EP3958280A1 - Coaxial cable - Google Patents
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- EP3958280A1 EP3958280A1 EP20191614.5A EP20191614A EP3958280A1 EP 3958280 A1 EP3958280 A1 EP 3958280A1 EP 20191614 A EP20191614 A EP 20191614A EP 3958280 A1 EP3958280 A1 EP 3958280A1
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- H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
- H01B11/1808—Construction of the conductors
- H01B11/1821—Co-axial cables with at least one wire-wound conductor
Definitions
- Coaxial cables are generally understood to mean cables with cable structures in which an inner conductor and at least one outer conductor surrounding the inner conductor in cross section on the outside are provided, with an inner insulating layer electrically insulating the inner conductor from the outer conductor.
- cables generally also comprise an insulating cable jacket, which preferably represents the outermost layer of the cable, which cable jacket isolates the interior of the cable from the environment and is usually made of a plastic or an elastomer.
- a disadvantage of the cables according to the prior art is that contacting the outer conductor can only be achieved with great effort if the outer conductor is detached from the inner conductor. Furthermore, there are disadvantages, especially with large nominal cross sections, in the dissipation of heat generated in the inner conductor during operation and with regard to the ease with which the cable can be laid.
- the inner conductor and the ring-shaped outer conductor are arranged coaxially, i.e. the cable axis forms the axis of symmetry of the inner conductor and outer conductor
- the inner conductor is arranged eccentrically to the cable axis, which runs through a center point of the cross section. This eccentric arrangement of the inner conductor is achieved by dividing the individual wires of the outer conductor into at least three separate sector bundles, which are dimensioned such that a conductor axis of the inner conductor arranged inside the sector bundle is offset relative to the cable axis.
- Such a dimensioning according to the invention can be achieved, for example, by varying the number of individual wires and/or the number of layers of the individual wires in the radial direction and/or the diameter of the individual wires of the sector bundles. These are preferably of different sizes for at least three sector bundles. If several layers of individual wires are provided in a sector bundle, the number of individual wires per layer can also vary. Depending on the relative position of a sector bundle in relation to the cross section and the total number of sector bundles, different sector bundles can also be constructed in the same way.
- the sector bundles are designed in such a way that they take up different proportions of the cross-sectional area of the outer conductor.
- a sector bundle running in the area of the smallest distance between the inner conductor and cable sheath can take up the smallest proportion of the cross-sectional area in terms of area
- a sector bundle running in the area of the greatest distance between the inner conductor and cable jacket can take up the largest proportion of the cross-sectional area in terms of area.
- a coaxial cable with an eccentric inner conductor is particularly easy to produce if the insulated inner conductor is stranded with the sector bundles.
- the sector bundles are wound around the insulated inner conductor using a stranding machine and/or corresponding components of a stranding system, with the stranding also moving the center of the eccentric inner conductor in relation to the cable axis on a helical path.
- the position of the inner conductor changes relative to the cable axis as viewed in cross-section cutting plane to cutting plane.
- a further embodiment variant of the invention therefore provides that the inner conductor and the sector bundles of the outer conductor are stranded together.
- the direction-dependent bending resistance can be reduced by the eccentric course of the inner conductor and the use of sector bundles as the outer conductor, so that easier laying can be achieved.
- Another positive effect of the coaxial cable is that additional electromagnetic shielding is not absolutely necessary, especially if one of the conductors is designed as a positive conductor and the other conductor as a negative conductor of a DC HV system.
- a further embodiment of the coaxial cable according to the invention provides that the number and/or the diameter of the individual wires of any sector bundle is different from the number and/or the diameters of the individual wires of a sector bundle adjoining any sector bundle.
- the number of layers of the individual wires is different, with it, in particular for the purposes of Manufacturing has proven to be advantageous when the number of layers is the same.
- the eccentricity of the inner conductor can be adjusted particularly easily due to the different number of individual wires and/or the different diameters of the individual wires in adjacent sector bundles.
- a sector bundle running in the area of the smallest distance between the inner conductor and the cable sheath can comprise a larger number of individual wires with smaller diameters than the radially adjoining sector bundle.
- the number of sector bundles is even, preferably four, six, eight or ten, with more sector bundles also being possible, depending on the diameter of the coaxial cable.
- This enables a simpler geometric design of the cross-section of the coaxial cable.
- the stranding of the inner conductor and sector bundle can also be accomplished more easily if the number of sector bundles is even.
- a further embodiment variant of the invention therefore provides that the number of sector bundles is even and the individual wires of the outer conductor are divided into at least four, preferably at least six or at least eight, sector bundles.
- a preferred embodiment of the invention provides that exactly four sector bundles are provided.
- the sector bundles are designed as pairs of sector bundles that lie opposite one another within the cross-sectional area and correspond to one another, with a nominal cross-section of any pair of sector bundles between 25% and 175%, preferably between 50 and 150%, in particular between 75% and 125% of an average nominal cross-section of all pairs of sector bundles.
- the nominal cross-section of a sector bundle is understood to be the sum of the cross-sectional areas of the individual wires of the sector bundle, while the nominal cross-section of the pair of sector bundles corresponds to the sum of the nominal cross-sections of the two sector bundles.
- the average nominal cross section of all pairs of sector bundles can be calculated as the arithmetic, geometric or harmonic mean of the nominal cross sections of all pairs of sector bundles.
