CN1744235A - 用于电线和电缆的多层条型屏蔽板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电线的多层条型屏蔽板(1)，该屏蔽板包括至少一层由塑料材料制成的衬底层(2、8)和至少一层由导电材料尤其是金属制成的屏蔽层(3)，该衬底层(2、8)与该屏蔽层衬接，沿条的纵向(Z)，在该屏蔽层(3)上设有以纵向距离(p)重复设置的用于使该屏蔽层电中断的间隔间隙(5)。

Description

用于电线和电缆的多层条型屏蔽板
技术领域
本发明涉及一种用于电线、尤其是用于多芯数据传输电缆的多层条型屏蔽板，该屏蔽板包括至少一层由塑料材料制成的衬底层和至少一层由导电材料尤其是金属制成的屏蔽层，该屏蔽层与该衬底层相连。本发明还涉及一种电缆，尤其是数据传输电缆，该电缆包括至少一条线，尤其包括几对绞在一起的线，即所谓的扭绞线对，在该电缆中使用开头所述的屏蔽板。
结合高速数据传输电缆可更清楚地说明本发明所解决的问题，但是本发明并不限于用于该目的。
背景技术
常用的数据传输电缆使用几对上述扭绞线对，例如四对，由于传输带宽和传输质量的等级(category)提高，因此必须屏蔽这些线。在这种情况下，电缆内的扭绞线对的外部屏蔽和扭绞线对之间的屏蔽是很重要的。
对于要获得的传输带宽和传输质量的相应的具体规格，US 6 624 359B2教导了一种具有屏蔽板的扭绞线对，其中该屏蔽板由包括塑料材料的衬底层和形成在其上的金属的屏蔽层的层压板形成。该文献还示出如何折叠该层压板以形成外部屏蔽外皮的各种不同的构型，所述屏蔽外皮围绕几对扭绞线对以及例如具有星形构型的内部隔离和支承结构设置。重要的是，该屏蔽板被设计成例如铝或铜的材料条，所述材料条沿条的纵向具有连续的屏蔽层。
沿电缆的纵向连续的导电屏蔽层的上述设计会引起接地的问题，这是因为，假如线端电势发生变化，则高电势补偿电流会流过该屏蔽层。所述电流会引起故障，并且甚至可能导致与这种数据传输电缆相连的设备损坏。
发明内容
由于这些问题，本发明的目的是，提供一种这样的用于电线，尤其是用于多芯数据传输电缆的屏蔽板，从而该屏蔽板在保持其屏蔽性能基本上不受损害的同时，可完全避免上述接地问题。
该目的可以通过这样一种条型的屏蔽板来实现，所述屏蔽板在屏蔽层内包括间隔间隙，所述间隔间隙横向于该条的纵向延伸，并且沿纵向按一定间距重复设置；所述间隔间隙用于沿条的纵向使屏蔽层电中断。因此，沿屏蔽板的纵向没有连续的导电连接，这完全消除了任何电势补偿电流的流动。但是，由于与包括位于所述间隔间隙之间的箔片的其余屏蔽表面相比所述间隙很小，因此屏蔽板的屏蔽性能不会有显著的恶化。
根据本发明的一个优选实施例，所述间隔间隙周期性重复设置。间隔间隙的宽度与在间隔间隙之间的箔片的长度的比值优选在1∶5和1∶25之间，其中，箔片的常见长度在60至120mm的范围内，而间隔间隙的常见宽度在5至10mm的范围内。在实际中，相应的几何值必须选择成，不会由于所述结构上的周期性而在数据传输电缆的传输频率的范围内产生阻抗峰值或回程损耗(return loss)。
根据本发明的另一优选实施例，相继的间隔间隙设置成优选相对于该条的横向成小锐角。当角度位置交替变化时，在间隔间隙之间的箔片会变成梯形。这种构型具有以下优点：由于屏蔽板的条围绕其纵轴线缠绕以形成管状外皮，因此所述间隔间隙螺旋形地延伸，在电流沿纵向的通路中断时，这会导致与相对于所述条的纵向呈严格的矩形的间隙相比在屏蔽性能上的优点。
当间隔间隙与该条的横向成一角度并平行设置时，它们之间的箔片为平行四边形。当沿电缆的轴线的纵向施用屏蔽板时，本实施例允许形成围绕电缆的轴线螺旋式地旋转(走向)的间隙。当该屏蔽板使用所谓的捆扎系统(banding system)时或当电缆被绞拧时，所述间隔间隙相对于该条的横向的锐角可以设计成由绞拧的角度补偿，从而形成没有金属的柱状(分布的)间隙。
当将该屏蔽层设置两个衬底层之间，并与所述衬底层衬接(line)，形成受到灵敏的金属屏蔽层严密保护的特别可靠的实施形式。当所述衬底层超过屏蔽层的纵向边缘伸出并在此处结合在一起时，还可以提高保护作用。
