管组合件100的不同之处，而在其它情况下就 此明确地参照根据图1的软管组合件100。

在根据图4的软管组合件200中，径向外软管202由针织物构成，该针织 物例如可以由芳纶纤维制成，以便对径向内软管204提供冲击保护。此外径 向内软管204包括无纺织物208，该无纺织物以铜层206喷涂。而且根据图4的 实施方式的径向内软管204可以在使用图3中示出的方法时由幅面材料212制 成。然而在此，幅面材料212的边缘区域212a和212b无重叠地互相邻接，并 且借助胶带214机械地互相连接。

径向内软管104或204的屏蔽能力可以通过所谓的屏蔽衰减率的程度进 行描述。屏蔽衰减率是室内干扰功率与由软管包围的导线/电缆内最大引起的 功率之间的比率。更确切地说，屏蔽衰减率是软管外的电场强度的值与软管 内电场强度的值之间的比率。屏蔽衰减率的单位是“dB”。

屏蔽衰减率可以根据所谓平行线-方法根据VG95214-6借助在图5中示出 的结构300来确定。同轴电缆的内导体在当前情况下用作试验件305，该试验 件的屏蔽事先被取消并且通过根据本发明的径向内软管104或204来替代。试 验件305与两个测量接纳部304和306连接，这两个测量接纳部在具体的试验 结构中由具有被焊接的N-衬套的两个黄铜板构成。同轴电缆的内导体延伸穿 过N-衬套，而软管借助螺纹卡箍与N-衬套导电连接。此外，用作干扰源的平 行线308在测量接纳部304和306之间延伸。干扰功率由网络分析仪301(Rohde &Schwarz公司的高频发生器，型号SMA100C，识别号2.81.01，于2012年6 月校准；和Rohde&Schwarz公司的测试接收机，型号ESU8，识别号2.70.05， 于2011年9月校准)经由功率分配器302和测量接纳部306被输送至平行线308。 此外，平行线308在测量接纳部304处与终端阻抗310(Spinner公司，型号 50Ω/25W，识别号5.10.01，于2012年10月校准)连接。试验件305在测量接 纳部306处通过屏蔽管307与屏蔽的外壳309连接，该外壳配有终端阻抗 (Rosenberger公司，型号50Ω/0.25W，识别号5.10.16，于2012年10月校准)， 并且该试验件在测量接纳部304处通过另一个屏蔽管307与屏蔽的外壳303连 接，在试验件305中感应的信号通过该外壳被输送至网络分析仪301。此外， 在屏蔽的外壳303与网络分析仪之间在必要时还可以设置功率放大器a。这种 测量在屏蔽的测量室中的木桌上进行。屏蔽衰减率在10kHz至300MHz的频率 范围内执行。该测量在根据本发明的径向内软管104或204的下述状态下执行， 在该状态下该径向内软管具有20mm的直径。

根据图1的径向内软管104的测量结果在图6中示出，而根据图4的径向内 软管204的测量结果在图7中示出。尽管两个软管104和204在10kHz至300MHz 的总频率范围内都具有优于-70dB的卓越的衰减或者说阻尼，仍然可以看出， 根据图1的软管104由于铜箔106的两个边缘区域106a和106b的重叠和电接触 而在高频范围内与根据图4的软管204相比具有更好的屏蔽特性。

Claims (15)

1.具有电磁屏蔽的软管组合件（100），包括：

径向内软管（104），和

径向外软管（102），

其中所述径向内软管（104）具有至少一个导电层（106），以及

其中所述径向内软管（104）松脱地或以所述径向内软管（104）在弯曲时容易地与所述径向外软管（102）松脱的方式与所述径向外软管能松脱地容纳在所述径向外软管（102）中，

其特征在于，所述径向外软管通过编织物、针织物、织物或钩织物构成，或者所述径向外软管包括被挤出成型的塑料波纹管。

2.根据权利要求1所述的软管组合件，其特征在于，所述导电层（106）由比电导率在温度约为25°C时为至少30MS/m的材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的软管组合件，其特征在于，所述导电层（106）的厚度（d1）为至少20µm。

4.根据权利要求1或2所述的软管组合件，其特征在于，所述导电层（106）与稳定层（108）连接。

5.根据权利要求4所述的软管组合件，其特征在于，所述稳定层（108）被层压在所述导电层（106）上。

6.根据权利要求4所述的软管组合件，其特征在于，所述稳定层（108）构造为基底层。

7.根据权利要求4所述的软管组合件，其特征在于，所述稳定层（108）径向地布置在所述导电层（106）外侧。

8.根据权利要求4所述的软管组合件，其特征在于，所述导电层（106）的径向的厚度（d1）与所述稳定层（108）的径向的厚度（d2）的比例（d1/d2）在约0.75和约1.25之间。

9.根据权利要求1或2所述的软管组合件，其特征在于，具有所述至少一个导电层（106）的所述径向内软管（104）由平面材料（112）通过折叠构成。

10.根据权利要求9所述的软管组合件，其特征在于，所述平面材料（112）的两个侧边缘棱（112a、112b）彼此重叠地布置。

11.根据权利要求10所述的软管组合件，其特征在于，所述平面材料（112）的所述侧边缘棱（112a、112b）之一被折返。

12.根据权利要求1或2所述的软管组合件，其特征在于，所述径向内软管（104）的预先确定的圆周区段（104a、104b）向外折叠至其余的圆周区段上或向内折叠至所述其余的圆周区段中。

13.根据权利要求1或2所述的软管组合件，其特征在于，所述编织物、针织物、织物或钩织物由人造纤维构成。

14.根据权利要求1或2所述的软管组合件，其特征在于，所述径向外软管（102）多层地构成。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的软管组合件（100）的在机动车的发动机舱内用于保护电导线免受电磁干扰源的影响或/和用于屏蔽电流流经的导体的应用。

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