EP0619583A2 - Elektrisches Rundkabel - Google Patents

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EP0619583A2
EP0619583A2 EP94103423A EP94103423A EP0619583A2 EP 0619583 A2 EP0619583 A2 EP 0619583A2 EP 94103423 A EP94103423 A EP 94103423A EP 94103423 A EP94103423 A EP 94103423A EP 0619583 A2 EP0619583 A2 EP 0619583A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
round
carrier tape
cable according
line elements
round cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP94103423A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0619583A3 (de
EP0619583B1 (de
Inventor
Ulrich Schricker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WL Gore and Associates GmbH
Original Assignee
WL Gore and Associates GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by WL Gore and Associates GmbH filed Critical WL Gore and Associates GmbH
Publication of EP0619583A2 publication Critical patent/EP0619583A2/de
Publication of EP0619583A3 publication Critical patent/EP0619583A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0619583B1 publication Critical patent/EP0619583B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H01B7/0892—Flat or ribbon cables incorporated in a cable of non-flat configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H01B7/0846—Parallel wires, fixed upon a support layer

Definitions

  • the invention relates to an electrical round cable with at least one ribbon cable curled into a round shape with a plurality of electrical line elements arranged parallel to one another in a band shape by means of a carrier.
  • the invention also relates to a ribbon cable as such, which can be used for such a round cable.
  • the insulation displacement technique is used in particular for cables with a larger number of electrical conductors.
  • flat connectors are used with one or more rows of contact elements arranged side by side, which are provided with insulation displacement slots that are open on one side.
  • the individual electrical conductors to be connected, together with their insulating material, are pressed into the associated insulation displacement slot.
  • the diaphragm walls cut through the insulation and bite into the electrical conductor. This creates a permanent electrical and mechanical connection between the electrical conductor and the associated contact element. Since all electrical conductors can be pressed into the respective insulation displacement slots at the same time, this connection technique represents a typical mass connection technique.
  • round cables have already been used for the insulation displacement technology, which are either made up of ribbon cables or have pre-assembled cable ends.
  • Round cables whose conductors or conductor elements (insulated wires or strands, coaxial cables or twisted conductor pairs) have been formed into a round cable in the usual way by stranding, lead to problems during the process of connecting to electrical connectors, as described below, for example, in connection with the connection using the Insulation displacement technology.
  • the individual conductors or conductor elements fall apart without observing a certain grid dimension.
  • they To connect using insulation displacement technology, they must first be aligned next to one another in some way so that they correspond to the grid dimension of the flat connector formed with insulation displacement slots. It is therefore known that cables are already available from the cable manufacturer or cut to the required length on site and provided with pre-assembled ends.
  • the individual wires if necessary after removing a cable jacket made of insulating material, are aligned in parallel at the cable ends and then either the thermal insulation of the individual wires is thermally glued to one another or glued in parallel on a film.
  • An example of this is shown in US Pat. No. 4,576,662.
  • a disadvantage of pre-assembly at the cable manufacturer is that cut lengths have to be used.
  • aligning and gluing the wires in parallel is very time-consuming.
  • the accuracy of the achievable grid size is only low.
  • round cables have already been used, which are formed from a ribbon cable.
  • a variant of this is a round cable that contains a Z-shaped or similarly folded extruded or laminated ribbon cable.
  • this does not result in a really round cable, but basically only a ribbon cable of smaller width and greater thickness than unfolded ribbon cables.
  • the consequence are preferred bending directions. That is, the bendability of this cable is not the same in all directions. You also get a larger overall diameter.
  • the kinking of the ribbon cable during the Z-shaped folding leads to local insulation expansions. These result in changes in the grid dimension.
  • From US-PS 5 053 583 is a ribbon cable with several cables embedded in insulating material of different diameters and different Structure known which has been brought into the shape of a round cable by folding and / or winding the ribbon cable and by means of a cable sheath arranged above it. An air core remains in the middle of the round cable or this is filled with the cables of larger diameter after they have been separated from the ribbon cable by cutting.
  • extruded or laminated ribbon cable is wound in a spiral around a carrier element with a circular cross section and thereby processed into a round cable.
  • the disadvantage here is that the diameter of the round cable is much larger than that of comparable normal round cables.
  • this cable construction leads to less flexibility.
  • a further variant consists in a round cable, which consists of an extruded ribbon cable which is curled into a round shape, on the circumference of which a metallic shield is wound, which is surrounded by an insulating outer jacket.
  • This round cable also has a diameter that is larger than that of a comparable normal round cable. Because the individual conductors are embedded together in a single strip-shaped insulating material during the extrusion process, they can be moved relative to each other much more poorly than independent individual wires of a normal round cable. As a result, an air core in the middle of this round cable can practically not be avoided.
  • This cable is practically no larger than that of a comparable normal round cable. It has the same flexibility as a comparable normal round cable and leads to a much greater grid tolerance than known round cables constructed with ribbon cables.
  • the freedom of movement of the individual line elements of the woven ribbon cable makes it possible to gag into a round cable so that no larger voids are created and a minimum diameter of the round cable can be achieved.
