DE102020116662A1

DE102020116662A1 - Geschirmtes Kabel

Info

Publication number: DE102020116662A1
Application number: DE102020116662.1A
Authority: DE
Inventors: Cord Starke; Lukas Brillo
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2021-01-07

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer Schirmung an einem Kabel (1) umfasst: a) Bereitstellen eines Kabels (1) mit mehreren Adern (10) und einer die Adern (10) umgebenden, elektrisch leitfähigen Außenschirmung (11) wobei an einem Abschnitt (A) des Kabels (1) die Außenschirmung (11) entfernt ist oder wird, und b) Einbringen einer elektrisch leitfähigen Zwischenschirmung (12) zwischen Adern (10) des Kabels (1) zur Abschirmung von zumindest zwei der Adern (10) voneinander am ungeschirmten Abschnitt (A) und elektrisches Verbinden der Zwischenschirmung (12) mit der Außenschirmung (11), wobei in Schritt b) ein elektrisch leitfähiges Material (M) an das Kabel (1) gegossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schirmung an einem Kabel nach Anspruch 1, ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens, ein geschirmtes Kabel und eine Anordnung mit einem Steckverbinderteil und einem geschirmten Kabel.
Kabel mit elektrischen Leitern werden in vielen Anwendungen mit elektromagnetischen Schirmungen versehen, z.B. um ungewünschte Störungen von mittels der Kabel übermittelten Signale zu vermeiden. Beispielsweise zum Anschluss des Kabels an ein Steckverbinderteil wird eine äußere Schirmung an einem Abschnitt des Kabels entfernt, um einzelne Adern des Kabels freizulegen. Abisolierte Abschnitte der Adern werden dann mit dem Steckverbinderteil verbunden, z.B. verschraubt oder verlötet. Im Anschlussbereich der Adern am Steckverbinderteil können die Adern daraufhin ungeschirmt verlaufen, wobei in vielen Situationen dieser Abschnitt wieder mit einer Schirmung versehen werden soll.
Die DE 196 13 228 B4 beschreibt eine Lösung unter Verwendung einer Crimphülse und einer Überwurfmutter.
Die US 5,906,513 A schlägt eine Variante vor, bei der ein hülsenförmiges Gehäuse mit Laschen auf eine Metallgeflecht-Abschirmung des Kabels gepresst und anschließend mit einem thermoplastischen Kunststoff umspritzt wird.
In der DE 10 2008 018 403 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Schirmung aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff besteht.
Die bekannten Lösungen zur Schirmung von Kabeln oder Verbindern bedürfen zum Teil einer aufwändigen Montage und können teilweise insbesondere durch Temperaturbelastungen und eine Alterung unterschiedliche Übergangswiderstände an Kontaktzonen der Schirmung aufweisen.
Die WO 2016/135170 A1 beschreibt ein Vorgehen, bei dem eine Schirmung durch ein Metallgießverfahren hergestellt wird.
Insbesondere bei der Datenübertragung werden regelmäßig besonders wirkungsvolle Schirmungen benötigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Schirmung an einem Kabel weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schirmung an einem Kabel bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst. In einem Schritt (a) wird ein Kabel bereitgestellt, das mehrere Adern und eine die Adern umgebende, elektrisch leitfähige (insbesondere zur elektromagnetischen Abschirmung der Adern eingerichtete) Außenschirmung umfasst. An einem ungeschirmten Abschnitt des Kabels ist die Außenschirmung bereits entfernt oder es wird an einem Abschnitt die Außenschirmung entfernt, sodass der Abschnitt in Bezug auf die Außenschirmung ungeschirmt ist. In einem Schritt (b) wird eine elektrisch leitfähige Zwischenschirmung als Schirmung oder Teil einer Schirmung zwischen Adern des Kabels eingebracht, um zumindest einige der Adern am zuvor ungeschirmten Abschnitt voneinander abzuschirmen. Ferner wird in Schritt (b) die Zwischenschirmung mit der Außenschirmung elektrisch leitend verbunden. Es ist vorgesehen, dass in Schritt (b) ein gießbares, elektrisch leitfähiges Material an, optional um das Kabel gegossen wird.
Auf diese Weise ist es mit besonders wenigen Arbeitsschritten möglich, die elektromagnetische Abschirmung der Adern des Kabels an kritischen Bereichen, wie dem Anschluss an einen Steckverbinder, deutlich zu verbessern. Insbesondere kann eine elektromagnetische Abschirmung der Adern untereinander erreicht werden, was insbesondere bei Datenkabeln deutliche Verbesserungen gegenüber Störungen erlaubt. Bei dem Kabel handelt es sich z.B. um eines mit mehreren verdrillten Aderpaaren (twisted pair). Beide Teilschritte des Schritts (b) können entweder nacheinander oder gleichzeitig durchgeführt werden. Das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials erlaubt eine präzise Anpassung an die Geometrie jedes Einzelstücks.