本发明还涉及一种电缆，并且尤其涉及一种数据传输电缆，该电缆具有外皮和/或内部支承和隔离结构，该内部支承和隔离结构由上述设计之一的屏蔽板构成。该外皮作为整个屏蔽，保护周围环境免受从电缆辐射出的任何能量的影响，并保护电缆内部的例如几对扭绞线对形式的传输元件免受辐射的干扰能量的影响。尤其是，这个方面对于在铜数据传输电缆上应用10GB以太网的情况尤其重要。该外皮可以显著地降低所谓的电缆串扰-也称为Alien-NEXT和Alien-EL-FEXT。
各对扭绞线对之间的内部电缆串扰可以通过集成在内部支承和隔离结构中的屏蔽板—例如以四臂星形构型的外形的方式折叠的屏蔽板—很大地降低。由于屏蔽板具有柔性，该屏蔽板实际上可用于任何构型，并适于电缆内部的线的各种不同的分组。不同的示例可参见US 6 624 359 B2、US2003/0217863 A1或EP 0 915 486 A1，但是它们都没有使用具有沿纵向中断的屏蔽层的屏蔽板。
附图说明
从结合附图对示例性的实施例的说明中，本发明的其它特征、细节和优点变得明显，其中：
图1是多层屏蔽板的第一实施例的部分剖开的透视图；
图2和图3是屏蔽板的第二实施例和第三实施例的类似的视图；
图4和图5是数据传输电缆中所采用的内部支承和隔离结构的剖视图和透视图的非常概略的视图；
图6是数据传输电缆的第一实施例的非常概略的视图；
图7是与图6类似的数据传输电缆的第二实施例的视图；以及
图8和图9是具有集成的部分对折的屏蔽板的数据传输电缆的非常概略的视图。
具体实施方式
图1示出多层条型屏蔽板1的基本设计。该屏蔽板包括第一衬底层2，该衬底层由厚度为9至50μm的连续的条型塑料材料—优选为聚酯—制成。该衬底层2与一屏蔽层3衬接，该屏蔽层包括由间隔间隙5彼此间隔开的各金属箔片4构成。这些矩形箔片沿条的纵向Z的常见长度L为60至120mm。沿条的纵向Z的间隙宽度D通常约为5至10mm，从而间隙宽度D与箔片4的长度L的比值在1∶5和1∶25之间。箔片4的宽度略小于衬底层2的宽度，从而衬底层2的纵向边缘6超过屏蔽层3的纵向边缘7突出几个毫米。屏蔽层3的金属箔片优选由层厚在5和50μm之间的铝制成。
屏蔽层3与另一衬底层8衬接，从而形成一种夹层板。该衬底层8由与衬底层2相同的材料制成，并在沿侧向超过该屏蔽层3突出的纵向边缘附近与下部的衬底层2紧密结合。因此屏蔽层3向外是密闭地绝缘的。
通过使用层压板领域常用的合适的粘结剂可以使这三层2、3、8牢固地结合。由于制造和稳定性的原因，衬底层2可以包括由相同材料制成的几层。
图1没有详细示出，在该侧向突出的纵向边缘处，上部衬底层8的纵向边缘6可以与金属箔片4的纵向边缘齐平，以便当该屏蔽板1围绕相应的线(下面将结合图6至9详细说明)时，屏蔽板1的重叠的纵向边缘在重叠区域的体积不大。
根据图5至9所示的屏蔽板1″的另一实施例，衬底层2、8的纵向边缘6和屏蔽层3的纵向边缘7也可以齐平，使得可以从外部接近和感知屏蔽层3的纵向边缘7。
图2所示的屏蔽板1′的实施例与图1示出的屏蔽板的不同之处仅在于间隔间隙5延伸的方式。所述间隔间隙不是设置成与条的纵向Z成严格的直角，而是与该条的横向X成小锐角W。一个间隔间隙5与另一个间隔间隙相对地倾斜，从而在两个相邻的间隔间隙5之间的箔片4在俯视图中为梯形。
根据图3的另一实施例，所述间隔间隙与条的横向X成小锐角W，但在该屏蔽板1中所述间隔间隙相互平行。因此在相邻的间隔间隙5之间的箔片4设计成在俯视图中为平行四边形的形状。
关于根据图2和3的实施例任何进一步的细节，可参考图1的说明，其中相同的部件具有相同的参考标号。
上述屏蔽板1、1′、1″、1可以以各种不同的构型用于电缆尤其是高速数据传输电缆15中。图4和5示出内部支承和隔离结构9—即所谓的花键式(spline)，其中屏蔽层1″沿条的纵向Z这样对折起来，以形成星形构型的四条隔离肋10。为此，可以在彼此侧面相接的区域中通过合适的粘结剂将衬底层2的内侧固定起来。可以在左侧的隔离肋10处看见屏蔽板1″的两个纵向边缘11之间的接合部。如上所述，屏蔽层3在纵向边缘11处开口地终止。
如图6所示，扭绞线对13容纳在隔离肋10之间的各四分之一区域12内，从而各扭绞线对由隔离肋10内的屏蔽层3互相屏蔽。外皮14使内部支承和隔离结构9和四对扭绞线对12的整个阵列布置绝缘，该外皮14也由屏蔽板1″构成。将该条型屏蔽板折叠起来形成软管(hose)，并且例如在其重叠的纵向边缘11附近焊接该屏蔽板。从而整个线布置15对外部完全屏蔽。
