EP2523275B1 - Geschirmtes Kabel und Vorrichtung zum Herstellen eines derartigen Kabels - Google Patents

Geschirmtes Kabel und Vorrichtung zum Herstellen eines derartigen Kabels Download PDF

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EP2523275B1
EP2523275B1 EP11003845.2A EP11003845A EP2523275B1 EP 2523275 B1 EP2523275 B1 EP 2523275B1 EP 11003845 A EP11003845 A EP 11003845A EP 2523275 B1 EP2523275 B1 EP 2523275B1
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EP
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sleeve
section
crimp
cable
crimping
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Oswald Mayer
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MD Elektronik GmbH
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MD Elektronik GmbH
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Publication date
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    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
    • H01R13/65912—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members for shielded multiconductor cable
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for forming connections by deformation, e.g. crimping tool
    • H01R43/058—Crimping mandrels
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/03—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections
    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables
    • H01R9/0518—Connection to outer conductor by crimping or by crimping ferrule

Definitions

  • a sectionally crimped-free shape of a sleeve half is to be understood in particular as meaning that the sleeve half in the relevant axial section is designed to be concave on the inside, so that there is a uniform pressing of the screen substantially without geometric disturbances. Alone the presence of press marks on the outside of the sleeve therefore can not justify that the relevant area of the sleeve should be seen as crimp-free.
  • RF signals are to be understood as signals which have been generated with the aid of high-frequency technology, that is also, for example, UHF or VHF signals.
  • this includes digital signals with a transmission rate greater than or equal to 10 Mbit / s.
  • the cable according to the invention can also be characterized in such a way that the sleeve has at least one crimping ridge within a first cross section in the first half of the sleeve and crimp-free in the second half of the sleeve and the sleeve is crimp-free within a second cross-section in the first half of the sleeve and in the second sleeve half has at least one Crimpgrat.
  • the cross sections are oriented orthogonally to the longitudinal axis and offset from one another in the direction of the longitudinal axis. In the case of a third section, this too can be considered as a third section.
  • the sleeve in the second section has a smaller diameter than in the first section. If the sleeve also has a third section, the second section may have the smallest diameter compared to the first and third sections. The second section with the smallest diameter may be arranged in the direction of the longitudinal axis between the first and third sections.
  • the sleeve is executed at least within the sections, ie in the region of the crimp, closed over its circumference, that is without an opening or slot. Consequently, then the sleeve encloses the screen in the radial direction completely.
  • the at least one crimp ridge in the first section has a greater axial extent than the at least one crimp ridge in the second section.
  • the crimp burrs are spaced apart from each other in a central angle about the longitudinal axis, which is smaller than 150 °, in particular smaller than 135 °.
  • centering angle is to be understood as meaning, in particular, a midpoint angle about a point on the longitudinal axis within the respective section in which the respective crimp burrs are located.
  • the outer side of the crimp-free sleeve half in the second section can be made continuously convex.
  • the outside of the crimp-free sleeve half in the first section can be made continuous convex.
  • the crimp-free sleeve halves can be designed to be round outside over a central angle of at least 180 °.
  • the cable has four wires that are twisted together on.
  • the cable can be constructed according to a SternVierer concept.
  • the cable in the first section and in the second section on an electrically conductive support bracket wherein the screen rests both radially inwardly and radially outwardly of the support bracket.
  • the screen may consist of a plurality of individual wires as a braided screen, so that the individual wires abut both radially inwardly and radially outwardly on the support bracket or with the support bracket are pressed.
  • the crimp-free sleeve halves are in particular designed such that they have an inner contour that run essentially parallel to the outer contour of the support bracket.
  • the crimping apparatus for making a cable having a screen, at least one wire radially inward of the screen and an electrically conductive sleeve having a longitudinal axis, the sleeve enclosing the screen and connected to the screen by crimping ,
  • the crimping device comprises two crimping dies. Each of the two crimping dies has a crimper as well as an anvil. The crimper and the anvil in each of the two crimping dies are offset with respect to the longitudinal axis.
  • the two crimping dies are arranged relative to one another in such a way that they mesh with one another such that in each case a crimper interacts with an anvil when the crimping dies are moved relative to one another with respect to the longitudinal axis of the sleeve.
  • the crimping device can be designed such that at least one of the crimping dies has a saddle intended for a plastic deformation of the sleeve, the contour of which runs along a partial circle line.
  • a partial circle line is to be understood as a line along a partial circle, that is to say along an open (not closed) circular line which extends over an angle of less than 360 °.
  • a crimping stamp comprises exactly one crimper and one anvil.
  • the crimping device may be constructed from two identical Crimpstkovn, wherein the first crimping can be arranged with respect to a point on the longitudinal axis of the sleeve point symmetrical to the other crimping die.
  • the two identical Crimpstempeln can thus be used to each other rotated about its vertical axis in the crimping device.
  • all crimpers of the crimping device and / or all anvils of the crimping device can be of identical construction.
  • the crimping device comprises two crimping dies, wherein one of the crimping dies has two crimpers and one anvil.
  • one of the crimping dies can have a crimper and two anvils.
  • the crimper and anvil of a crimping die are offset relative to one another with respect to the longitudinal axis and can engage in one another for the purpose of crimping or pressing the sleeve.
  • one of the crimping dies is designed such that an anvil is arranged between two crimping tools or a crimper between two anvils.
  • the crimping device has a crimping die, in which an anvil is arranged between two crimping tools and a crimping punch, in which a crimper is arranged between two anvils.
  • the order crimper - anvil along the longitudinal axis is designed such that in each case a crimper can interact with an anvil.
  • the crimping device can be configured such that at least one crimping die is designed such that the anvil and crimper represent different components or different crimping inserts, which in particular are releasably joined together.