Durch das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials kann an einem Abschnitt des Kabels eine sämtliche Adern des Kabels umgebende Schirmhülle ausgebildet werden. Das ermöglicht eine besonders effektive Abschirmung gegenüber äußeren Einflüssen.
Optional wird zumindest ein Teil der Zwischenschirmung (alternativ die gesamte Zwischenschirmung) durch das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials hergestellt. Diese gegossene Zwischenschirmung oder der gegossene Teil der Zwischenschirmung kann mit der Schirmhülle materialeinheitlich verbunden sein, was in einem einzigen Arbeitsschritt möglich ist und eine besonders effektive Abschirmung ermöglicht. Allgemein können die Zwischenschirmung und/oder die elektrische Verbindung der Zwischenschirmung mit der Außenschirmung (jeweils zumindest teilweise) durch das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials ausgebildet werden.
Die Adern des Kabels sind oder werden z.B. an einen Steckverbinder angeschlossen, insbesondere benachbart zur eingebrachten Zwischenschirmung. Das elektrisch leitfähige Material kann derart an das Kabel gegossen werden, dass es einen elektrisch leitfähigen Abschnitt des Steckverbinderteils mit der Außenschirmung des Kabels elektrisch leitend verbindet. Hierdurch ist eine vom Kabel über den Anschlussbereich bis zum Steckverbinderteil durchgehende Abschirmung der Adern möglich, die besonders effektiv und gleichzeitig in wenigen Arbeitsschritten herstellbar ist.
Zumindest ein Teil der Zwischenschirmung kann als Einlegeteil bereitgestellt und zwischen Adern des Kabels eingebracht werden. Das eingebrachte Einlegeteil wird dann durch das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials elektrisch leitend mit der Außenschirmung verbunden. Das Einlegeteil kann elektrisch leitend sein. Selbstverständlich können mehrere solcher Einlegeteile eingesetzt werden, z.B. zumindest zwei Einlegeteile, die beispielsweise in entgegengesetzten Richtungen zwischen die Adern eingeschoben werden.
Das Kabel umfasst optional ferner zumindest eine elektrisch leitfähige Innenschirmung, die zumindest eine der Adern, insbesondere ein Parr von Adern, gegenüber zumindest einer anderen der Adern abschirmt (insbesondere über die im Wesentlichen gesamte oder überwiegende Länge des Kabels). Die Innenschirmung ist z.B. von der Außenschirmung umgeben. Optional wird in Schritt (b) auch die zumindest eine Innenschirmung mit der Außenschirmung elektrisch leitend verbunden.
In einer Ausgestaltung wird zumindest ein Trenner zwischen Adern des Kabels eingebracht. Danach werden die Adern mit einem Spritzgussmaterial (z. B. einem elektrisch isolierenden Kunststoff) umspritzt. Dann kann der zumindest eine Trenner unter Bildung eines Zwischenraums (in Form eines Freiraums) wieder entfernt werden. Dabei können ein oder mehrere Isolierkörper gebildet werden, die jeweils eine oder mehrere Adern umschließen. Die Isolierkörper sind durch den Zwischenraum oder die Zwischenräume voneinander separiert.
Optional wird bei dem Gießen des elektrisch leitfähigen Materials ein Teil davon in den Zwischenraum oder die Zwischenräume eingebracht. So können in einem Gussvorgang sowohl Adern untereinander als auch die Adern gegenüber der äußeren Umgebung elektromagnetisch abgeschirmt werden. Dabei ist es ferner möglich, dass das in den Zwischenraum oder die Zwischenräume eingebrachte elektrisch leitfähige Material die eine oder die mehreren Innenschirmung(en) elektrisch leitend kontaktiert.
Zumindest ein Trenner kann an einer Form eines Werkzeugs festgelegt sein, z.B. fest daran montiert oder daran ausgeformt. Das ermöglicht einen besonders einfachen Herstellungsprozess.
Alternativ oder zusätzlich ist zumindest ein Trenner in einem Winkel zu einer Entformungsrichtung des Werkzeugs verschiebbar gelagert. Der Trenner bildet somit einen Schieber oder einen Teil eines Schiebers des Werkzeugs. So können z.B. mehr als zwei Trenner eingesetzt werden.