图5和6概略地示出间隔间隙5的倾斜外形。很显然，间隔间隙5的端部沿该条的纵向Z彼此错开。间隔间隙5螺旋式地延伸阻止了任何强度(level)的电磁辐射在电缆的整个横截面区域内成为连续的。
在图7所示的实施例中，与图6的实施例类似的数据传输电缆15′也设有外部屏蔽外皮14，但内部支承和隔离结构是通常采用的由绝缘塑料材料挤出形成的十字形部件16。与图6、8和9的实施例不同，图7还详细示出使数据传输电缆15′机械地向外绝缘的由聚合体绝缘材料制成的外部保护套17。为此，保护套17包裹屏蔽板1″，如图所示，该屏蔽板采用纵向延伸或螺旋式缠绕结构的软管形式，并且根据具体情况，该屏蔽板可通过可选的粘结层18与该保护套紧密结合。在这种情况下，由于在除去保护套17的同时除去了屏蔽板1″，因此当安装电缆15′时有利于除去绝缘材料并使线13露出。
根据设计的另一个变型，可以设置内部保护套19，它用于由十字形部件16和四对扭绞线对13构成的基本电缆元件，以具有缠绕结构的纵向延伸形式将屏蔽板1″施用于该基本电缆元件，并利用粘结层18由保护套17完整地包裹该屏蔽板。
在图8所示的数据传输电缆15″的实施例中，将很宽的屏蔽板1″部分对折起来，使屏蔽板1″向内和向外适当地包裹四对扭绞线对13。扭绞线对这种具有“装饰性”横截面形状的曲折外皮用于向外和在线13之间进行屏蔽。为了清楚起见，图8和图9中省略了外部机械保护套。
在所述的图9中，两个屏蔽板1″围绕两对相邻的扭绞线对13布置成的S状，这样同样确保了对线13的外部和内部屏蔽。

Claims (14)

1.一种用于电线、尤其是用于多芯数据传输电缆的多层条型屏蔽板，包括
-至少一层由塑料材料制成的衬底层(2、8)；以及
-至少一层由导电材料尤其是金属制成的屏蔽层(3)，所述衬底层(2、8)与所述屏蔽层衬接；
-所述屏蔽层(3)沿条的纵向(Z)设有用于使该屏蔽层电中断的间隔间隙(5)，其中，该间隔间隙(5)沿所述条的纵向(Z)的横向延伸并以纵向间距(p)重复设置。
2.根据权利要求1的屏蔽板，其特征在于，所述间隔间隙(5)以周期性的间距重复设置。
3.根据权利要求1的屏蔽板，其特征在于，间隔间隙宽度(D)与保留在间隔间隙(5)之间的箔片(4)的长度(L)的比值在1∶5和1∶25之间。
4.根据权利要求1的屏蔽板，其特征在于，所述间隔间隙(5)相对于条的横向(X)以锐角(W)延伸。
5.根据权利要求4的屏蔽板，其特征在于，两个相继的间隔间隙(5)相对于所述条的横向(X)以相对的角方向延伸，从而保留在所述间隔间隙之间的箔片(4)的形状为梯形。
6.根据权利要求4的屏蔽板，其特征在于，两个相继的间隔间隙(5)相对于所述条的横向(X)以平行的角方向延伸，从而保留在所述间隔间隙之间的箔片(4)的形状为平行四边形。
7.根据权利要求1的屏蔽板，其特征在于，一屏蔽层(3)设置在两层衬底层(2、8)之间并且与所述衬底层衬接。
8.根据权利要求7的屏蔽板，其特征在于，所述衬底层(2、8)的纵向边缘(6)超过所述屏蔽层(3)的纵向边缘(7)伸出。
9.一种电缆，尤其是数据传输电缆(15、15′、15″)，包括至少一条线，尤其是包括几对扭绞线对(13)；还包括由根据权利要求1的屏蔽板(1、1′、1″、1)构成的外皮(14)。
10.根据权利要求9的电缆，其特征在于，所述外皮(14)被保护套(17)包裹。
11.根据权利要求10的电缆，其特征在于，在所述外皮(14)和所述保护套(17)之间设有粘结层(18)。
12.根据权利要求9的电缆，其特征在于，在至少一条线(13)和所述外皮(14)之间设有保护套(19)。
13.一种电缆，尤其是数据传输电缆(15、15′、15″)，包括至少一条线，尤其是包括几对扭绞线对(13)；还包括内部支承和隔离结构(9)，所述内部支承和隔离结构包括根据权利要求1的屏蔽板(1、1′、1″、1)。
14.根据权利要求13的电缆，其特征在于，所述内部支承和隔离结构(9)包括沿纵向至少部分对折起来的屏蔽板(1、1′、1″、1)。
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