  • at least one of the anvils or crimpers can then have a saddle intended for a plastic deformation of the sleeve, the contour of which extends over the entire thickness of the component parallel to the longitudinal axis.
  • the different components may have different thicknesses.
  • All components of the crimping device which serve as anvils, can each be designed with the same contour of the saddle.
  • all components of the crimping device, which serve as a crimper each be designed with the same contour of the saddle.
  • the invention makes it possible to increase the conductivity of the crimp connection or to reduce the contact resistance, which results in a better shielding effect.
  • the cables according to the invention are therefore insensitive to external electromagnetic radiation and also emit virtually no such radiation.
  • the crimp height can be set very fine, so that high quality cables can be produced with high reproducibility.
  • the crimp connection between the sleeve and the shield has an extremely high tensile strength.
  • FIG. 1 a one-piece electrically conductive sleeve 7 is shown, which was manufactured by means of a deep drawing process and comprises a coupling end 7.7, which is suitable for producing a plug connection with a further coupling part.
  • the sleeve 7 is designed in particular in the region which is provided for the subsequent crimping, substantially hollow cylindrical.
  • the sleeve 7 can be associated with a longitudinal axis L, which in the first approximation represents an axis of symmetry.
  • the sleeve 7 is closed at least in its hollow cylindrical tubular portion, so has no running over the entire length of the sleeve 7 slot.
  • a fitting 8 made of plastic is arranged by encapsulation.
  • a first crimping insert 10 which consists of a crimp 11 and an anvil 12.
  • the crimper 11 and the anvil 12 each have a saddle 11.1, 12. 1, which is intended for the plastic deformation of the sleeve 7.
  • the saddle 11.1, 12. 1 in the illustrated embodiment each have a contour which extends in accordance with a partial circle line.
  • the radius R of the contour or the partial circle line is dimensioned equal in the region of the saddle 11.1, 12.1 for the crimper 11 and the anvil 12.
  • the crimper 11 also includes two cheeks 11.2, 11.3, which are arranged opposite one another and serve as an inlet surface for the sleeve to be crimped 7.
  • the crimper 11 also includes two cheeks 11.2, 11.3, which are arranged opposite one another and serve as an inlet surface for the sleeve to be crimped 7.
  • the crimp 11 as the sum of the length of the contour of the saddle 11.1 and the cheeks 11.2, 11.3 a longer concave contour than the anvil 12, in which as a concave contour substantially only the contour of the saddle is 12.1.
  • the crimper 11 and the anvil 12 of the first crimping pair 10 have a thickness D of 2 mm.
  • a second crimping insert pair 20 is shown.
  • This also includes a crimper 21 and an anvil 22, respectively a saddle 21.1, 22. 1.
  • the radius r of the contour is dimensioned equal in size in the region of the saddle 21.1, 22. 1 for the crimper 21 and the anvil 22.
  • the crimping insert pair 20 differs from the crimping insert pair 10 FIG. 2 inter alia in that the radius r is slightly smaller than the corresponding radius R in the crimping pair 10 according to the FIG. 2a ,
  • the Crimp districttab 10 according to the FIG. 2b have the crimper 21 and the anvil 22 according to the FIG. 3b only a thickness d of 1 mm.
  • the crimper 21, as the sum of the length of the contour of the saddle 21.1 and the cheeks 21.2, 21.3, has a longer concave contour than the anvil 22, in which only the contour of the saddle 22.1 exists as a concave contour.
  • a third crimping insert pair 30 (FIG. FIG. 4b ), which also includes a crimp 31 and an anvil 32.
  • the two Crimp district spreade 10, 30 are made identical in the illustrated embodiment. Accordingly, the geometry of the crimping insert 31 corresponds to that of the crimping insert 11 according to FIGS FIGS. 2a, 2b and the geometry of the crimping insert 32 of that of the crimping insert 12 after FIGS. 2a, 2b ,
  • the three crimping pairs 10, 20, 30 will now be according to the FIGS. 4a and 4b into crimp punches 100, 200, so that the crimps 11, 21, 31 and the anvils 12, 22, 32 are offset relative to one another with respect to the longitudinal axis L.
  • the first crimping die 100 comprises the crimps 11 and 31 as well as the anvil 22.
  • the anvil 22 is arranged between the two crimping 11, 31.
  • the second crimping die 200 is associated with the anvils 12, 32 and the crimper 21.
  • the crimper 21 is located at the crimping die 200 between the two anvils 12, 32nd
  • 200 is a cable according to the FIGS. 5 to 8 getting produced.
  • the cable has centrally a filler 1 of insulating material around which four cores 2, which are each surrounded by an insulation 3, are arranged rotated.
  • a screen 4 Radially outside with respect to the wires 2 with the insulation 3 is a screen 4, here in the form of a shield braid.
  • the screen 4 is enclosed by the predominant cable length of an insulating jacket 6 ( FIG. 5 ).
  • Such cables are often referred to as a star quad.
  • the four wires 2 with their insulation 3 are twisted together, whereby a high crosstalk attenuation can be achieved.
  • the insulating jacket 6 is first removed in an end region of an electrical line so that the shield 4 is exposed in this end region.
  • an electrically conductive support clip 5, which has a slot 5.1 (FIG. FIG. 6 Pressed and the screen 4 is folded around the support bracket 5 around or everted.
  • the sleeve 7 according to the FIG. 1 pushed.
  • Such a sleeve 7 may also be referred to as outer conductor sleeve.
  • the outer diameter of the sleeve 7 is in the region where a crimping to be performed slightly larger than twice the radius R, r of the saddle 11.1, 12.1, 21.1, 22.1.
  • the cable thus produced has three circumferential sections I, II, III, which are axially offset relative to the direction of the longitudinal axis L of the sleeve 7.
  • the axial extent of each of the sections I, II, III results from the thickness D, d of the crimpers 11, 21, 31 and the anvils 12, 22, 32 (see FIGS. 7 and 8 ).