  • the interweaving of the entire ribbon cable does not result in high tensile or compressive forces during gagging to the round cable as with extruded or laminated ribbon cables.
  • the flexibility of the round cable according to the invention corresponds to that of a cable constructed from stranded individual elements.
  • the yardage of the round cable according to the invention can be cut at any point and shows the originally woven ribbon cable again after opening the round cable, but with the greater freedom of movement of the individual line elements already mentioned.
  • this allows the individual line elements to be precisely and easily positioned in the guide combs of the flat plug connectors equipped for the insulation displacement technology.
  • this allows the connection in insulation displacement technology not only in a single grid dimension but in a grid dimension range of, for example, 0.05 to 0.2 inches (approximately 1.25 mm to 5 mm).
  • the interweaving of the individual line elements to form a ribbon cable means a technical effort that one does not want to spend on some types of cables.
  • the material customary for the weaving threads or weaving tapes is not suitable for the electrical influencing of the electrical properties of the cable, as is often desired.
  • the present invention is intended to make available a ribbon cable and an electrical round cable which can be produced therewith, which has the advantages of the round cable obtained by weaving and choking and can also be produced with less technical outlay and opens up the possibility of better influencing the electrical properties of the round cable.
  • the carrier is formed by a soft carrier tape and that the line elements are arranged on at least one side of the carrier tape at a mutual distance from one another and are only fixed to the carrier tape over a relatively small area of their outer circumference.
  • carrier material which is flexible at least in the longitudinal direction of the line elements. This can result in a cable whose end area for the purpose of connecting is opened to a connector, the individual line elements in the area of the transition from the round cable structure to the open ribbon cable structure in the longitudinal direction against each other. An offset of the free ends of the individual line elements in the longitudinal direction is made possible. This avoids mechanical stresses and strains in the transition area, such as those that occur with round cables that are made from ribbon cables with cable elements embedded in insulating material.
  • ribbon cables which are fixed on separate carrier tapes, can be choked to form a common round cable, for example for better handling and grouping of the individual line elements.
  • carrier material is used for the carrier tape, which is (also) flexible in the transverse direction of the line elements, particularly great flexibility can be achieved with regard to the connection of the line elements of the round cable according to the invention to connectors of different grid spacing with regard to their connecting or contact elements.
  • the soft carrier material of the carrier tape enables the ribbon cable to be easily separated into individual wires for the purpose of connection to the contact elements of a connector.
  • the line elements of which are embedded in an insulating material of comparatively great rigidity and strength such a separation in individual wires is considerably more difficult.
  • the carrier tape which is soft according to the invention should preferably have textile-like softness, so that problem-free folding is possible in both directions of the carrier tape, without a hindrance as in the use of conventional ribbon cables with line elements embedded in insulating material.
  • material is used for the carrier tape in which particles which influence the electrical properties of the cable can be embedded.
  • Preferred embedding materials are electrically conductive materials such as carbon, copper, silver, aluminum and mumetal (e.g. 74-77% Ni, 5% Cu, 3-4% Mo or 1.5-2% Cr, rest Fe). You can also embed several of these materials together in the carrier tape material.
  • a degree of filling of the embedded material is selected in accordance with the desired electrical effect.
  • a preferred fill level is in the range of 20-70 percent by volume of the embedded material with respect to the carrier tape material, and a fill level of about 40% is particularly preferred.
  • Dielectric materials such as e.g. Glass particles to be embedded.
  • the degree of filling should be in a size range in which, on the one hand, the electrical resistance between the line elements is still sufficiently large, and on the other hand, a sufficient shielding and damping effect is achieved.
  • the damping effect counteracts resonance phenomena within a cable, namely between individual line elements and / or line elements and a screen and / or several screens.
  • standing waves can arise between adjacent coaxial cables, for example.
  • the selection of the filler material embedded in the carrier tape material depends on whether the damping should be effective more in the low-frequency and / or more in the high-frequency range.
  • Filling material such as Mumetall, which is effective via eddy current losses, has a damping effect in the lower frequency range and little in the upper frequency range.
  • Filler materials such as carbon, copper and silver are effective at higher frequencies, less at low frequencies.
  • Expanded PTFE polytetrafluoroethylene is particularly preferred as the carrier tape material.
  • carrier tape material PTFE, polyester, polyurethane, PVC, elastomers, silicones, natural rubber, coated fabrics (coating with one of the previously specified materials), each in a soft form and preferably stretchable in the transverse and / or longitudinal direction.
  • the conductor elements can be insulated wires, strands, twisted pairs, coaxial cables and / or so-called tri-leads.
  • Tri-Lead are coaxial cables with a non-concentric cross-section.
  • a round inner conductor is surrounded by a concentric dielectric made of insulating material.
  • a drain wire runs on two opposite sides of the outer circumference of the concentric dielectric in the longitudinal direction of the cable.
  • a shielding film made of electrically conductive material is arranged around the concentric dielectric and the two drain wires. This is surrounded by a cable jacket made of insulating material.
  • the individual line elements are preferably fixed to the carrier tape over a circumferential area of approximately 5-40% of their outer circumference. A peripheral range of about 20% is particularly preferred. This ensures a high foldability of the carrier tape with the line elements attached to it.
