DE9011112U1

DE9011112U1 - Elektrische Kabelanordnung

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Publication number: DE9011112U1
Application number: DE9011112U
Authority: DE
Original assignee: WL Gore and Associates GmbH
Current assignee: WL Gore and Associates GmbH
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1990-10-11
Anticipated expiration: 2000-07-28

Description

KLUNKER. SCHMITT-NILSON -HPtSGH:":_:"_: :";:": PATENTANWÄLTE

' I : E(TROPEAN PATENT ATTORNEYS

(U.Z.i K 3&Iacgr; 743/6SW)

W.L.Gore & Associates GmbH Hermann-oberth-Str. 22 SGIl Putzbrunn

Elektrische Kabelanordnung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kabelanordnung mit einem mindestens eine elektrische Leitung umgebenden elektromagnetischen Schirm.

Hochfrequenzkabel sind im allgemeinen mit einem elektrisch oder elektromagnetisch wirkenden Schirm aus metallischem Material versehen, um eine Abschirmung gegenüber elektrischen bzw. elektromagnetischen Störfeldern zu bilden. Solche Schirme umgeben schlauchartig die elektrischen Adern oder Bündel von elektrischen Adern. Herkömmliche Kabel weisen einen Aufbau auf, bei welchem Leitungeadern oder Leitungsaderbündel von einem

Kunststoffmantel umgeben sind, auf dem sich ein gewickelter und/oder ein geflochtener Schirm befindet. Dieser Schirm ist zum Schutz von einem Außenmantel aus Kunststoff uiageben»

Wickel- und/od-jr Flechtschirme verwendet man, um solche Kabel biegeflexibel zu machen. Solche Wickel- und Flechtschirme sind allerdings gegenüber Hochfrequenzsiorfeldern nie ganz dicht, insbesondere wenn sie gebogen sind. Besonders an solchen Biegestellen entstehen Löcher im Schirm, welche Undichtigkeiten ties Schirms gegenüber Störfeldern bilden, Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn sich solche Kabel in einer Umgebung mit sehr starken Störfeldern befinden. Es gibt Anwendungen, bei welchen sich solche Kabel in Störfeldern mit einer Störfeldstärke von etwa 20 000 V/m befinden. Auch kleinste Schirmundichtigkeiten, wie sie bei Wickel- und Flechtschirmen nicht auszuschließen sind, können zu einer erheblichen Störung der mit dem Kabel transportierten Signale führen. Würde man bei solchen Kabeln den Flechtbzw. Wickelschirm durch ein Schirmrohr ersetzen, wäre nicht mehr die erforderliche Biegeflexibilität gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabelanordnung mit elektrischem oder elektromagnetischem Schirm verfügbar zu machen, die sowohl zu einer absolut dichten Abschirmung führt als auch bierroflexibel ist.

Diese Erfindung wird gelöst mit einer elektrischen Kabelanordnung mit einem mindestens eine elektrische Leitung umgebenden elektromagnetischen Schirm, bei welcher der Schirm durch einen flexiblen Wellschlauch mit elektrischer Leitfähigkeit gebildet ist. Der Wellschlauch kann

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entweder gänzlich aus Metall bestehen, vorzugsweise aus Bronze, oder er kann durch einen Kunststoffschlauch mit metallischer Oberflächenbeschichtung gebildet sein. Vorzugsweise sind die elektrischen Adern der Kabelanordnung lose durch den Wellschlauch hindurchgeführt. Dies führt zu einer besonders guten Flexibilität der Kabelanordnung. Außerdem kommt man dann zu einem geringen Gesamtgewicht und zu einem relativ geringen Gesamtdurchmesser der Kabelanordnung. Dies ist für viele Anwendungen von besonderem Vorteil, beispielsweise im Bereich der Flugzeugtechnik. Dort sind einerseits ein möglichst geringes Gewicht, möglichst geringe Abmessung&ü und eine gute Biegeflexibilität gefragt und treten andererseits hohe Störfelder auf, beispielsweise in Folge des Betriebs bordeigner Radargeräte.

Die einzelnen Leitungen der Kabelanordnung sind meist mit metallischen Endgehäusen und/oder elektrischen Verbindern mit metallischem Schirmgehäuse abgeschlossen. In diesem Fall ist das entsprechende Ende des Wellschlauchs vorzugsweise in eine entsprechend dimensionierte Aufnahmeöffnung des Endgehäuses bzw. Metallgehäuses des Verbinders eingesteckt. Um einen besonders guten elektrischen Übergang zwischen Wellschlauch und Endgehäuse bzw. Metallgehäuse des Verbinders zu erreichen, ist die Übergangsstelle zwischen dem Wellschlauch und dem Endgehäuse bzw. dem Metallgehäuse des Verbinders vorzugsweise verlötet.