  • the sections I and III have an axial extent of 2 mm, while the middle section II has an axial extent of 1 mm.
  • the sections I, II, III can thus be interpreted geometrically as virtual slices with the thicknesses D and d and end faces, which are oriented orthogonal to the longitudinal axis L.
  • the sleeve 7 can be geometrically subdivided into two sleeve halves 7a, 7b, wherein a longitudinal section plane M, which in this case comes to lie centrally with respect to the sleeve 7, geometrically separates the two sleeve halves 7a, 7b.
  • the sleeve halves 7a, 7b thus have approximately the shape of pipe shells.
  • the longitudinal axis L lies on the longitudinal section plane M, so that consequently the longitudinal section plane M at the same time the plane of the drawing FIG. 7 and the FIG. 8 is.
  • the sleeve 7 encloses the shield 4, so that the shield 4 bears against the support clamp 5 both on the radially inner side of the support clamp 5 and on the radially outer side of the support clamp 5.
  • Crimping has produced crimp burrs 7.1 to 7.6 in the sleeve 7, so that the sleeve 7 within the first and third axial sections I, III in the first sleeve half 7a each have two crimp burrs 7.1, 7.2; 7.5, 7.6.
  • the sleeve 7 in the first and third axial section I, III crimpgratok configured, ie on the inside continuously concave, so that there was a uniform running largely without geometric disturbances pressing the screen.
  • the sleeve 7 is configured crimp-free within the second axial section II in the first sleeve half 7a and has two in the second half-sleeve 7b Crimp burrs 7.3, 7.4 up.
  • the crimp burrs 7.1, 7.2 in the first section I, the crimp burrs 7.3, 7.4 in the second section II and the crimp burrs 7.5, 7.6 in the third section III are spaced apart from each other at a central angle ⁇ about the longitudinal axis L.
  • the relevant central angle ⁇ is 120 ° here.
  • the central angle is to be understood as the midpoint angle about a point on the longitudinal axis L within the relevant section I, II, III.
  • the most important central angle is the shortest distance and not the complementary angle (in this case 240 °) with respect to the 360 ° circumference.
  • the sleeve half 7a is continuously convex on its outer side in the second section II and has there the radius r, while the sleeve half 7b in the first section I and in the third section III on its outside is designed to be continuously convex and in these sections I, III the Radius R has. Due to the special design of the crimp an excellent electrical connection between the screen 4 and the sleeve 7 is achieved. In addition, an increased mechanical tensile strength is observed.
  • the cable designed in this way is used, for example, in vehicles for the transmission of RF signals (high-frequency signals).
  • the cable for producing a so-called FAKRA connector FAKRA: aus Vietnamese-Automobil
  • the fitting 8 according to the FIGS. 1 and 5 serves for the positionally correct attachment of a secondary locking. Due to the high data transfer rates, z. B. 480 Mbit / s, occur in the cable high voltage frequencies, on the order of 40 MHz, for example. It has now been found that a corresponding cable in conventional construction in operation causes relatively high emission levels.
  • the high emission levels in the on-board electronics of a vehicle can cause disturbances, which must be avoided under all circumstances, especially in the case of safety-relevant functions of the on-board electronics.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein konfektioniertes geschirmtes Kabel, welches insbesondere einen Steckverbinder umfasst, zur Übertragung von HF-Signalen gemäß dem Anspruch 1.
  • Die betreffenden Kabel sind etwa in Kraftfahrzeugen oder Luftfahrzeugen einsetzbar und werden meist in großen Stückzahlen benötigt. Zur kostengünstigen Bereitstellung entsprechender Kabel sind ein einfacher Aufbau und eine einfache Konfektionierbarkeit von großer Bedeutung. Hinzu kommt, dass solche Kabel elektromagnetisch gut geschirmt sein müssen, damit keine abgestrahlten elektromagnetischen Wellen beispielsweise in der Bordelektronik des betreffenden Fahrzeugs Störungen verursachen können. Weiterhin müssen derartige Kabel so hergestellt sein, dass mit diesen Signale mit sehr hoher Frequenz übertragen werden können, wie dies zum Beispiel für eine qualitativ hochwertige Videosignalübertragung erforderlich ist.
  • Aus der DE 10 2007 047 436 A1 ist ein Kabel bekannt, welches eine geschirmte Bauweise aufweist. Dabei ist eine Crimpverbindung so ausgestaltet, dass diese eine so genannte Mittenaussparung aufweist.
  • In der EP 1 965 465 ist ein geschirmtes Kabel, gemäß des Oberbegriff des Anspruchs 1 gezeigt.
  • In der EP 0 328 234 A2 ist ein geschirmtes Kabel gezeigt, welches eine Crimpverbindung zwischen einer Hülse und einem Schirm aufweist, die für eine hohe elektromagnetische Abschirmung geeignet sein soll.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabel zu schaffen, welches überaus gut abgeschirmt ist, so dass die abgestrahlte elektromagnetische Leistung miniert ist, bzw. eine hohe EMV-Dichtigkeit gewährleistet ist. Weiterhin soll das Kabel dennoch mit vergleichsweise geringem Herstellungsaufwand fertigbar sein. Außerdem soll eine Crimpvorrichtung geschaffen werden, durch die derartige Kabel herstellbar sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Kabel zur Übertragung von HF-Signalen einen Schirm, zumindest eine Ader und eine elektrisch leitende Hülse. Die Hülse weist ihrerseits eine Längsachse auf und ist geometrisch betrachtet durch eine Längsschnittebene in eine erste geometrische Hülsenhälfte und eine zweite geometrische Hülsenhälfte unterteilbar. Weiterhin weist die Hülse einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei die Abschnitte in Richtung der Längsachse zueinander versetzt angeordnet sind. Die Hülse umschließt zudem den Schirm und ist mit dem Schirm durch eine Crimpung verbunden. Die Crimpung ist derart ausgebildet, dass die Hülse innerhalb des ersten Abschnitts in der ersten Hülsenhälfte zumindest einen Crimpgrat aufweist und in der zweiten Hülsenhälfte crimpgratfrei ausgestaltet ist. Gleichzeitig ist die Hülse innerhalb des zweiten Abschnitts in der ersten Hülsenhälfte crimpgratfrei ausgestaltet ist und weist in der zweiten Hülsenhälfte zumindest einen Crimpgrat auf.