Optional wird die Zwischenschirmung derart eingebracht, dass dadurch jeweils zwei Adern von den übrigen Adern des Kabels abgeschirmt werden. Hierdurch ist z.B. eine besonders gute Abschirmung von Twisted-Pair-Kabeln im Abschlussbereich an ein Steckverbinderteil möglich.
Die Zwischenschirmung kann so ausgebildet werden, dass sie im Querschnitt (optional in einem Abschnitt) kreuzförmig ist. Hierbei sind z.B. vier Aderpaare voneinander abschirmbar. Die Zwischenschirmung kann somit als Schirmkreuz dienen.
Das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials kann ein Metallgießen sein, insbesondere einer Metalllegierung, z.B. eines Zinn-Lots. Alternativ ist denkbar, einen elektrisch leitfähigen Kunststoff einzusetzen. Das elektrisch leitfähige Material wird vor dem Gießen z.B. so erwärmt, dass es ausreichend fließfähig ist.
Gemäß einem Aspekt wird ein geschirmtes Kabel bereitgestellt, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren gemäß einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung. Das Kabel umfasst mehrere Adern, eine die Adern umgebende, elektrisch leitfähige Außenschirmung und eine elektrisch leitfähige Zwischenschirmung zwischen Adern des Kabels zur Abschirmung der Adern untereinander, wobei die Zwischenschirmung mit der Außenschirmung durch ein angegossenes, elektrisch leitfähiges Material elektrisch leitend verbunden ist.
Das angegossene Material ist z.B. formschlüssig am Kabel gehalten, z.B. verankert, insbesondere so, dass es nicht zerstörungsfrei davon entfernt werden kann. Dabei kann es im Ergebnis einstückig in Vertiefungen, z.B. Zwischenräume eingreifen, was nur durch Gießen eines Materials möglich ist.
Gemäß einem Aspekt wird ein geschirmtes Kabel bereitgestellt, das nach einem Verfahren gemäß einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung hergestellt und/oder herstellbar ist.
Gemäß einem Aspekt wird eine Anordnung bereitgestellt, die ein Steckverbinderteil (z.B. einen Stecker oder eine Buchse) zur elektrischen Kontaktierung eines Gegensteckverbinderteils und ein an das Steckverbinderteil angeschlossenes geschirmtes Kabel nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung umfasst. Das angegossene, elektrisch leitfähige Material verbindet einen elektrisch leitfähigen Abschnitt des Steckverbinderteils mit der Außenschirmung elektrisch leitend.
Optional bildet das elektrisch leitfähige Material eine die Adern umgebende Schirmhülle aus, die auch den elektrisch leitfähigen Abschnitt des Steckverbinderteils und einen Teil der Außenschirmung des Kabels umschließt. So kann eine besonders sichere und effiziente Schirmung ausgebildet werden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

1 ein Kabel mit mehreren, paarweise in Innenschirmungen aufgenommenen Adern, einer die Adern und die Innenschirmungen umschließenden Außenschirmung und einer äußeren Isolierung, wobei ein Ende des Kabels abgemantelt ist und Enden der Adern abisoliert sind;
2 bis 9 mehrere verschiedene Stadien eines Verfahrens zur Herstellung einer Schirmung an dem Kabel gemäß 1 und an einem an den Enden der Adern des Kabels angeschlossenen Steckverbinderteil, wobei mehrere herausziehbare Trenner verwendet werden, sowie eine entsprechende Anordnung mit einem geschirmten Kabel;
10 bis 13B mehrere verschiedene Stadien eines Verfahrens zur Herstellung einer Schirmung an dem Kabel gemäß 1 und an einem an den Enden der Adern des Kabels angeschlossenem Steckverbinderteil, wobei mehrere herausziehbare Trenner und ein Einlegeteil verwendet werden, sowie eine entsprechende Anordnung mit einem geschirmten Kabel;
14 ein Spritzgusswerkzeug zur Durchführung von einem oder mehreren Schritten bei der Herstellung einer Schirmung an einem an ein Steckverbinderteil angeschlossenen Kabel;
15 ein Metallgusswerkzeug zur Durchführung von einem oder mehreren Schritten bei der Herstellung einer Schirmung an einem an ein Steckverbinderteil angeschlossenen Kabel; und
16 ein Verfahren zur Herstellung einer Schirmung an einem Kabel.

1 zeigt ein Kabel 1 mit mehreren Adern 10. Jeweils zwei der Adern 10 sind durch eine innere Schirmung oder Innenschirmung 13 umschlossen. Die jeweilige Innenschirmung 13 schirmt die darin aufgenommenen Adern 10 elektromagnetisch gegenüber den übrigen Adern 10 ab. Die Innenschirmungen 13 sind elektrisch leitend. Die Innenschirmungen 13 bestehen optional z.B. jeweils aus einer Folie. Entlang des Kabels 1 sind die Adern 10 innerhalb der Innenschirmungen 13 z.B. paarweise verdrillt, bei dem Kabel 1 kann es sich also um ein Twisted-Pair-Kabel handeln.