  • the ribbon cable curled into a round shape can be surrounded by at least one outer jacket made of insulating material.
  • At least one electrical screen made of wound or braided wire or made of an electrically conductive material or metallized plastic strip can be arranged between the ribbon cable choked to a round shape and the outer jacket.
  • Fig. 1 shows a ribbon cable 11 of the type according to the invention with a carrier tape 13 made of a soft, supple material, preferably expanded PTFE, on one side of which a number of line elements 15 are fixed in a parallel arrangement at a mutual distance from one another.
  • a carrier tape 13 made of a soft, supple material, preferably expanded PTFE, on one side of which a number of line elements 15 are fixed in a parallel arrangement at a mutual distance from one another.
  • Each line element is fixed to the carrier tape 13 only with a relatively small area of its outer circumference.
  • the embodiment shown is a line element of the Tri-Lead type already mentioned.
  • This is a type of coaxial cable with an inner conductor 17, which is surrounded concentrically by a dielectric 19.
  • a drain wire 21 runs on two opposite sides of the outer circumference of the dielectric 19.
  • the dielectric 19 and the drain wires 21 running along it are surrounded by a metallic or metallized shielding foil 23.
  • This in turn is encased in a cable jacket 25 made of a plastic material.
  • the drain wires 21 are in electrical contact with the shielding foil 23. They are provided because it is easier not the shielding foil 23 but the one To connect drain wires 21 at the end of the cable to the connection or contact elements of an electrical connector.
  • the mutual distances between adjacent line elements 15 are at least as large as the maximum diameter of a single line element. This ensures that the carrier tape 13 can be folded as desired without being hindered by line elements that are too closely adjacent.
  • the ribbon cable 11 according to FIG. 1 can be used as such for applications in which the softness and good foldability of a ribbon cable are important. It is particularly suitable for the gagging to a round cable, as shown in Fig. 2.
  • the round cable shown in cross section in FIG. 2 contains a strangled ribbon cable 11 with a carrier tape 13 on which a number of signal cables 27 in the form of tri-lead cables of the type shown in FIG. 1 are fixed.
  • a central area of the carrier tape 13 is located in the middle between the signal cables 27.
  • An outer area of the carrier tape 13 encloses the signal cables 27.
  • the ribbon cable 11 is concentrically surrounded by a binder 29, by means of which the gagged ribbon cable is held in a round shape.
  • the binder 29 is concentrically surrounded by a shield 31.
  • This is optional and consists, for example, of a screen braid or a screen film made of or with an electrically conductive material.
  • the shield 31 is in turn surrounded by a binder 33 concentrically. This is covered by a jacket 35 made of insulating material.
  • the coat is also optional.
  • expanded PTFE is used to a particularly preferred extent as the material for the carrier tape.
  • the material for the carrier tape for the individual conductors and layers of the signal cables 27, for the binders 29, 33 and for the shield 31 and the sheath 35, customary and known materials are used for this purpose, which therefore need not be listed here.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Communication Cables (AREA)

Abstract

Elektrisches Rundkabel mit einem zu Rundform verwürgten Bandkabel (15), das ein weiches Trägerband (13) aufweist und mehrere mit gegenseitigem Abstand voneinander und parallel zueinander verlaufende Leitungselemente (15), die lediglich über einen relativ kleinen Bereich ihres Außenumfangs an dem Trägerband (13) fixiert sind. Das Bandkabel (11) kann auch als solches für Anwendungen benutzt werden, bei denen die einfache Faltbarkeit und Verformbarkeit des weichen Trägerbandes (13) von Vorteil ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Rundkabel mit mindestens einem zu Rundform verwürgten Bandkabel mit mehreren mittels eines Trägers bandförmig parallel nebeneinander angeordneten elektrischen Leitungselementen.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Bandkabel als solches, das für ein solches Rundkabel verwendbar ist.
  • Aus Kosten- und Zeitersparnisgründen wird insbesondere für Kabel mit einer größeren Anzahl elektrischer Leiter die Schneid-Klemm-Technik verwendet. Hierzu benutzt man Flachsteckverbinder mit einer oder mehreren Reihen nebeneinander angeordneter Kontaktelemente, die mit einseitig offenen Schneid-Klemm-Schlitzen versehen sind. Die einzelnen anzuschließenden elektrischen Leiter werden zusammen mit ihrem Isoliermaterial in den zugehörigen Schneid-Klemm-Schlitz eingedrückt. Dabei durchschneiden die Schlitzwände die Isolierung und beißen sich in den elektrischen Leiter ein. Dadurch wird eine dauerhafte elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem zugehörigen Kontaktelement geschaffen. Da sämtliche elektrischen Leiter gleichzeitig in die je zugehörigen Schneid-Klemm-Schlitze gedrückt werden können, stellt diese Anschlußtechnik eine typische Massen-Anschlußtechnik dar. Beispielsweise ist es möglich, bei einem 68-poligen Flachsteckverbinder sämtliche 68 Kontakte in einem einzigen Arbeitsgang zu kontaktieren. Um den Vorteil der Zeitersparnis voll nützen zu können, sind Bandkabel mit einem genauen Rastermaß notwendig. Die gleichen Überlegungen gelten auch für Verbinder mit anderer Anschlußtechnik als der Schneid-Klemm-Technik. Diese Bandkabel haben jedoch gegenüber Rundkabeln die Nachteile, daß sie sich nur in einer Ebene biegen lassen und daß die Möglichkeiten der elektromagnetischen Abschirmung sehr gering sind. Denn beispielsweise ist es schwierig, auf Bandkabel ein gleichmäßig geschlossenes Schirmgeflecht aufzubringen.