  • Unter einer abschnittsweisen crimpgratfreien Gestalt einer Hülsenhälfte ist insbesondere zu verstehen, dass die Hülsenhälfte in dem betreffenden axialen Abschnitt innenseitig durchgehend konkav ausgestaltet ist, so dass dort eine gleichmäßige weitgehend ohne geometrische Störungen verlaufende Verpressung des Schirms erfolgt. Alleine das Vorhandensein von Pressmarken auf der Außenseite der Hülse kann daher nicht begründen, dass der betreffende Bereich der Hülse als crimpgratfrei zu sehen sei.
  • Unter HF-Signalen sind im folgenden Signale zu verstehen, die mit Hilfe von Hochfrequenz-Technik erzeugt wurden, also beispielsweise auch UHF- oder VHF-Signale. Insbesondere zählen hierzu auch digitale Signale mit einer Übertragungsrate größer gleich 10 MBit/s.
  • Mit Vorteil weist die Hülse einen dritten Abschnitt auf, der gegenüber dem ersten und zweiten Abschnitt in Richtung der Längsachse versetzt angeordnet ist. Dabei weist die Hülse innerhalb des dritten Abschnitts in der ersten Hülsenhälfte zumindest einen Crimpgrat auf und ist in der zweiten Hülsenhälfte crimpgratfrei ausgestaltet.
  • Aus rein geometrischer Sicht kann das erfindungsgemäße Kabel auch so charakterisiert werden, dass die Hülse innerhalb eines ersten Querschnitts in der ersten Hülsenhälfte zumindest einen Crimpgrat aufweist und in der zweiten Hülsenhälfte crimpgratfrei ausgestaltet ist und die Hülse innerhalb eines zweiten Querschnitts in der ersten Hülsenhälfte crimpgratfrei ausgestaltet ist und in der zweiten Hülsenhälfte zumindest einen Crimpgrat aufweist. Die Querschnitte sind orthogonal zur Längsachse orientiert und in Richtung der Längsachse zueinander versetzt angeordnet. Für den Fall, dass ein dritter Abschnitt vorliegt, kann auch dieser als ein dritter Querschnitt angesehen werden.
  • Die axiale Ausdehnung eines Abschnitts ergibt sich aus der Länge der Crimpgrate, so dass ein Abschnitt so lange ist wie sein längster Crimpgrat. Üblicherweise sind alle Crimpgrate in einem Abschnitt gleich lang. Die Abschnitte grenzen mit Vorteil unmittelbar aneinander, so dass über den gesamten Crimpbereich hinweg stets ein Crimpgrat in einer der Hülsenhälften vorliegt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Hülse im zweiten Abschnitt einen kleineren Durchmesser auf als im ersten Abschnitt. Sofern die Hülse auch einen dritten Abschnitt aufweist, kann der zweite Abschnitt den kleinsten Durchmesser im Vergleich zum ersten und dritten Abschnitt aufweisen. Der zweite Abschnitt mit dem kleinsten Durchmesser kann in Richtung der Längsachse zwischen dem ersten und dritten Abschnitt angeordnet sein.
  • Mit Vorteil ist die Hülse zumindest innerhalb der Abschnitte, also im Bereich der Crimpung, über ihren Umfang geschlossen ausgeführt, das heißt ohne eine Öffnung oder Schlitz. Folglich umschließt dann die Hülse den Schirm in radialer Richtung vollständig.
  • In vorteilhafter Bauweise weist der zumindest eine Crimpgrat im ersten Abschnitt eine größere axiale Ausdehnung auf als der zumindest eine Crimpgrat im zweiten Abschnitt.
  • Mit Vorteil sind die Crimpgrate in einem Zentriwinkel um die Längsachse voneinander beabstandet, der kleiner als 150°, insbesondere kleiner als 135°, ist. Unter Zentriwinkel ist im Folgenden insbesondere ein Mittelpunktswinkel um einen Punkt auf der Längsachse innerhalb des jeweiligen Abschnitts zu verstehen, in dem sich die betreffenden Crimpgrate befinden.
  • Weiterhin kann die Außenseite der crimpgratfreien Hülsenhälfte im zweiten Abschnitt durchgehend konvex ausgestaltet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Außenseite der crimpgratfreien Hülsenhälfte im ersten Abschnitt durchgehend konvex ausgestaltet sein. Insbesondere können die crimpgratfreien Hülsenhälften über einen Zentriwinkel von mindestens 180°außen rund ausgestaltet sein.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Kabel vier Adern, die miteinander verdrillt sind, auf. Insbesondere kann das Kabel nach einem SternVierer-Konzept aufgebaut sein.
  • Vorteilhafterweise weist das Kabel im ersten Abschnitt als auch im zweiten Abschnitt eine elektrisch leitende Stützschelle auf, wobei der Schirm sowohl radial innen als auch radial außen an der Stützschelle anliegt. Dieses beidseitige Anliegen kann durch Umschlagen des Schirms vor dem Crimpen erreicht werden. Der Schirm kann als ein Schirmgeflecht aus einer Vielzahl von Einzeldrähten bestehen, so dass die Einzeldrähte sowohl radial innen als auch radial außen an der Stützschelle anliegen bzw. mit der Stützschelle verpresst sind. Die crimpgratfreien Hülsenhälften sind insbesondere so ausgestaltet, dass diese eine Innenkontur aufweisen, die im Wesentlichen parallel zur Außenkontur der Stützschelle verlaufen.
