DE3438660A1 - Abgeschirmtes, elektrisches kabel - Google Patents

Abgeschirmtes, elektrisches kabel

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00Communication cables or conductors
    • H01B11/02Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10Screens specially adapted for reducing interference from external sources
    • H01B11/1058Screens specially adapted for reducing interference from external sources using a coating, e.g. a loaded polymer, ink or print

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  • Insulated Conductors (AREA)

Description

  • Abgeschirmtes, elektrisches Kabel
  • Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein abgeschirmtes, elektrisches Kabel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Bisher wurde zur Abschirmung von Kabeln ein Geflecht aus Kupferdrähten oder eine Wickelfolie aus Aluminium oder Kupfer verwendet, wobei Geflecht oder Wickelfolie einen oder mehrere isolierte Leiter eines Kabels umgaben und ihrerseits durch eine Außenumhüllung aus elektrisch isolierendem Material wie z. B. Kunststoff wie PVC eingeschlossen war.
  • Diese Kabel sind aufwendig herzustellen, da die Abschirmung geflochten oder gewickelt werden muß. Auch ist es mühsam, sie an einen Steckverbinder oder ähnliches anzuschliessen, da in vielen Fällen ein Teil der Abschirmung entflochten werden muß, um die Abschirmung anlöten oder mit einer Kabelklemme bzw. Kabelschelle verbinden zu können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, das Kabel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es einfacher hergestellt und gahandgabt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß die Abschirmung aus einem Gemisch aus Kunststoff und elektrisch leitenden Partikeln besteht. Dieses Gemisch kann ohne weiteres extrudiert werden und damit auf den üblichen Maschinen zum Aufbringen der Kunststoff-Isolierschicht auf Kabel verarbeitet werden. Auch kann das Gemisch als elektrisch leitfähiger Lack aufbereitet werden, der gespritzt werden kann oder im Tauchverfahren aufgebracht wird.
  • Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet als elektrisch leitende Partikel Aluminium-Schuppen. Es können jedoch auch andere elektrisch leitende Partikel verwendet werden und zwar auch aus verschiedenen Materialien. Bei einem Kabel mit 35% Aluminiumpartikeln und einer Schichtdicke von ca. 2 mm ergab sich ein spezifischer Widerstand von kleiner 1 Ohm und eine Dämpfung zwischen 40 und 50 dB.
  • Im Gegensatz hierzu hat ein vergleichbares Kabel mit geflochtener Abschirmung im allgemeinen eine Dämpfung von ca. 30 dB.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt eines Beispieles eines Kabels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und Fig. 2 einen Querschnitt eines Kabels gemäß einem zweiten Ausführungsbeipiel der Erfindung.
  • Das Kabel 1 der Fig. 1 enthält mehrere elektrische Leiter 2, 3, 4 und 5, die jeweils einzeln von einer Isolierschicht 6, 7, 8 bzw. 9 umhüllt sind. Die Isolierschicht besteht beispielsweise aus Kunststoff wie z. B.
  • PVC. Das Bündel dieser isolierten Leiter ist von einem alle Leiter umgebenden, gemeinsamen Mantel 10 umhüllt.
  • Dieser Mantel 10 besteht aus einer Mischung aus Kunststoff und elektrisch leitenden Partikeln. Vorzugsweise sind die Partikel Aluminium-Schuppen und zwar mit einem Anteil von 30 bis 40 Gewichts-%. Der Kunststoff ist vorzugsweise elastisch und beispielsweise PVC. Er kann zusätzlich beliebig eingefärbt sein.
  • Statt der Aluminium-Schuppen können auch sonstige Partikel aus elektrisch leitfähigem Material verwendet werden, insbesondere Metalle, Kohlenstoff, wie z. B.
  • Graphit, Karbon-Fasern oder Ruß.
  • Die herkömmlichen Abschirmungen und die bisher oben beschriebene Abschirmung nach der Erfindung schützt primär gegen elektrische Felder bzw. gegen die elektrische Komponente von elektromagnetischen Feldern.
  • Will man eine bessere Abschirmung gegen magnetische Felder bzw. die magnetische Komponente von elektromagnetischen Feldern haben, so werden vorzugsweise Metall-Partikel aus ferromagnetischen Metallen wie Eisen, Kobalt und Nickel sowie sonstigen ferromag- netischen Legierungen verwendet. Diese ferromagnetischen Partikel können alleine oder in Mischung mit anderen leitenden, nicht ferromagnetischen Partikeln verwendet werden.
  • Je nach Verwendungszweck kann die Abschirmung 10, die ja insgesamt elektrisch leitend ist, noch von einer - in Fig. 1 nicht dargestellten - Isolierschicht (vgl.
  • 12 in Fig. 2) umgeben sein.
  • Es ist klar, daß die Anzahl der Leiter beliebig ist.
  • So kann im Extremfall nur ein einziger Leiter vorhanden sein, der über seiner Isolierschicht (z. B. 6 in Fig. 1) eine Abschirmung trägt.
  • Die Variante der Fig. 2 unterscheidet sich von der der Fig. 1 dadurch, daß jeder elektrische Leiter, z. B.
  • 2 und 2' über seiner Isolierung 6 bzw. 6' eine eigene Abschirmung 11 bzw. 11' besitzt, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Diese jeweils einzeln abgeschirmten Leiter sind zusätzlich von dem Mantel 10 entsprechend Fig. 1 umhüllt, der wiederum von einer elektrisch isolierenden Schicht 12 umhüllt ist. Durch die einzelne Abschirmung der Kabel wird auch ein sog. "Nebensprechen" verhindert, d. h. es wird verhindert, daß von einem der Leiter ausgehende elektrische, magnetische oder elektromagnetische Felder in den übrigen Leitern Ströme induzieren. Bei dieser Anordnung kann jedoch zweckmäßig sein, wenn aufgrund der Konstruktion von verwendeten Steckern eine gemeinsame Außenabschirmung leichter anzuschliessen ist.
  • Die abschirmende Schicht bzw. der abschirmende Mantel 10 können auch als elektrisch leitfähiger Lack aufbereitet sein, der im Tauch- oder Sprühverfahren aufgebracht wird. Es handelt sich dann um einen leitfähigen Lack auf Kunststoffbasis, wobei der Kunststoff vorzugsweise Acryl, Polyurethan oder Epoxy ist, der dann bis zu 70 Gewichts-% mit elektrisch leitenden Partikeln, vorzugsweise Graphit oder Silber gefüllt ist. Zusätzlich enthält dieser Lack dann die üblichen bei Lacken verwendeten Lösungsmittel.
  • Bei den Aluminium-Partikeln ist noch hervorzuheben, daß diese vorzugsweise eine Teilchengröße von 1 bis 2 mm Fläche (z. B. in der Ebene 1 X 1,3 mm) haben sowie eine Dicke von 0,025 mm. Diese Partikel haben vorzugsweise eine kristalline Struktur, was durch sehr rasches Abkühlen von beispielsweise 106OC/sec. erreicht wird.
  • Diese Partikel mit kristalliner Struktur haben den besonderen Vorteil, daß sie im Vergleich zu normalem Aluminium besonders weich und damit plastisch verformbar sind. Damit lassen sie sich besonders gut in einer Kunststoff-Mischung verarbeiten und insbesondere extrudieren, ohne abrasive Eigenschaften zu haben, die die Extrusionsdüse beschädigen könnten. Auch haben derartige Partikel eine geringe Oxydationsneigung, oxidieren also auch beim Extrudieren bzw. Spritzen nicht und behalten damit ihre gute elektrische Leitfähigkeit.
  • Zu dem Ausführungsbeispiel des Anspruches 9 ist noch anzumerken, daß bei dem erfindungsgemäßen Kabel durch den Extrudiervorgang die äußere Schicht des Mantels eine geschlossene Kunststoff-"Haut" bildet, die elektrisch isolierend wirkt. Es ist damit möglich, die äußere isolierende Umhüllung 12 fortzulassen, da der abschirmende Mantel mit seiner äußeren Haut eine für bestimmte Anwendungszwecke, insbesondere bei geringer geforderter Spannungs-Durchschlagfestigkeit - ausreichende Isolierung bildet.
  • Sämtliche in den Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (16)