  • Um diese Probleme zu überwinden, hat man für die Schneid-Klemm-Technik bereits Rundkabel eingesetzt, die entweder aus Bandkabeln aufgebaut sind oder bandkabelartig vorkonfektionierte Kabelenden aufweisen.
  • Rundkabel, deren Leiter oder Leiterelemente (isolierte Drähte oder Litzen, Koaxialkabel oder verdrillte Leiterpaare) in üblicher Weise durch Verseilen zu einem Rundkabel geformt worden sind, führen beim Vorgang des Abschließens an elektrische Verbinder zu Problemen, wie nachfolgend beispielweise im Zusammenhang mit dem Anschließen mittels der Schneid-Klemm-Technik. Nach dem Entfernen des Kabelmantels und gegebenenfalls des Kabelschirms und von Zwischenmänteln fallen die einzelnen Leiter oder Leiterelemente ohne Einhaltung eines bestimmten Rastermaßes auseinander. Zum Anschließen in Schneid-Klemm-Technik müssen sie erst auf irgendeine Weise so nebeneinander ausgerichtet werden, daß sie dem Rastermaß des mit Schneid-Klemm-Schlitzen ausgebildeten Flachsteckverbinders entsprechen. Es ist daher bekannt, Kabel bereits beim Kabelhersteller oder am Einsatzort auf die erforderliche Länge abzulängen und mit vorkonfektionierten Enden zu versehen. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Adern, gegebenenfalls nach dem Entfernen eines Kabelmantels aus Isoliermaterial, an den Kabelenden parallel ausgerichtet und dann entweder die Isolierhüllen der einzelnen Adern thermisch aneinandergeklebt oder parallel auf eine Folie geklebt. Ein Beispiel hierfür zeigt die US-PS 4 576 662. Nachteilig ist bei der Vorkonfektionierung beim Kabelhersteller, daß mit abgeschnittenen definierten Längen gearbeitet werden muß. Außerdem ist das parallele Ausrichten und Verkleben der Adern sehr zeitaufwendig. Zudem ist die Genauigkeit des erzielbaren Rastermaßes nur gering.
  • Um diese Nachteile zu überwinden, hat man schon Rundkabel verwendet, die aus einem Bandkabel gebildet sind.
  • Eine Variante hiervon ist ein Rundkabel, das ein Z-förmig oder ähnlich gefaltetes extrudiertes oder laminiertes Bandkabel beinhaltet. Damit erhält man aber kein wirklich rundes Kabel sondern im Grunde nur ein Bandkabel geringerer Breite und größerer Dicke als ungefaltete Bandkabel. Die Folge sind Biegevorzugsrichtungen. D.h., die Verbiegbarkeit dieses Kabels ist nicht in allen Richtungen gleich. Außerdem gelangt man zu einem größeren Gesamtdurchmesser. Das bei dem Z-förmigen Falten verursachte Knicken des Bandkabels führt zu lokalen Isolationsdehnungen. Diese haben Veränderungen des Rastermaßes zu Folge.
  • Aus der US-PS 5 053 583 ist ein Bandkabel mit mehreren in Isoliermaterial eingebetteten Leitungen unterschiedlichen Durchmessers und unterschiedlicher Struktur bekannt, das durch Falten und/oder Wickeln des Bandkabels und mittels eines darüber angeordneten Kabelmantels in die Form eines Rundkabels gebracht worden ist. Dabei bleibt in der Mitte des Rundkabels ein Luftkern übrig oder dieser wird mit den Leitungen größeren Durchmessers ausgefüllt, nachdem diese vom Bandkabel durch Abschneiden separiert worden sind.
  • Bei einer anderen Variante, die aus DE-83 22 828 U1 bekannt ist, wird extrudiertes oder laminiertes Bandkabel spiralförmig um ein Trägerelement mit Kreisquerschnitt gewickelt und dadurch zu einem Rundkabel verarbeitet. Nachteilig ist hierbei, daß der Durchmesser des Rundkabels viel größer ist als der von vergleichbaren normalen Rundkabeln. Außerdem führt dieser Kabelaufbau zu geringer Flexibilität.
  • Eine weitere Variante, wie sie aus DE-83 07 764 U1 bekannt ist, besteht in einem Rundkabel, das aus einem zu Rundform verwürgten extrudierten Bandkabel besteht, auf dessen Kreisumfang ein metallischer Schirm gewickelt ist, der von einem isolierenden Außenmantel umgeben ist. Auch bei diesem Rundkabel gelangt man zu einem Durchmesser, der größer ist als derjenige eines vergleichbaren normalen Rundkabels. Denn dadurch, daß die einzelnen Leiter bei dem Extrusionsvorgang gemeinsam in ein einziges bandförmiges Isoliermaterial eingebettet sind, lassen sie sich relativ zueinander viel schlechter bewegen als voneinander unabhängige Einzeladern eines normalen Rundkabels. Als Folge davon läßt sich ein Luftkern in der Mitte dieses Rundkabels praktisch nicht vermeiden.