  • Es wird auch auch eine Crimpvorrichtung zur Herstellung eines Kabels beschrieben, welches einen Schirm, zumindest eine bezüglich des Schirms radial innen liegende Ader und eine elektrisch leitende Hülse mit einer Längsachse aufweist, wobei die Hülse den Schirm umschließt und mit dem Schirm durch eine Crimpung verbunden ist. Die Crimpvorrichtung umfasst zwei Crimpstempel. Jeder der zwei Crimpstempel weist einen Crimper als auch einen Amboss auf. Der Crimper und der Amboss bei jedem der zwei Crimpstempel sind bezüglich der Längsachse versetzt zueinander angeordnet. Zur Crimpung der Hülse sind die beiden Crimpstempel derart zueinander angeordnet, dass diese so ineinandergreifen, dass jeweils ein Crimper mit einem Amboss zusammenwirkt, wenn die Crimpstempel zur Längsachse der Hülse hin relativ zueinander verfahren werden.
  • Die Crimpvorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass zumindest einer der Crimpstempel einen für eine plastische Verformung der Hülse bestimmten Sattel aufweist, dessen Kontur gemäß einer Teilkreislinie verläuft. Als Teilkreislinie ist ein Line entlang eines Teilkreises zu verstehen, also entlang einer offenen (nicht geschlossenen) Kreislinie, die sich über einen Winkel von weniger als 360° erstreckt.
  • Im einfachsten Fall umfasst ein Crimpstempel genau einen Crimper und einen Amboss. Die Crimpvorrichtung kann aus zwei baugleichen Crimpstempeln aufgebaut sein, wobei der erste Crimpstempel bezüglich eines Punktes auf der Längsachse der Hülse punktsymmetrisch zu dem anderen Crimpstempel angeordnet werden kann. Die zwei baugleichen Crimpstempeln können also zueinander um ihre Hochachse gedreht in der Crimpvorrichtung eingesetzt werden. Weiterhin können sämtliche Crimper der Crimpvorrichtung und / oder sämtliche Ambosse der Crimpvorrichtung baugleich ausgestaltet sein.
  • Mit Vorteil umfasst die Crimpvorrichtung zwei Crimpstempel, wobei einer der Crimpstempel zwei Crimper und einen Amboss aufweist. Alternativ oder ergänzend kann einer der Crimpstempel einen Crimper und zwei Ambosse aufweisen. Dabei sind jeweils Crimper und Amboss eines Crimpstempels bezüglich der Längsachse versetzt zueinander angeordnet und können zum Zwecke der Crimpung bzw. Verpressung der Hülse ineinander greifen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Crimpvorrichtung ist einer der Crimpstempel so ausgestaltet dass zwischen zwei Crimpern ein Amboss angeordnet ist oder zwischen zwei Ambossen ein Crimper. Mit Vorteil weist die Crimpvorrichtung einen Crimpstempel auf, bei dem zwischen zwei Crimpern ein Amboss angeordnet ist und einen Crimpstempel, bei dem zwischen zwei Ambossen ein Crimper angeordnet ist. Die Reihenfolge Crimper - Amboss entlang der Längsachse ist derart ausgestaltet, dass jeweils ein Crimper mit einem Amboss zusammenwirken kann.
  • Die Crimpvorrichtung kann so konfiguriert sein, dass zumindest ein Crimpstempel derart ausgestaltet ist, dass Amboss und Crimper unterschiedliche Bauteile bzw. unterschiedliche Crimpeinsätze darstellen, welche insbesondere lösbar zueinander zusammengefügt sind. Mit Vorteil können dann zumindest einer der Ambosse oder Crimper einen für eine plastische Verformung der Hülse bestimmten Sattel aufweisen, dessen Kontur über der gesamten Dicke des Bauteils parallel zur Längsachse verläuft. Die unterschiedlichen Bauteile können unterschiedliche Dicken aufweisen.
  • Alle Bauteile der Crimpvorrichtung, welche als Ambosse dienen, können jeweils mit der gleichen Kontur des Sattels ausgeführt sein. Ebenso können alle Bauteile der Crimpvorrichtung, welche als Crimper dienen, jeweils mit der gleichen Kontur des Sattels ausgeführt sein.
  • Durch die Erfindung ist es möglich die Leitfähigkeit der Crimpverbindung zu erhöhen bzw. den Übergangswiderstand zu reduzieren, was eine bessere Schirmwirkung zur Folge hat. Die erfindungsgemäßen Kabel sind daher unempfindlich gegenüber äußeren elektromagnetischen Strahlungen und emittieren auch praktisch keine derartige Strahlung. Weiterhin kann bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Kabels die Crimphöhe sehr fein eingestellt werden, so dass mit hoher Reproduzierbarkeit qualitativ hochwertige Kabel erzeugt werden können.
  • Zudem weist die Crimpverbindung zwischen Hülse und Schirm eine überaus hohe Zugbelastbarkeit auf.
  • Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den abhängigen Ansprüchen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Kabels ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Figuren.
  • Es zeigen die
    • Figur 1
    eine Schnittansicht entlang einer Längsschnittebene durch eine Hülse für ein geschirmtes Kabel vor der Verarbeitung,
    Figur 2a
    ein erstes Crimpeinsatzpaar zur Herstellung des geschirmten Kabels in einer Draufsicht,
    Figur 3a
    ein zweites Crimpeinsatzpaar zur Herstellung des geschirmten Kabels in einer Draufsicht,
    Figur 3b
    eine Schnittansicht des zweiten Crimpeinsatzpaars,
    Figur 4a
    ein montierter Crimpstempel zur Herstellung des geschirmten Kabels in einer Draufsicht,
    Figur 4b
    eine perspektivische Ansicht des montierten Crimpstempels,
    Figur 5
    eine Seitenansicht des Endbereiches des Kabels,
    Figur 6
    eine vergrößerte Schnittansicht entlang einer Querschnittebene X-X durch das Kabel,
    Figur 7
    eine vergrößerte Detailansicht auf eine Hülsenhälfte des Kabels,
    Figur 8
    eine vergrößerte Detailansicht auf die andere Hülsenhälfte des Kabels.