Jede Ader 10 umfasst einen Leiter 100, der durch eine Isolierung 101 umschlossen ist. Im gezeigten Beispiel umfasst das Kabel 1 acht Adern 10 und somit vier Aderpaare, diese Ausgestaltung ist aber lediglich beispielhaft. Die Leiter 100 der Adern 10 sind an den Enden der Adern 10 abisoliert, sodass sie eine andere Komponente, wie etwa ein Steckverbinderteil kontaktieren können.
Sämtliche Adern 10 und Innenschirmungen 13 werden durch eine äußere Schirmung oder Außenschirmung 11 umschlossen. Die Außenschirmung 11 ist elektrisch leitend. Die Außenschirmung 11 besteht optional z.B. aus einer Folie. Die Außenschirmung 11 schirmt die Adern 10 des Kabels 1 gegenüber der Umgebung elektromagnetisch ab. Die Außenschirmung 11 wird wiederum durch eine äußere Isolierung 15 umschlossen.
1 zeigt ein Ende des Kabels 1. Das gezeigte Ende des Kabels 1 dient als Anschlussbereich A zum Anschluss an ein Steckverbinderteil (wie im nachfolgend erläuterten Beispiel) oder an ein anderes Kabel oder dergleichen. Allgemein sei allerdings darauf hingewiesen, dass alternativ oder zusätzlich auch ein zwischen den Enden des Kabels 1 liegender Abschnitt als Anschlussbereich dienen kann.
2 zeigt das Kabel 1 gemäß 1 in einem an ein Steckverbinderteil 2 angeschlossenen Zustand. Die Adern 10 stehen in elektrischem Kontakt mit jeweils einem Anschluss des Steckverbinderteils 2, z.B. mittels einer Schraubverbindung oder einer Lötstelle. Ein als Schirmung dienender Abschnitt 20 des Steckverbinderteils 2 umgibt die innenliegenden Kontakte und/oder Leiter des Steckverbinderteils 2, um diese nach außen abzuschirmen. Optional ist im Inneren des Steckverbinderteils 2 ein Schirmkreuz oder dergleichen vorgesehen, um die Kontakte oder Leiter (einzeln oder paarweise) gegenüber den anderen Kontakten und/oder Leitern abzuschirmen.
Im Anschlussbereich A ist das Kabel abgemantelt. Die äußere Isolierung 15 ist am Anschlussbereich A entfernt, ebenso wie zumindest ein Teil der Außenschirmung 11 (durch gestrichelte Linien veranschaulicht) und jeweils zumindest ein Teil der Innenschirmungen 13. Nahe dem Anschlussbereich A erstreckt sich ein Bereich, an dem die Isolierung 15 (hier ringförmig) entfernt ist, die Außenschirmung 11 aber nicht. Dieser Bereich kann direkt an den Anschlussbereich A anschließen oder, wie im in 2 gezeigten Beispiel, durch einen Bereich vom Anschlussbereich A getrennt sein, an dem die Isolierung 15 intakt ist.
Infolge der im Anschlussbereich A entfernten Schirmungen wird zunächst ein Bereich gebildet, in dem die Adern 10 gegeneinander ungeschirmt verlaufen. Dies könnte insbesondere bei Anwendungen zur Datenübertragung und besonders bei hohen Datenübertragungsraten zu einer gegenseitigen Beeinflussung der Signale führen. Um das möglichst wirkungsvoll zu verhindern, umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Schirmung an einem Kabel gemäß 16 folgende Schritte:
Schritt a: Bereitstellen eines Kabels 1 mit mehreren Adern 10 und einer die Adern 10 umgebenden, elektrisch leitfähigen Außenschirmung 11, wobei an einem Abschnitt des Kabels 1, dem Anschlussbereich A, die Außenschirmung 11 entfernt ist oder wird (siehe insbesondere 1 und 2).
Schritt b (nachfolgend noch näher mit Bezug insbesondere auf die 3 bis 8 erläutert): Einbringen einer elektrisch leitfähigen Zwischenschirmung 12 zwischen Adern 10 des Kabels 1 zur Abschirmung von zumindest zwei der Adern 10 untereinander und voneinander am zuvor ungeschirmten Abschnitt (hier dem Anschlussbereich A) und elektrisches Verbinden der Zwischenschirmung 12 mit der Außenschirmung 11, wobei bei dem Einbringen der Zwischenschirmung 12 und/oder dem elektrischen Verbinden der Zwischenschirmung 12 mit der Außenschirmung 11 ein elektrisch leitfähiges Material M an und/oder um das Kabel 1 gegossen wird. Dabei wird ein Körper ausgebildet, insbesondere ein Metallkörper, der fest am Kabel 1 verankert ist und als Schirmung dient.