  1. Abgeschirmtes, elektrisches Kabel Patentansprüche 1. Abgeschirmtes, elektrisches Kabel mit mindestens einem elektrischen Leiter, einer diesen umgebenden Isolierung und einer diese bzw. alle isolierten Leiter umgebenden, abschirmenden Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung eine abschirmende Schicht (Mantel 10) aus einer Mischung von Kunststoff und elektrisch leitenden Partikeln ist.
  2. 2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Partikel aus Metall, Kohlenstoff, insbesondere Karbon-Fasern, Ruß oder sonstigem, elektrisch leitendem Material bestehen.
  3. 3. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpartikel Aluminium-Schuppen sind, vorzugs-2 weise mit einer Fläche von ca. 1 bis 2 mm2 und einer Dicke von ca. 0,025 mm.
  4. 4. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der leitenden Partikel des Mantels (10) ca. 20 bis 50 Gewichts-% beträgt.
  5. 5. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Partikel ein Gemisch aus mindestens zwei der folgenden Materialien sind: Metall, Kohlenstoff, Karbon-Fasern, Ruß, Aluminium-Schuppen.
  6. 6. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des Mantels (10) ca. 1,5 bis 2 mm beträgt.
  7. 7. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff des Mantels (10) elastisch ist.
  8. 8. Kabel nach den Ansprüchen 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der elektrisch leitenden Partikel aus ferromagnetischem Material bestehen.
  9. 9. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) durch eine weitere Umhüllung (12) aus elektrisch isolierendem Material umgeben ist.
  10. 10. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) durch eine weitere Umhüllung (12) aus elektrisch isolierendem Material umgeben ist.
  11. 11. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne, isolierenden Leiter (2, 6; 3, 7; 4, 8; 5, 9; 2', 6') jeweils von einem eigenen, abschirmenden Mantel (11, 11') umgeben sind.
  12. 12. Kabel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle abgeschirmten Leiter zusätzlich von dem gemeinsamen Mantel (10) umgeben sind.
  13. 13. Kabel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) durch eine weitere Umhüllung (12) aus elektrisch isolierendem Material umgeben ist.
  14. 14. Kabel nach einem der Ansprüche 1 - 3, 5, 7, 8, 10 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die abschirmende Schicht (10) ein elektrisch leitfähiger Lack ist, der aus einer Mischung von Kunststoff, vorzugsweise Acryl, Polyurethan oder Epoxy und elektrisch leitenden Partikeln, vorzugsweise Graphit oder Silber besteht.
  15. 15. Kabel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff bis zu 70 Gewichts-% mit den elektrisch leitenden Partikeln gefüllt ist.
  16. 16. Kabel nach Anspruch 3 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminium-Schuppen kristalline Struktur haben und dadurch leicht plastisch verformbar sind.
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