  • In der Figur 1 ist eine einstückige elektrisch leitende Hülse 7 gezeigt, die mit Hilfe eines Tiefziehprozesses gefertigt wurde und ein Kupplungsende 7.7 umfasst, das zur Herstellung einer Steckverbindung mit einem weiteren Kupplungsteil geeignet ist. Die Hülse 7 ist insbesondere in demjenigen Bereich, welcher für die spätere Crimpung vorgesehen ist, im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet. Der Hülse 7 kann eine Längsachse L, die in erster Näherung eine Symmetrieachse darstellt, zugeordnet werden. Im Übrigen ist die Hülse 7 zumindest in ihrem hohlzylindrischen rohrförmigen Bereich geschlossen, weist also keinen über die gesamte Länge der Hülse 7 verlaufenden Schlitz auf. An der Hülse 7 ist durch Umspritzung ein Passstück 8 aus Kunststoff angeordnet. Durch in den Figuren nicht näher dargestellte Aufnahmedornen wird ein formschlüssiger lagerichtiger Sitz zwischen dem Passstück 8 und der Hülse 7 erreicht.
  • In den Figuren 2a und 2b ist ein erstes Crimpeinsatzpaar 10 gezeigt, welches aus einem Crimper 11 und einem Amboss 12 besteht. Der Crimper 11 und der Amboss 12 weisen jeweils einen Sattel 11.1, 12. 1 auf, der für die plastische Verformung der Hülse 7 bestimmt ist. Die Sattel 11.1, 12. 1 haben im vorgestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Kontur, die gemäß einer Teilkreislinie verläuft. Der Radius R der Kontur bzw. der Teilkreislinie ist im Bereich des Sattels 11.1, 12. 1 für den Crimper 11 und den Amboss 12 gleich groß bemessen. Der Crimper 11 umfasst zudem zwei Wangen 11.2, 11.3, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind und als Einlauffläche für die zu crimpende Hülse 7 dienen. Wie aus der Figur 2a ersichtlich, weist also der Crimper 11 als Summe der Länge der Kontur des Sattels 11.1 und der Wangen 11.2, 11.3 eine längere konkave Kontur auf als der Amboss 12, bei dem als konkave Kontur im Wesentlichen nur die Kontur des Sattels 12. 1 vorliegt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel haben der Crimper 11 und der Amboss 12 des ersten Crimpeinsatzpaars 10 eine Dicke D von 2 mm.
  • In den Figuren 3a und 3b ist ein zweites Crimpeinsatzpaar 20 dargestellt. Dieses umfasst ebenfalls einen Crimper 21 und einen Amboss 22 mit jeweils einem Sattel 21.1, 22. 1. Der Radius r der Kontur ist jeweils im Bereich des Sattels 21.1, 22. 1 für den Crimper 21 und den Amboss 22 gleich groß dimensioniert. Das Crimpeinsatzpaar 20 unterscheidet sich vom Crimpeinsatzpaar 10 nach Figur 2 unter anderem dadurch, dass der Radius r geringfügig kleiner ist als der entsprechende Radius R beim Crimpeinsatzpaar 10 gemäß der Figur 2a. Im Unterschied zum Crimpeinsatzpaar 10 gemäß der Figur 2b haben der Crimper 21 und der Amboss 22 gemäß der Figur 3b nur eine Dicke d von 1 mm. Der Crimper 21 weist als Summe der Länge der Kontur des Sattels 21.1 und der Wangen 21.2, 21.3 eine längere konkave Kontur auf als der Amboss 22, bei dem als konkave Kontur im Wesentlichen nur die Kontur des Sattels 22. 1 vorliegt.
  • Weiterhin wird im vorgestellten Ausführungsbeispiel ein drittes Crimpeinsatzpaar 30 (Figur 4b) verwendet, welches auch einen Crimper 31 und einen Amboss 32 umfasst. Die beiden Crimpeinsatzpaare 10, 30 sind im vorgestellten Ausführungsbeispiel baugleich hergestellt. Demgemäß entspricht die Geometrie des Crimpeinsatzes 31 derjenigen des Crimpeinsatzes 11 nach den Figuren 2a, 2b und die Geometrie des Crimpeinsatzes 32 derjenigen des Crimpeinsatzes 12 nach den Figuren 2a, 2b.
  • Die für die plastische Verformung der Hülse 7 bestimmten Sattel 11.1, 12.1, 21.1, 22.1 der sechs Crimpeinsätze 11, 12, 21, 22, 31, 32 weisen über deren gesamten Dicke D, d eine Kontur auf, die parallel zur Längsachse L verläuft. Entsprechend haben die Crimper 11, 21, 31 sowie die Ambosse 12, 22, 32 im Bereich der Sattel 11.1, 12.1, 21.1, 22.1 in Richtung der Längsachse L kein Profil.
  • Die drei Crimpeinsatzpaare 10, 20, 30 werden nun gemäß den Figuren 4a und 4b zu Crimpstempeln 100, 200 sandwichartig zusammengefügt, so dass die Crimper 11, 21, 31 und die Ambosse 12, 22, 32 bezüglich der Längsachse L versetzt zueinander angeordnet sind. Der erste Crimpstempel 100 umfasst die Crimper 11 und 31 sowie den Amboss 22. Dabei ist beim ersten Crimpstempel 100 der Amboss 22 zwischen den zwei Crimpern 11, 31 angeordnet. Dem zweiten Crimpstempel 200 sind die Ambosse 12, 32 zugeordnet und der Crimper 21. Der Crimper 21 liegt beim Crimpstempel 200 zwischen den zwei Ambossen 12, 32.