  • Allen bekannten Rundkabeln, die mit einem extrudierten oder laminierten Bandkabel aufgebaut sind, ist außerdem zu eigen, daß sie keinerlei Abweichungen von dem fest vorgegebenen Rastermaß erlauben.
  • In der eigenen älteren deutschen Gebrauchsmusteranmeldung G 91 13 530.3 ist ein elektrisches Rundkabel mit einem zu Rundform verwürgten Bandkabel mit mehreren bandförmig nebeneinander angeordneten elektrischen Leitungselementen vorgeschlagen worden, dessen Leitungselemente mittels Webfäden und/oder Webbändern in Bandkabelform aneinandergehalten sind.
  • Der Durchmesser dieses Kabels ist praktisch nicht größer als derjenige eines vergleichbaren normalen Rundkabels. Es weist die gleiche Flexibilität wie ein vergleichbares normales Rundkabel auf und führt zu einer wesentlich größeren Rastertoleranz als bekannte, mit Bandkabeln aufgebaute Rundkabel.
  • Denn dadurch, daß die einzelnen Leitungselemente nicht durch Lamination oder Extrusion zusammengefaßt sind sondern durch Verweben zum Bandkabel, ergibt sich eine wesentlich größere Flexibilität des Bandkabels und eine wesentlich größere Bewegungsfreiheit der einzelnen Leitungselemente innerhalb des Bandkabels als bei der Verwendung von laminierten oder extrudierten Bandkabeln. Die Bewegungsfreiheit der einzelnen Leitungselemente des gewebten Bandkabels ermöglicht beim Verwürgen zu einem Rundkabel, daß keine größeren Hohlräume entstehen und ein minimaler Durchmesser des Rundkabels erzielbar ist. Durch das Verweben des gesamten Bandkabels entstehen beim Verwürgen zum Rundkabel keine hohen Dehn- oder Stauchkräfte wie bei extrudierten oder laminierten Bandkabeln. Die Flexibilität des erfindungsgemäßen Rundkabels entspricht derjenigen eines aus verseilten Einzelelementen aufgebauten Kabels. Die Meterware des erfindungsgemäßen Rundkabels kann an beliebiger Stelle geschnitten werden und zeigt nach dem Öffnen des Rundkabels wieder das ursprünglich gewobene Bandkabel, jedoch mit der bereits erwähnten größeren Bewegungsfreiheit der einzelnen Leitungselemente. Diese erlaubt es einerseits, die einzelnen Leitungselemente in den Führungskämmen der für die Schneid-Klemm-Technik ausgerüsteten Flachsteckverbinder einfach und auf leicht Weise genau zu positionieren. Diese erlaubt andererseits den Anschluß in Schneid-Klemm-Technik nicht nur in einem einzigen Rastermaß sondern in einem Rastermaßbereich von beispielsweise 0,05 bis 0,2 Inch (etwa 1,25 mm bis 5 mm).
  • Das Verweben der einzelnen Leitungselemente zu einem Bandkabel bedeutet einen technischen Aufwand, den man für manche Kabelarten nicht aufbringen möchte. Das für die Webfäden oder Webbänder übliche Material eignet sich nicht zur elektrischen Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften des Kabels, wie sie häufig erwünscht ist.
  • Mit der vorliegenden Erfindung sollen ein Bandkabel und ein damit herstellbares elektrisches Rundkabel verfügbar gemacht werden, welches die Vorteile des durch Verweben und Würgen erhaltenen Rundkabels aufweist und zusätzlich mit weniger technischem Aufwand herstellbar ist und die Möglichkeit zur besseren Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften des Rundkabels eröffnet.
  • Dies wird bei einem elektrischen Bandkabel und einem damit aufgebauten Rundkabel der eingangs angegeben Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Träger durch ein weiches Trägerband gebildet ist und daß die Leitungselemente auf mindestens einer Seite des Trägerbandes mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet und lediglich über einen relativ kleinen Bereich ihres Außenumfangs an dem Trägerband fixiert sind.
  • Aufgrund der Verwendung eines weichen bandförmigen Trägerbandes für die Leitungselemente und weil die einzelnen Leitungselemente nicht in Trägermaterial eingebettet sondern nur über einen relativ kleinen Teil ihres Umfangs an einer Seite eines solchen weichen Trägerbandes fixiert sind, lassen sie sich ähnlich Problemlos wie lediglich miteinander zu verseilende Leitungselemente zu einem Rundkabel verwürgen. Dies wird auch dadurch ermöglicht, daß die einzelnen Leitungselemente mit gegenseitigem Abstand voneinander an dem Trägerband fixiert sind. Vorzugsweise haben benachbarte Leitungselemente einen gegenseitigen Abstand voneinander, der mindestens so groß ist wie der maximale Durchmesser dieser Leitungselemente. Dadurch ist beim Verwürgen des Kabels in ein Rundkabel eine Faltung in beide Normalen-Richtungen des Trägerbandes möglich. Das korrekte Einlegen der einzelnen Leitungselemente in die einzelnen Anschlußkammern eines Steckverbinders oder in eine Schablone, mit deren Hilfe die einzelnen Rundleiter auf den Rasterabstand eines solchen Steckverbinders gebracht werden, ist durch die großen und definierten Abstände zwischen den Leitungselementen sehr einfach.