Nachfolgend werden anhand des Kabels 1 und des Steckverbinderteils 2 zu verschiedenen Stadien der Herstellung weitere Details des Verfahrens erläutert.
Gemäß 3 werden mehrere Trenner 40 bereitgestellt. Jeder der Trenner 40 ist im vorliegenden Beispiel plattenförmig ausgebildet. Die Trenner 40 werden jeweils zwischen benachbarte Adern 10 des Kabels 1 eingeschoben. Vorliegend wird jeweils zwischen zwei benachbarte Aderpaare ein Trenner 40 eingeschoben. Die Verschieberichtungen sind in 3 mittels Pfeilen veranschaulicht. Im gezeigten Beispiel werden jeweils zwei Trenner 40 entlang derselben Achse in entgegengesetzter Richtung eingeschoben. Vorliegend sind vier Trenner 40 vorgesehen. Die vier Trenner 40 werden jeweils um 90 Grad versetzt zueinander zu einem Mittelpunkt des Kabels 1 hin eingeschoben.
Das Steckverbinderteil 2 umfasst für jeden Trenner 40 eine Führung 21, um eine möglichst präzise Positionierung zu ermöglichen. Jeder der Trenner 40 wird in die entsprechende Führung 21 eingeschoben. Die Trenner 40 weisen jeweils eine Nase auf, die als Anschlag dient und eine maximale Einschubtiefe definiert.
4 zeigt die (bis zum Anschlag) eingeschobenen Trenner 40. Die Nasen 400 der Trenner 40 bedecken jeweils einen Bereich des als Schirmung dienenden Abschnitts 20 des Steckverbinderteils 2. Zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarten Trennern 40 ist jeweils ein Fach ausgebildet, in welchem jeweils ein Aderpaar angeordnet ist.
Daraufhin wird ein elektrisch isolierendes Material in die Fächer eingefüllt, sodass in jedem der Fächer ein Isolierkörper 16 ausgebildet wird. Durch jeden der Isolierkörper 16 erstreckt sich ein Aderpaar. Beispielsweise handelt es sich bei dem elektrisch isolierenden Material um ein Spritzgussmaterial SM1, z.B. einen thermoplastischen Kunststoff.
5 zeigt die Anordnung mit dem Kabel 1 und dem daran angeschlossenen Steckverbinderteil 2 samt eingeschobenen Trennern 40 und den mittels Spritzguss angespritzten Isolierkörpern 16.
In einem nächsten Schritt des Herstellungsverfahrens werden die Trenner 40 wieder abgezogen, wie anhand von Pfeilen in 6 veranschaulicht ist. Dabei entstehen Zwischenräume Z zwischen den Isolierkörpern 16. Im gezeigten Beispiel sind die Zwischenräume Z jeweils schlitzförmig.
In einem darauffolgenden Schritt des Herstellungsverfahrens wird elektrisch leitfähiges Material M angegossen. Dabei wird das elektrisch leitfähige Material M im gezeigten Beispiel so angegossen, dass es in die Zwischenräume Z eindringt, insbesondere die Zwischenräume Z teilweise oder vollständig ausfüllt. Dabei bildet das elektrisch leitfähige Material M eine Zwischenschirmung 12 aus. Hierzu wird beispielsweise das elektrisch leitfähige Material M zunächst erwärmt, bis es derart verflüssigt ist, dass in die Zwischenräume Z fließen kann.
8 zeigt in einer aufgeschnittenen Ansicht insbesondere die Zwischenschirmung 12. Die Zwischenschirmung 12 ist im Querschnitt kreuzförmig. Die Zwischenschirmung 12 umfasst mehrere plattenförmige Abschnitte, die sich zwischen jeweils zwei benachbarten Paaren von Adern 10 erstrecken und diese voneinander abschirmen.
Das angegossene, elektrisch leitfähige Material M bildet ferner eine Schirmhülle 14 aus. Die Schirmhülle 14 umschließt die Adern 10 des Kabels 1 im Anschlussabschnitt A. Die Schirmhülle 14 erstreckt sich vom elektrisch leitenden Abschnitt 20 des Steckverbinderteils 2 bis zu dem Bereich nahe des Anschlussbereichs A, an dem die Isolierung 15 entfernt und die Außenschirmung 11 freigelegt ist. Damit baut die Schirmhülle 14 eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Abschnitt 20 des Steckverbinderteils 2 und der Außenschirmung 11 des Kabels 1 auf.