  • Mit Hilfe der in den Figuren 4a und 4b gezeigten Crimpstempel 100, 200 soll ein Kabel gemäß den Figuren 5 bis 8 hergestellt werden. Das Kabel weist zentral einen Füller 1 aus isolierendem Material auf, um den herum vier Adern 2, welche jeweils von einer Isolierung 3 umgeben sind, gedreht angeordnet sind. Radial außerhalb bezüglich der Adern 2 mit den Isolierungen 3 befindet sich ein Schirm 4, hier in Form eines Schirmgeflechts. Der Schirm 4 wird über die überwiegende Kabellänge von einem isolierenden Mantel 6 umschlossen (Figur 5). Derartige Kabel werden häufig als Sternvierer bezeichnet. Die vier Adern 2 mit ihren Isolierungen 3 sind miteinander verdrillt, wodurch eine hohe Übersprechdämpfung erreichbar ist.
  • Im Zuge der Konfektionierung des Kabels wird zunächst in einem Endbereich einer elektrischen Leitung der isolierende Mantel 6 entfernt, so dass in diesem Endbereich der Schirm 4 freigelegt ist. Als nächstes wird dann um den Schirm 4 eine elektrisch leitfähige Stützschelle 5, die einen Schlitz 5.1 aufweist (Figur 6) gepresst und der Schirm 4 um die Stützschelle 5 herum umgeschlagen bzw. umgestülpt. Auf den umgeschlagenen Schirm 4 wird sodann die Hülse 7 gemäß der Figur 1 geschoben. Eine derartige Hülse 7 kann auch als Außenleiterhülse bezeichnet werden. Der Außendurchmesser der Hülse 7 ist in dem Bereich, wo eine Crimpung durchgeführt werden soll etwas größer als der doppelte Radius R, r der Sattel 11.1, 12.1, 21.1, 22.1.
  • Durch einen Crimpprozess wird darauffolgend ein elektrischer und mechanischer Verbund zwischen der Hülse 7 und dem Schirm 4 erzeugt. Zu diesem Zweck wird die am Kabel befindliche Hülse 7 zwischen die Crimpstempel 100, 200 gelegt. Der in der Figur 4b dargestellte Crimpstempel 100 wird nun zum zweiten Crimpstempel 200 hin bewegt, bis der hohlzylindrische Teil der Hülse 7 gegen den Schirm 4 in gewünschtem Maße verpresst ist.
  • Das so erzeugte Kabel weist im Bereich der Hülse 7 drei, bezogen auf die Richtung der Längsachse L der Hülse 7, axial versetzt angeordnete umlaufende Abschnitte I, II, III auf. Die axiale Ausdehnung jedes der Abschnitte I, II, III ergibt sich aus der Dicke D, d der Crimper 11, 21, 31 bzw. der Ambosse 12, 22, 32 (siehe Figuren 7 und 8). Im vorgestellten Ausführungsbeispiel weisen demnach die Abschnitte I und III eine axiale Ausdehnung von 2 mm auf, während der mittlere Abschnitt II eine axiale Ausdehnung von 1 mm hat. Die Abschnitte I, II, III können also geometrisch als virtuelle Scheiben aufgefasst werden mit den Dicken D bzw. d und Stirnseiten, die orthogonal zur Längsachse L orientiert sind.
  • Die Hülse 7 kann geometrisch in zwei Hülsenhälften 7a, 7b unterteilt werden, wobei eine Längsschnittebene M, die hier bezüglich der Hülse 7 mittig zu liegen kommt, die beiden Hülsenhälften 7a, 7b geometrisch trennt. Die Hülsenhälften 7a, 7b haben also in etwa die Form von Rohrhalbschalen. Entsprechend liegt, geometrisch betrachtet, die Längsachse L auf der Längsschnittebene M, so dass folglich die Längsschnittebene M gleichzeitig die Zeichenebene der Figur 7 und der Figur 8 ist.
  • Im konfektionierten Kabel umschließt die Hülse 7 den Schirm 4, so dass der Schirm 4 sowohl an der radial innen liegenden Seite der Stützschelle 5 als auch an der radial außen liegenden Seite der Stützschelle 5 an der Stützschelle 5 anliegt.
  • Aufgrund des etwas kleineren Radius r der Sattel 22.1, 22.2 des zweiten Crimpeinsatzpaars 20 entsteht eine Einschnürung im zweiten Abschnitt 11, bzw. weist die gecrimpte Hülse 7 im zweiten Abschnitt II einen geringeren Durchmesser auf.