Weist der Wellschlauch Unterbrechungen auf, beispielsweise an Wanddurchführungsstellen oder, im Fall einer kabelbaumartigen Kabelanordnung, an den Abzweigstellen, ist dort vorzugsweise ein Wellschlauchverbinder aus Me-

tall oder mit metallischer Oberfläche angeordnet, der eine elektrische oc'er elektromagnetische Abschirmung der Unterbrechungs- bzw. Abzweigstellen bewirkt und zu diesem Zweck mit den beteiligten Wellschlauchenden schirmungsdicht elektrisch verbunden ist. Auch hier wird wieder eine Verlötung der beteiligten Wellschlauchenden mit dem Wellschlauchverbinder bevorzugt.

Der Wellschlauchverbinder kann aus Wellschlauchmaterial hergestellt sein oder aus starrem metallischen Material oder Material mit metallischer Oberfläche. Für eine leichtere Montage ist der Wellschlauchverbinder bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform aus Halbschalen zusammengesetzt. Die Halbschalen können aus gegossenem Metali, beispielsweise Bronze, bestehen und im Kokillenguß hergestellt sein.

Um eine besonders gute elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem Wellschlauchverbinder und den beteiligten wellschlauchenden zu erzielen, sind die Einstecköffnungen des Wellschlauchverbinders, in welche die beteiligten Enden des Wellschlauchs eingesetzt werden, mit einer rohrartigen, gerillten Oberfläche versehen, die komplementär zur balgartigen Oberfläche des Wellschlauches ist, wobei auch hier vorzugsweise zusätzlich noch eine Verlötung vorgenommen wird. Als Wellschlauchverbinder mit zur Oberfläche des Wellschlauchs komplementärer Oberfläche eignet sich besonders gut die HaIbschalentechnik, weil dabei die Halbschalen mit ihren Rillen auf der Innenoberfläche lediglich an die balgartige Oberfläche der beteiligten Wellschlauchenden angesetzt zu werden brauchen. Bei einstückigen Wellschlauchverbindern dagegen müßten die beteiligten Wellschlauch-

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enden unter elastischer Verformung in die mit entsprechenden Rillen versehenen Einsetzöffnungen des Wellschlauchverbinders hineingeschoben werden.

Es gibt Anwendungen, bei denen es von Vorteil ist, als äußerste Lage einer Kabelstruktur ein elektrisch leitfähiges Material zu haben. Es ist dann besonders einfach, eine elektrische Verbindung mit anderen leitenden Teilen herzustellen. Beispiele sind die zuvor erwähnte elektrische Verbindung zwischen Wellschlauch und Wellschlauchverbinder oder eine schirmungsdichte Durchführung der Kabelanordnung durch eine metallische Gehäuseoder Gerätewand. Bei herkömmlichen Kabeln mit einem mittels Außenisoliermantel geschützten Flecht- oder Wickelschirm müßte erst der Außenisoliermantel entfernt werden.

Die Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine einzige Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Kabelbaum, der einen Wellschlauchverbinder in Form eines rohrartigen Abzweigers 11 aufweist. Der Abzweiger 11 besitzt bai dieser Ausführungsform sieben Abzweigrohre 13. In jedes Abzweigrohr 13 mündet ein Wellschlauch 15 aus dünnwandiger Bronze, der einerseits bei guter Flexibilität feine hohe Formstabilität aufweist und andererseits relativ leicht ist. Solche Wellschläuche sind im Handel erhältlich und werden bisher zur Leitung von Fluiden wie z. B. Abgasen, Ölen, Wasser, Wein und Ga<sen verwendet.

Der Abzweiger 11 besteht aus steifem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit und ist bei der bevorzugten Ausführungsform aus zwei Halbschalen gebildet, die im Kokillenguß hergestellt sein können. Die Innenwände der Abzweigrohre 13 des Abzweigers 11 sind mit Rillen versehen, die der Form der baigairtigen weilen der weil — schlauche 15 angepaßt sind. Dadurch tritt eine Verzahnung zwischen den Abzweigrohren 13 und den in sie eingesetzten Enden der Wellschläuche 15 auf, die einerseits zu einer guten mechanischen Verbindung und andererseits zu einem guten elektrischen Kontakt zwischen Abzweig— 11 und Wellschläuchen 15 führt. Um eine besonders hohe Schinndichtigkeit gegen Störfelder zu erzielen, sind die Abzweigrohre 13 mit den in sie eingesetzten Enden der Wellschläuche 15 zusätzlich verlötet.

Die freien Enden der Wellschläuche 15 münden je in ein metallisches Endgehäuse 17, das als Übergangs- und/oder Anpas^ungsstück für einen am anderen Ende des jeweiligen

Endgehäuses 17 angeordneten elektrischen Verbinder 19 mit einem metallischen Schirmgehäuse dient.

Die metallischen Endgehäuse 17 können ebenfalls als Halbschalen ausgebildet sein, deren die zugehörigen Enden der Wellschläuche 15 aufnehmende Mündungsöffnungen ebenfalls mit Rillen versehen sein können, die an die WsIIsnstruktur der Wellschläuche 15 angepaßt sind. Die Übergänge zwischen den Endgehäusen 17 und den in sie eingesetzten Enden der Wellschläuche 15 können vorzugsweise wieder durch Verlöten besonders schirmungsdicht gemacht werden.