Die 7, 7A, 8 und 8A zeigen diese aus dem gegossenen, elektrisch leitfähigen Material M hergestellte Schirmhülle 14. Dabei zeigen die 8 und 8A Ansichten gemäß dem in 7A dargestellten Querschnitt B-B. Insbesondere anhand von 8 ist ersichtlich, dass die Schirmhülle 14 materialeinheitlich (insbesondere einstückig) mit der Zwischenschirmung 12 ausgebildet ist. Die Schirmhülle 14 und die Zwischenschirmung 12 bestehen aus einem Metallguss. Die Schirmhülle 14 und die Zwischenschirmung 12 bilden gemeinsam eine Schirmung S, konkret eine Schirmung S für den Anschlussbereich A zwischen dem Kabel 1 und dem Steckverbinderteil 2. Die Schirmung S stellt eine elektromagnetische Abschirmung bereit.
Das elektrisch leitfähige Material M kann eine Metalllegierung, insbesondere eine niedrig schmelzende Metalllegierung sein. Die Solidustemperatur liegt dabei z.B. zwischen 120°C und 420°C. Insbesondere kann das elektrisch leitfähige Material M ein Metall-Lot, z.B. ein Zinn-Lot sein.
Dabei wird das elektrisch leitfähige Material M so gegossen, dass es die Innenschirmungen 13 des Kabels 1 elektrisch kontaktiert. Somit stellt das gegossene, elektrisch leitfähige Material M eine elektrische Verbindung her zwischen den Innenschirmungen 13 des Kabels 1, der Außenschirmung 11 des Kabels 1 und dem als Schirmung dienenden Abschnitt 20 des Steckverbinderteils 2.
Das angegossene, elektrisch leitfähige Material M umschließt einen Teil des Steckverbinderteils 2, einen freigelegten Bereich der Außenschirmung 11 des Kabels 1, sowie den zuvor mittel Spritzguss umspritzten Bereich, der auch als Bereich der Vor-Umspritzung bezeichnet werden kann. Im Inneren der Vor-Umspritzung bildet sich bei dem Gießen des elektrisch leitfähigen Materials M (insbesondere der Metalllegierung) eine kreuzartige Unterteilung der Aderpaare aus, die für eine Schirmung der Aderpaare gegeneinander sorgt.
In einem optionalen weiteren Schritt wird ein äußerer Mantel 17 an der Anordnung vorgesehen, z.B. mittels Spritzgießen eines Spritzgussmaterials SM2. Der Mantel 17 überdeckt die Schirmhülle 14 (insbesondere vollständig). Der Mantel 17 besteht beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material.
9 zeigt den Steckverbinder 2 mit dem daran angeschlossenen Kabel 1 und dem Mantel 17. Ferner ist in 9 ein Gegensteckverbinderteil 3 veranschaulicht, der gemeinsam mit dem Steckverbinderteil 2 einen Steckverbinder bildet.
10 zeigt ähnlich wie 3 das Steckverbinderteil 2 und das daran angeschlossene Kabel 1, wobei die Innenschirmungen 13 und die Außenschirmung 11 benachbart zum Steckverbinderteil 2 entfernt sind. 10 zeigt ferner zwei Trenner 40 und ein Einlegeteil 120. Das Einlegeteil 120 ersetzt zwei Trenner 40 aus dem Beispiel gemäß 3. Das Einlegeteil 120 weist im gezeigten Beispiel etwa doppelt so große Flächen auf wie die Trenner 40. Das Einlegeteil 120 wird in einer Richtung senkrecht zu Einschubrichtungen der Trenner 40 zwischen Adern 10 des Kabels 1 eingeschoben. Das Einlegeteil 120 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material oder umfasst ein solches Material. Beispielsweise besteht das Einlegeteil 120 aus Metall oder umfasst ein Metall und liegt insbesondere in Form eines Blechs vor. Eine Führung 21 am als Schirmung dienenden Abschnitt 20 des Steckverbinderteils 2 führt das Einlegeteil 120 beim Einschieben.
11 zeigt einen Zustand nach dem Einsetzen des Einlegeteils 120 und der Trenner 40. Das Einlegeteil kontaktiert den als Schirmung dienenden Abschnitt 20 des Steckverbinderteils 2 an der Führung 21. Das Einlegeteil 120 kontaktiert ferner einige oder alle der Innenschirmungen 13 und die Außenschirmung 11 des Kabels 1.