  • Durch die Crimpung sind in der Hülse 7 Crimpgrate 7.1 bis 7.6 entstanden, so dass die Hülse 7 innerhalb des ersten und dritten axialen Abschnitts I, III in der ersten Hülsenhälfte 7a je zwei Crimpgrate 7.1, 7.2; 7.5, 7.6 aufweist. In der zweiten Hülsenhälfte 7b ist die Hülse 7 im ersten und dritten axialen Abschnitt I, III crimpgratfrei ausgestaltet, also innenseitig durchgehend konkav, so dass dort eine gleichmäßige weitgehend ohne geometrische Störungen verlaufende Verpressung des Schirms erfolgte. Fernerhin ist die Hülse 7 innerhalb des zweiten axialen Abschnitts II in der ersten Hülsenhälfte 7a crimpgratfrei ausgestaltet und weist in der zweiten Hülsenhälfte 7b zwei Crimpgrate 7.3, 7.4 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Crimpgrate 7.1, 7.2 im ersten Abschnitt I, die Crimpgrate 7.3, 7.4 im zweiten Abschnitt II und die Crimpgrate 7.5, 7.6 im dritten Abschnitt III jeweils in einem Zentriwinkel β um die Längsachse L voneinander beabstandet. Der betreffende Zentriwinkel β beträgt hier 120°. Als Zentriwinkel ist der Mittelpunktswinkel um einen Punkt auf der Längsachse L innerhalb des betreffenden Abschnittes I, II, III zu verstehen. Als maßgeblicher Zentriwinkel kommt selbstredend der kürzeste Abstand in Betracht und nicht etwa der komplementäre Winkel (hier 240°) bezüglich des 360°-Umfangs. Die Hülsenhälfte 7a ist an ihrer Außenseite im zweiten Abschnitt II durchgehend konvex ausgestaltet und weist dort den Radius r auf, während die Hülsenhälfte 7b im ersten Abschnitt I und im dritten Abschnitt III an ihrer Außenseite durchgehend konvex ausgestaltet ist und in diesen Abschnitten I, III den Radius R hat. Durch die spezielle Ausgestaltung der Crimpung wird eine hervorragende elektrische Verbindung zwischen dem Schirm 4 und der Hülse 7 erreicht. Zudem ist auch eine erhöhte mechanische Zugbelastbarkeit festzustellen.
  • Das so ausgestaltete Kabel dient etwa in Fahrzeugen zur Übertragung von HF-Signalen (Hochfrequenz-Signalen). Insbesondere kann das Kabel zur Herstellung einen so genannten FAKRA-Steckverbindung (FAKRA: Fachkreis-Automobil) verwendet werden, wobei das Passstück 8 gemäß den Figuren 1 und 5 zur positionsrichtigen Befestigung einer Sekundärverriegelung dient. Bedingt durch die hohen Datenübertragungsraten, z. B. 480 Mbit/s, treten im Kabel hohe Spannungs-Frequenzen, in der Größenordnung von beispielsweise 40 MHz auf. Es hat sich nun gezeigt, dass ein entsprechendes Kabel in herkömmlicher Bauweise im Betrieb relativ hohe Abstrahlpegel verursacht. Insbesondere können die hohen Abstrahlpegel in der Bordelektronik eines Fahrzeugs Störungen auslösen, was insbesondere bei sicherheitsrelevanten Funktionen der Bordelektronik unter allen Umständen vermieden werden muss. Durch die nun entwickelte Bauweise des Kabels wird eine überaus gute EMV-Dichtigkeit erreicht, so dass Abstrahlpegel des Kabels im Bereich des Steckverbinders, bzw. der Hülse 7 stark reduziert sind.

Claims (8)

  1. Kabel zur Übertragung von HF-Signalen, umfassend einen Schirm (4), zumindest eine Ader (2) und eine elektrisch leitende Hülse (7), wobei die Hülse (7) eine Längsachse (L) aufweist und
    geometrisch durch eine Längsschnittebene (M) in eine erste geometrische Hülsenhälfte (7a) und eine zweite geometrische Hülsenhälfte (7b) unterteilbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (7) weiterhin
    einen ersten Abschnitt (I) und einen zweiten Abschnitt (II) aufweist, wobei die Abschnitte (I, II) zueinander in Richtung der Längsachse (L) versetzt angeordnet sind,
    wobei weiterhin die Hülse (7) den Schirm (4) umschließt, und die Hülse (7) mit diesem durch eine Crimpung derart verbunden ist, dass die Hülse (7)
    innerhalb des ersten Abschnitts (I) in der ersten Hülsenhälfte (7a) zumindest einen Crimpgrat (7.1, 7.2) aufweist und in der zweiten Hülsenhälfte (7b) crimpgratfrei ausgestaltet ist, sowie
    innerhalb des zweiten Abschnitts (II) in der ersten Hülsenhälfte (7a) crimpgratfrei ausgestaltet ist und in der zweiten Hülsenhälfte (7b) zumindest einen Crimpgrat (7.3, 7.4) aufweist.
  2. Kabel gemäß dem Anspruch 1, wobei
    die Hülse (7) einen dritten Abschnitt (III) aufweist, der gegenüber dem zweiten Abschnitt (II) in Richtung der Längsachse (L) versetzt angeordnet ist und
    die Hülse (7) innerhalb des dritten Abschnitts (III) in der ersten Hülsenhälfte (7a) zumindest einen Crimpgrat (7.5, 7.6) aufweist und in der zweiten Hülsenhälfte (7b) crimpgratfrei ausgestaltet ist.
  3. Kabel gemäß dem Anspruch 1 oder 2, wobei die Hülse (7) im zweiten Abschnitt (II) einen kleineren Durchmesser aufweist als im ersten Abschnitt (I).
  4. Kabel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Crimpgrat (7.1, 7.2) im ersten Abschnitt (I) eine größere axiale Ausdehnung aufweist als der zumindest eine Crimpgrat (7.3, 7.4) im zweiten Abschnitt (II).
  5. Kabel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Crimpgrate (7.1, 7.2, 7.3, 7.4) in einem Zentriwinkel (β) um die Längsachse (L) voneinander beabstandet sind, der kleiner als 150°, insbesondere kleiner als 135°, ist.
  6. Kabel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenseite der crimpgratfreien Hülsenhälfte (7a) im zweiten Abschnitt (II) und / oder die Außenseite der crimpgratfreien Hülsenhälfte (7b) im ersten Abschnitt (I) durchgehend konvex ausgestaltet ist.
  7. Kabel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kabel vier Adern (2), die miteinander verdrillt sind, aufweist.
  8. Kabel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kabel im ersten Abschnitt (I) als auch im zweiten Abschnitt (II) eine elektrisch leitende Stützschelle (5) aufweist, wobei der Schirm (4) sowohl radial innen als auch radial außen an der Stützschelle (5) anliegt.
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