Die in der Zeichnung nicht dargestellten elektrischen Leitungen und/oder Kabel sind lose durch die Wellschläuche 15 und den Abzweiger 11 geführt. Ihre Enden sind an die elektrischen Verbinder 19 angeschlossen. Ein Ausfüllen des Zwischenraums zwischen den als Schirmen dienenden Wellschläuchen 15 und den darin befindlichen Leitungen und/oder Kabeln mit Kunststoff, wie es bei herkömmlichen Kabeln mit konzentrischem Schirm der Fall ist, ist bei der erfindungsgemäßen Kabelanordnung nicht erforderlich, da der Schirm in Form des Wellschlauch^ 15 einen ausreichenden mechanischen Schutz bietet. Auf diese Weise kann Kunststoff eingespart werden und das Gesamtgewicht des Kabelbaume erheblich verringert werden.

Bei einem Kabelbaum der erfindungsgemäßen Art ist ein Auswechseln der lose eingezogenen Leiter oder Kabel möglich. Im Fall herkömmlicher Kabelbaum« müßte ein entsprechendes Kabel insgesamt ausgewechselt werden, obwohl vielleicht nur eine Ader defekt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Kabelanordnung kommt man daher sowohl zu einer sehr hohen Störfestigkeit: als auch zu geringem Gewicht; geringen Gesamtabmessungen _t entsprechend geringen Kosten und zur Reparaturntöglichkeic ein- 1 zelner Leitungen,

Claims

• t ··· · tr·· <-<-·» ill Ii ■» #· r · it -9-Ansprüche:

1. Elektrische Kabelanordnung rait einem minder tens eine elektrische Leitung umgebenden elektromagnetischer. Schirm,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm durch einen flexiblen metallischen Wellschlauch (15) gebildet ist.

2. Kabelanordnung nach A:. -ruch 1₁ daduaci» gekennzeichnet,

daß der Wellschlauch (15) »um Bronze besteht.

3. Elektrische Kabelanordnung mit einem mindestens eine elektrische Leitung umgebenden elektromagnetischen Schirm,

iadurch gekennzeichnet,

daß der Schirm durch einen flexiblen Wellschlauch aus

Kunststoff mit metallischer Oberfläche gebildet ist.

4. Kabelanordnung nach einem der Ansprüche l bis 3,

" dadurch gekennzeichnet,

% daß eine oder mehrere elektrische Leitungen und/oder

Kabel lose in den Wellschlauch (15) eingezogen sind.

5. Kabelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die freien Enden des Wellechlauchs (15) je mit einem metallischen Endgehäuse (17) schirmungsdicht abgeschlossen sind.

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6. Kabelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

CixR die freien Enden des Wellschlauchs (15) direkt bzw. über Sndgehäuse (x7) nach Änspr^^i 5 schirmungsdicht mit metallischen Gehäusen von die elektrischen Leitungen bzw. Kabel abschließenden elektrischen Verbindern (19) verbunden sind.

7. Kabelanordnung i^ach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Wellschlauch (15) mit d> >.n Endgehäusen (17) bzw. metallischen Gehäusen der Verbinder (19) verlötet ist.

8. Kabelanordnung nach einem der Anspräche 1 bis 7, wobei der Wellschlauch (IS) mindestens eine Unterbrechung aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Wellschlauchunterbrechung durch einen Wellschlauchverbinder (11) aus Metall oder mit metallischer Oberfläche überbrückt ist, der eine Durchgangsöffnung für die durch den Wellschlauch (15) geführten Leitungen bzw. Kabel aufweist.

9. Kabelanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der Wellschlauchverbinder (11) durch ein Verbindungsrohrstück gebildet ist und daß Abzweigrohre (13) des Verbinäungsrohrstücks und die damit zu verbindenden Enden des WellSchlauches (15) ineinander geschoben sind.

10. Kabelanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der Wellschlauchverbinder (11) aus steifem Material

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-11-besteht.

11. Kabelanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß der Wellschlauchverbinder (11) aus Halbschalen zusammengesetzt ist.

12. Kabelanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die mit dem Wellschlauchverbinder (11) zu verbindenden Enden des Wellschlauchs (15) in an den Außendurchmesser des Wellschlauchs (15) angepaßte Wellschlauchauf nahmeöffnungen des Wellschlauchverbinders (11) eingesetzt sind.

13. Kabelanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß die Innenwände der Wellschlauchaufnahmeöffnungen eine zur Wellschlauchoberflächenstruktur komplementäre Oberflächenstruktur aufweisen.

14. Kabelanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

daß der Wellschlauch (15) und der Wellschlauchverbinder (11) miteinander verlötet sind.

15. Kabelanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, für eine Kabelbaumanordnung mit mindestens einer Leitungs- bzw. Kabelverzweigung,

dadurch gekenn &zgr; e ichnet,

daß der Wellschlauchverbinder (11) als Abzweiger mit einer WellschlauchanschluBoffnung für jeden an der Verzweigung beteiligten Wellschlauch (15) und mit einem min-

destens mehrere der Kabelanschlußöffnungen verbindenden Durchgangskanal ausgebildet ist.