  • Vorzugsweise verwendet man Trägermaterial, das mindestens in Längsrichtung der Leitungselemente nachgiebig ist. Dadurch können sich bei einem Kabel, dessen Endbereich zum Zweck des Anschließens an einen Steckverbinder geöffnet ist, die einzelnen Leitungselemente im Bereich des Übergangs von der runden Kabelstruktur zu der geöffneten Bandkabelstruktur in Längsrichtung gegeneinander verschieben. Ein Versatz der freien Enden der einzelnen Leitungselemente in deren Längsrichtung wird ermöglicht. Dadurch werden mechanische Spannungen und Belastungen im Übergangsbereich, wie sie bei Rundkabeln entstehen, die aus Bandkabeln mit in Isoliermaterial eingebetteten Leitungselementen hergestellt sind, vermieden.
  • Es können mehrere Bandkabel, die auf getrennten Trägerbändern fixiert sind, zu einem gemeinsamen Rundkabel verwürgt werden, beispielsweise zur besseren Handhabung und Gruppierung der einzelnen Leitungselemente.
  • Verwendet man für das Trägerband Trägermaterial, das (auch) in Querrichtung der Leitungselemente nachgiebig ist, kann man eine besonders große Flexibilität hinsichtlich des Anschließens der Leitungselemente des erfindungsgemäßen Rundkabels an Steckverbinder unterschiedlichen Rasterabstandes bezüglich deren Anschluß- oder Kontaktelementen erreichen.
  • Das weiche Trägermaterial des Trägerbandes ermöglicht ein leichtes Auftrennen des Bandkabels in Einzeladern zum Zweck des Anschließens an die Kontaktelemente eines Steckverbinders. Bei Rundkabeln, die mit Bandkabeln herkömmlicher Art aufgebaut sind, deren Leitungselemente also in ein Isoliermaterial vergleichsweise großer Steifigkeit und Festigkeit eingebettet sind, ist ein solches Auftrennen in Einzeladern wesentlich schwerer.
  • Das erfindungsgemäß weiche Trägerband soll vorzugsweise textilartige Weichheit aufweisen, so daß eine problemlose Faltung in beiden Richtungen des Trägerbandes ermöglicht ist, ohne eine Behinderung wie bei der Verwendung herkömmlicher Bandkabel mit in Isoliermaterial eingebetteten Leitungselementen.
  • In besonders bevorzugtem Maße wird für das Trägerband Material verwendet, in das man die elektrischen Eigenschaften des Kabels beeinflussende Partikel einbetten kann. Bevorzugte Einbettungsmaterialien sind elektrisch leitende Materialien wie Kohlenstoff, Kupfer, Silber, Aluminium und Mumetall (z.B. 74-77% Ni, 5% Cu, 3-4% Mo oder 1,5-2% Cr, Rest Fe). Man kann auch mehrere dieser Materialien gemeinsam in das Trägerbandmaterial einbetten. Dabei wird ein Füllgrad des eingebetteten Materials entsprechend der gewünschten elektrischen Wirkung gewählt. Ein bevorzugter Füllgrad liegt im Bereich von 20-70 Volumenprozent des eingebetteten Materials bezüglich des Trägerbandmaterials, und besonders bevorzugt ist ein Füllgrad von etwa 40%. Es können auch dielektrisch wirksame Materialien, wie z.B. Glaspartikel, eingebettet werden.
  • Allgemein gesagt sollte der Füllgrad in einem Größenbereich liegen, bei welchem einerseits der elektrische Widerstand zwischen den Leitungselementen noch ausreichend groß ist, bei dem andererseits eine ausreichende Schirm- und Dämpfungswirkung erreicht wird. Die dämpfende Wirkung wirkt Resonanzerscheinungen innerhalb eines Kabels, nämlich zwischen einzelnen Leitungselementen und/oder Leitungselementen und einem Schirm und/oder mehreren Schirmen, entgegen. Bei Leitungselementen in Form von Koaxialkabeln können beispielsweise Stehwellen zwischen benachbarten Koaxialkabeln entstehen.
  • Diese können durch die dämpfende Wirkung von in das Trägerbandmaterial eingebetten elektrisch leitfähigen Partikeln praktisch absorbiert werden. Solche Resonanzerscheinungen lassen sich nicht durch übliche metallische Schirme beseitigen, welche die Leitungselemente des Rundkabels oder Gruppen solcher Leitungselemente umgeben. Solche Schirme schützen vor störender Einstrahlung von außen in die Leitungselemente oder vor störender Abstrahlung von den Leitungselementen nach außen. Sie können aber nicht störende Resonanzerscheinungen der genannten Art beseitigen, die sich zwischen benachbarten Leitungselementen abspielen.