12 zeigt einen Zustand nach einem Anspritzen vom Spritzgussmaterial SM1 zur Bildung der Isolierkörper 16. Dieser Zustand entspricht dem Zustand gemäß 5 mit dem Unterschied, dass nicht vier Trenner 40, sondern zwei Trenner 40 und das Einlegeteil 120 zwischen den Isolierkörpern 16 angeordnet sind.
Daraufhin werden ausgehend vom Zustand gemäß 12 und entsprechend 6 die (beiden) Trenner 40 abgezogen. Das Einlegeteil 120 verbleibt am Kabel 1, genauer zwischen den Adern 10 des Kabels 1. Dann wird das elektrisch leitfähige Material M gegossen, sodass es in die durch die Entnehme der (beiden) Trenner 40 gebildeten Zwischenräume eindringt und die Isolierkörper 16 und die in den Isolierkörpern 16 aufgenommenen Abschnitte der Adern 10 umgibt.
13A und 13B zeigen gemäß dem in 13 dargestellten Querschnitt A-A aufgeschnittene Ansichten nach dem Gießen des elektrisch leitfähigen Materials M. Es ist ersichtlich, dass das elektrisch leitfähige Material M Teile einer Schirmung S ausbildet, welche die Schirmhülle 14 und die Zwischenschirmung 12 umfasst, nämlich die Schirmhülle 14 und einen Teil der Zwischenschirmung 12. Das Einlegeteil 120 bildet einen weiteren Teil der Zwischenschirmung 12. Das Einlegeteil 120 und das angegossene, elektrisch leitfähige Material M stehen elektrisch leitend miteinander in Berührung.
14 zeigt ein Spritzgusswerkzeug 4 zum Anspritzen der Isolierkörper 16. 14 zeigt ferner, dass die Trenner 40 optional an Werkzeughälften oder Formen 41, 42 des Spritzgusswerkzeugs 4 montiert oder ausgebildet sein können. Das kann die Herstellung deutlich vereinfachen. Durch Schließen der Formen 41, 42 (z.B. einer Oberform und einer Unterform) wird zumindest einer (hier mehrere, nämlich zwei) der Trenner 40 eingeschoben, wenn die freigelegten Adern 10 des Kabels 1 in Aufnahmen der Formen 41, 42 angeordnet sind. Eine der Formen 41, 42 kann fest an einem Untergrund platziert oder montiert sein, die andere der beiden Formen beweglich dazu angeordnet sein.
Optional ist zumindest ein Trenner 40 als Schieber ausgebildet. Im Beispiel gemäß 14 sind mehrere, nämlich zwei Trenner 40 als Schieber ausgebildet. Die Schieber sind in einer Richtung verschiebbar an einer der Formen 41, 42 des Spritzgusswerkzeugs 4 gelagert, die in einem Winkel zu einer Entformungsrichtung E der beiden Formen 41, 42 steht, hier beispielhaft in einem senkrechten Winkel. Ein oder mehrere Schieberantriebe 44, hier jeweils ein Schieberantrieb 44 pro Schieber, bewirken die Verschiebung der Schieber relativ zur Form 42. 14 zeigt ferner Spritzgusskanäle 43, durch welche das Spritzgussmaterial SM1 eingespritzt wird.
Alternativ können sämtliche Trenner 40 als Schieber ausgebildet werden.
Ferner ist ersichtlich, dass gar keine beweglichen Schieber notwendig sind, wenn z.B. entsprechend 10-13 ein Einlegeteil 120 verwendet wird. Hierdurch kann die Komplexität des Spritzgusswerkzeugs 4 vereinfacht werden und Produktionszeiten können verkürzt werden.