  • Die Auswahl des in das Trägerbandmaterial eingebetteten Füllmaterials richtet sich danach, ob die Dämpfung mehr im niederfrequenten und/oder mehr im hochfrequenten Bereich wirksam sein soll. Füllmaterial wie Mumetall, das über Wirbelstromverluste wirksam wird, wirkt dämpfend im unteren Frequenzbereich, wenig im oberen Frequenzbereich. Füllmaterial wie Kohlenstoff, Kupfer und Silber ist bei höheren Frequenzen wirksam, weniger bei niedrigen Frequenzen.
  • Als Trägerbandmaterial wird besonders expandiertes PTFE (Polytetrafluorethylen) bevorzugt.
  • Weitere Materialien, die sich besonders gut als Trägerbandmaterial eignen sind:
    PTFE, Polyester, Polyurethan, PVC, Elastomere, Silikone, Naturkautschuk, beschichtete Gewebe (Beschichtung mit einem der zuvor angegebenen Materialien), je in weicher Form und vorzugsweise in Quer- und/oder Längsrichtung dehnbar.
  • Bei den Leiterelementen kann es sich um isolierte Drähte, Litzen, verdrillte Leiterpaare, Koaxialkabel und/oder sogenannte Tri-Lead handeln. Tri-Lead sind Koaxialkabel mit nicht-konzentrischem Querschnitt. Dabei ist ein runder Innenleiter von einem konzentrischen Dielektrikum aus Isolierstoff umgeben. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Außenumfangs des konzentrischen Dielektrikums verläuft in Kabellängsrichtung je ein sogenannter Drain-Draht. Um das konzentrische Dielektrikum und die beiden Drain-Drähte herum ist eine Schirmfolie aus elektrisch leitendem Material angeordnet. Diese wird von einem Kabelmantel aus Isolierstoff umgeben.
  • Die einzelnen Leitungselemente sind vorzugsweise über einen Umfangsbereich von etwa 5-40% ihres Außenumfangs an dem Trägerband fixiert. Besonders bevorzugt ist ein Umfangsbereich von etwa 20%. Dadurch wird eine hohe Faltbarkeit des Trägerbandes mit den daran fixierten Leitungselementen sichergestellt.
  • Das zu Rundform verwürgte Bandkabel kann von mindestens einem Außenmantel aus Isolierstoffmaterial umgeben sein. Zwischen dem zu Rundform gewürgten Bandkabel und dem Außenmantel kann mindestens ein elektrischer Schirm aus gewickeltem oder geflochtenem Draht oder aus einem elektrisch leitfähigen Material oder metallisierten Kunststoffband angeordnet sein.
  • Die Erfindung wird nun anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    ein Bandkabel in Form mehrerer im Abstand voneinander an einem Trägerband fixierter Leitungselemente; und
    Fig. 2
    ein Rundkabel, das durch Verwürgen des in Fig. 1 gezeigten Bandkabels erhalten worden ist.
  • Fig. 1 zeigt ein Bandkabel 11 der erfindungsgemäßen Art mit einem Trägerband 13 aus einem weichen, geschmeidigen Material, vorzugsweise expandiertem PTFE, auf dessen einer Seite eine Anzahl Leitungselemente 15 in paralleler Anordnung mit gegenseitigem Abstand voneinander fixiert ist. Jedes Leitungselement ist nur mit einem relativ kleinen Bereich seines Außenumfangs an dem Trägerband 13 fixiert.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um Leitungselemente des bereits genannten Typs Tri-Lead. Dabei handelt es sich um eine Art Koaxialkabel mit einem Innenleiter 17, der von einem Dielektrikum 19 konzentrisch umgeben ist. An zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Außenumfangs des Dielektrikums 19 verläuft je ein Drain-Draht 21. Das Dielektrikum 19 und die daran entlang laufenden Drain-Drähte 21 sind von einer metallischen oder metallisierten Schirmfolie 23 umgeben. Diese wiederum ist von einem Leitungsmantel 25 aus einem Kunststoffmaterial umhüllt. Die Drain-Drähte 21 stehen in elektrischem Kontakt mit der Schirmfolie 23. Sie sind vorgesehen, weil es leichter ist, nicht die Schirmfolie 23 sondern die Drain-Drähte 21 am Kabelende mit den Anschluß- oder Kontaktelementen eines elektrischen Verbinders zu verbinden.
  • Die gegenseitigen Abstände benachbarter Leitungselemente 15 sind mindestens so groß wie der Maximaldurchmesser eines einzigen Leitungselementes. Dies stellt sicher, daß das Trägerband 13 beliebig gefaltet werden kann, ohne daß dies von zu eng benachbarten Leitungselementen behindert wird.
  • Das Bandkabel 11 gemäß Fig. 1 kann als solches für Anwendungen verwendet werden, bei denen es auf die Weichheit und gute Faltbarkeit eines Bandkabels ankommt. Es eignet sich ganz besonders für die Verwürgung zu einem Rundkabel, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
  • Das in Fig. 2 im Querschnitt gezeigte Rundkabel enthält ein verwürgtes Bandkabel 11 mit einem Trägerband 13, auf dem eine Anzahl von Signalkabeln 27 in Form von Tri-Lead-Kabeln der in Fig. 1 gezeigten Art fixiert ist. Ein mittlerer Bereich des Trägerbandes 13 befindet sich in der Mitte zwischen den Signalkabeln 27. Ein äußerer Bereich des Trägerbandes 13 umschließt die Signalkabel 27. Das Bandkabel 11 ist von einem Binder 29 konzentrisch umgeben, mittels welchem das verwürgte Bandkabel in Rundform gehalten wird. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist der Binder 29 konzentrisch von einer Abschirmung 31 umgeben. Diese ist optional und besteht beispielsweise aus einem Schirmgeflecht oder einer Schirmfolie aus oder mit elektrisch leitendem Material. Die Abschirmung 31 ist wiederum von einem Binder 33 konzentrisch umgeben. Dieser ist von einem Mantel 35 aus Isolierstoff umhüllt. Auch der Mantel ist optional.
  • Als Material für das Trägerband wird, wie bereits erwähnt, in besonders bevorzugtem Maße expandiertes PTFE verwendet. Für die einzelnen Leiter und Lagen der Signalkabel 27, für die Binder 29, 33 und für die Abschirmung 31 und den Mantel 35 werden für diese Zwecke übliche und bekannte Materialien verwendet, die deswegen hier nicht aufgezählt zu werden brauchen.

Claims (16)

  1. Elektrisches Rundkabel mit mindestens einem zu Rundform verwürgten Bandkabel (11) mit mehreren mittels eines Trägers (13) bandförmig nebeneinander angeordneten elektrischen Leitungselementen (15; 27),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Träger durch ein weiches Trägerband (13) gebildet ist
    und daß die Leitungselemente (15; 27) auf mindestens einer Seite des Trägerbandes (13) mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet und lediglich über einen, relativ kleinen Bereich ihres Außenumfangs an dem Trägerband (13) fixiert sind.
  2. Elektrisches Rundkabel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Trägerband (13) textilartige Weichheit aufweist.
  3. Elektrisches Rundkabel nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband (13) mit expandiertem Polytetrafluorethylen (PTFE) aufgebaut ist.
  4. Rundkabel nach einem der Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Trägerband (13) mit Material aufgebaut ist, das ausgewählt ist aus der Materialgruppe massives PTFE, Polyester, Polyurethan, PVC, Elastomere, Silikone, Naturkautschuk, beschichtete Gewebe (Beschichtung mit einem der zuvor genannten Materialien) je in weicher Form.
  5. Rundkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in das Material des Trägerbandes (13) Partikel elektrisch leitenden oder elektrisch wirksamen Materials eingebettet sind.
  6. Rundkabel nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das elektrisch leitende Material je nach gewünschtem elektrischen Gesamtwiderstand des Trägermaterials mit einem Füllgrad im Bereich von etwa 20-70 Volumenprozent, vorzugsweise von etwa 40 Volumenprozent, in das Trägerbandmaterial eingebettet ist.
  7. Rundkabel nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß elektrisch leitendes Material eingebettet ist, das aus der Materialgruppe Kohlenstoff, Kupfer, Silber, Aluminium und Mumetall ausgewählt ist.
  8. Rundkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Trägerband (13) in Längsrichtung und/oder in Querrichtung der Leitungselemente (15; 27) nachgiebig ist.
  9. Rundkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Leitungselemente über einen Umfangsbereich von etwa 5% bis 40%, vorzugsweise etwa 20%, an dem Trägerband (13) fixiert sind.
  10. Rundkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Leitungselemente (15; 27) einen Mindestabstand voneinander haben, der mindestens so groß ist wie ihr größter Durchmesser.
  11. Rundkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Leitungselemente (15; 27) isolierte Drähte (17, 19; 27), Litzen, verdrillte Leiterpaare und/oder Koaxialkabel umfassen.
  12. Rundkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das zu Rundform verwürgte Bandkabel (11) mindestens von einem runden Außenmantel (35) umgeben ist.
  13. Rundkabel nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen dem zu Rundform verwürgten Bandkabel (11) und dem Außenmantel (35) mindestens ein elektrischer Schirm aus gewickeltem oder geflochtenem Draht oder einem elektrisch leitfähigen Metall- oder Kunststoffband angeordnet ist.
  14. Bandkabel mit mehreren mittels eines Trägers bandförmig parallel nebeneinander angeordneten elektrischen Leitungselementen (15),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Träger durch ein weiches Trägerband (13) gebildet ist
    und daß die Leitungselemente (15) auf mindestens einer Seite des Trägerbandes (13) mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet und lediglich über einen relativ kleinen Bereich ihres Außenumfangs an dem Trägerband (13) befestigt sind.
  15. Bandkabel nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Trägerband (13) wie bei dem Rundkabel nach einem der Ansprüche 2 bis 8 ausgebildet ist.
  16. Bandkabel nach Anspruch 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Leitungselemente (15) wie bei dem Rundkabel nach einem der Ansprüche 9 bis 11 ausgebildet sind.
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