15 zeigt eine Form 50 eines Metallgusswerkzeugs 5 zum Angießen (insbesondere Umgießen) des elektrisch leitfähigen Materials M, bei dem es sich insbesondere um ein Metall oder eine Metalllegierung handelt. Durch einen Kanal 51 wird verflüssigtes elektrisch leitfähiges Material M eingegossen. Dabei fließt es in einen Gießhohlraum 52, der die äußere Form der Schirmhülle 14 vorgibt. Das Metallgusswerkzeug 5 umfasst z.B. eine zweite, spiegelbildlich ausgebildete Form, die zum Gießen an die Form 50 angesetzt wird und zum Entnehmen des verkabelten und geschirmten Steckverbinderteils 2 abgenommen werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kabel
10: Ader
100: Leiter
101: Isolierung
11: Außenschirmung
12: Zwischenschirmung
120: Einlegeteil
13: Innenschirmung
14: Schirmhülle
15: Isolierung
16: Isolierkörper
17: Mantel
2: Steckverbinderteil
20: Abschnitt
21: Führung
3: Gegensteckverbinderteil
4: Spritzgusswerkzeug
40: Trenner
400: Nase
41,42: Form
43: Spritzgusskanal
44: Schieberantrieb
5: Metallgusswerkzeug
50: Form
51: Kanal
52: Gießhohlraum
A: Anschlussbereich (ungeschirmter Abschnitt)
E: Entformungsrichtung
M: elektrisch leitfähiges Material
S: Schirmung
SM1, SM2: Spritzgussmaterial
Z: Zwischenraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19613228 B4 [0003]
US 5906513 A [0004]
DE 102008018403 A1 [0005]
WO 2016/135170 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Schirmung an einem Kabel (1), umfassend: a) Bereitstellen eines Kabels (1) mit mehreren Adern (10) und einer die Adern (10) umgebenden, elektrisch leitfähigen Außenschirmung (11), wobei an einem Abschnitt (A) des Kabels (1) die Außenschirmung (11) entfernt ist oder wird, und b) Einbringen einer elektrisch leitfähigen Zwischenschirmung (12) zwischen Adern (10) des Kabels (1) zur Abschirmung von zumindest zwei der Adern (10) voneinander an dem Abschnitt (A) des Kabels (1) und elektrisches Verbinden der Zwischenschirmung (12) mit der Außenschirmung (11), wobei in Schritt b) ein elektrisch leitfähiges Material (M) an das Kabel (1) gegossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials (M) eine die Adern (10) umgebende Schirmhülle (14) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Zwischenschirmung (12) durch das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials (M) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adern (10) an einen Steckverbinder (2) angeschlossen sind oder werden, wobei das elektrisch leitfähige Material (M) derart an das Kabel (1) gegossen wird, dass es einen elektrisch leitfähigen Abschnitt (20) des Steckverbinderteils (2) mit der Außenschirmung (11) des Kabels (1) elektrisch leitend verbindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Zwischenschirmung (12) als Einlegeteil (120) bereitgestellt wird und durch das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials (M) elektrisch leitend mit der Außenschirmung (11) verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (1) ferner zumindest eine elektrisch leitfähige Innenschirmung (13) umfasst, die zumindest eine der Adern (10) gegenüber zumindest einer anderen der Adern (10) abschirmt und von der Außenschirmung (11) umgeben ist, wobei in Schritt b) auch die zumindest eine Innenschirmung (13) mit der Außenschirmung (11) elektrisch leitend verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trenner (40) zwischen Adern (10) des Kabels (1) eingebracht wird, danach die Adern (10) mit einem Spritzgussmaterial (S) umspritzt werden und dann der zumindest eine Trenner (40) unter Bildung eines Zwischenraums (Z) wieder entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Gießen des elektrisch leitfähigen Materials (M) ein Teil davon in den Zwischenraum (Z) eingebracht wird, um die zumindest eine Innenschirmung (13) elektrisch leitend zu kontaktieren.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trenner an einer Form (41, 42) eines Spritzgusswerkzeugs (4) festgelegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trenner (40) in einem Winkel zu einer Entformungsrichtung (E) eines Spritzgusswerkzeugs (4) verschiebbar gelagert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschirmung (12) derart eingebracht wird, dass dadurch jeweils zwei Adern (10) von den übrigen Adern (10) des Kabels (1) abgeschirmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschirmung (12) im Querschnitt zumindest abschnittsweise kreuzförmig ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen des elektrisch leitfähigen Materials (M) ein Metallgießen einer Metalllegierung ist.
Geschirmtes Kabel (1), insbesondere hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, mit: - mehreren Adern (10), - einer die Adern (10) umgebenden, elektrisch leitfähigen Außenschirmung (11) und - einer elektrisch leitfähigen Zwischenschirmung (12) zwischen Adern (10) des Kabels (1) zur Abschirmung der Adern (10) untereinander, wobei die Zwischenschirmung (12) mit der Außenschirmung (11) durch ein angegossenes, elektrisch leitfähiges Material (M) elektrisch leitend verbunden ist.
Anordnung, umfassend ein Steckverbinderteil (2) zur elektrischen Kontaktierung eines Gegensteckverbinderteils (3) und ein daran angeschlossenes geschirmtes Kabel (1) nach Anspruch 14, wobei das angegossene, elektrisch leitfähige Material (M) einen elektrisch leitfähigen Abschnitt (20) des Steckverbinderteils (2) mit der Außenschirmung (11) elektrisch leitend verbindet.
Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Material (M) eine die Adern (10) umgebende Schirmhülle (14) ausbildet, die auch den elektrisch leitfähigen Abschnitt (20) des Steckverbinderteils (2) und einen Teil der Außenschirmung (11) des Kabels (1) umschließt.