- the outer surfaces of the sector bundles are decisive for the outer shape of the outer conductor.
- the sector bundles are dimensioned in a further embodiment such that an enveloping surface of the outer conductor essentially corresponds to a cylinder with a circular cross-sectional area.
- this dimensioning can be achieved by varying the number of individual wires per sector bundle and/or the number of layers of the individual wires in the radial direction per sector bundle and/or the diameter of the individual wires of a sector bundle .
- the previously mentioned cylindrical shape of the enveloping surface is preferably achieved by appropriate dimensioning of the sector bundles in combination with the stranding.
- the individual wires of the sector bundles are arranged in one or more layers depending on a nominal cross section of the outer conductor.
- the sector bundles are designed in one layer for small nominal cross sections and in multiple layers for larger nominal cross sections.
- a further embodiment variant of the invention provides that a cable foil or a metal foil or a composite foil is arranged between the outer conductor and the cable sheath.
- a metal foil for example an aluminum foil, and/or a composite foil can also improve the electromagnetic shielding properties of the coaxial cable
- a cable foil in particular made of plastic, can contribute to easier production and/or removal of the cable jacket on or from the outer conductor.
- a high degree of optical coverage of the outer conductor is advantageous in particular for the electromagnetic shielding properties of the outer conductor and possibly for the most precise possible approximation of the cylindrical enveloping surface.
- a further embodiment variant of the coaxial cable according to the invention therefore provides that the degree of coverage of the outer conductor is greater than 90%, preferably greater than 95%.
- one embodiment of the invention provides that the outer conductor is designed in such a way that it is the same can transmit electrical power like the inner conductor.
- charging stations for vehicles with an electric drive such as electric cars
- an electrical power of up to 350 kW which when connecting the vehicle with an electric drive to the charging station in the High-voltage system of the vehicle must be transmitted.
- smaller electrical powers are also transmitted during operation or the charging process, or that the high-voltage system as a whole is designed for larger or smaller maximum powers.
- the power transmission from the inner conductor and outer conductor can be matched to one another in a particularly simple manner by design measures, in particular if the conductors are made of the same materials, if a nominal cross section of the helical conductor is between 75% and 125%, preferably between 90% and 110%, in particular 100% of a nominal cross section of the inner conductor.
- the nominal cross section of the inner conductor is advantageously between 3 mm 2 and 95 mm 2 , in particular between 6 mm 2 and 60 mm 2 .
- a further embodiment variant provides that when the coaxial cable is in contact, in an end region of the Coaxial cable the outer conductor is detached from the inner conductor and the detached individual wires of the outer conductor in the form of a stranded Connecting section are bundled.
- the detached individual wires of the outer conductor can be bundled as a stranded wire in a connecting section.
- the stranded connection section can then be connected to an electrical connection like a conventional conductor, which enables the coaxial cable according to the invention to be used easily in conventional high-voltage systems.
- a corresponding contacting device is provided as an alternative, by means of which the coaxial cable can be contacted without first detaching the outer conductor.
- a further embodiment variant of the invention therefore provides that the outer conductor is divided in the contact state in order to produce the stranded connection section in the area of a maximum eccentric deflection of the inner conductor. As a result, the effort required for the deformation and detachment is particularly low.
- the Figures 1 to 3 show the structure of a first embodiment and the Figures 4 to 5 the structure of a first exemplary embodiment of a coaxial cable 1 according to the invention for use in a high-voltage system of a motor vehicle for the transmission of electrical current.
- corresponding coaxial cables 1 are used to connect power sources, for example rechargeable batteries, to current collectors, such as electric drive units, in particular electric motors.
- the nominal cross-sections of the conductors 2.4 of the cable 1 are chosen accordingly in order to be able to transmit the currents and voltages of the high-voltage system. For the sake of clarity, the individual areas of the coaxial cable are exposed.
- the coaxial cable 1 comprises an inner conductor 2 comprising a plurality of individual wires, which is insulated from the outer conductor 4 surrounding it by means of an inner insulation layer 3 .
- the outer conductor also comprises a number of individual wires which are divided into different sector bundles 5 in order to achieve an eccentric course of the inner conductor 2, as will be described in detail below.
- the coaxial cable 1 also includes an outer insulating cable jacket 7 made of plastic, which is preferably designed as silicone insulation.
- a foil 8, preferably a metal foil, in particular an aluminum foil, is provided between the outer conductor 4 and the cable sheath 7, which improves the properties of the coaxial cable 1, but is not necessary for the basic structure.
- the inner conductor 2 is positioned eccentrically with respect to the cable axis 9 in the illustrated cross section, which is aligned normal to a cable axis 9 of the coaxial cable. In other words, there is an offset between the cable axis 9 and a conductor axis 6 of the inner conductor 2.
- the eccentric offset of the inner conductor 2 can be adjusted, with the individual wires of the sector bundle 5 being designed to run in a single layer in the present exemplary embodiment .
- the diameter of the individual wires of the first sector bundle 5a is greater than the diameter of the individual wires of the adjacent second sector bundle 5b or the adjacent fourth sector bundle 5d.
- the number of individual wires in the adjacent sector bundles 5b, 5d is smaller and the diameter of the individual wires in the adjacent sector bundles 5b, 5d is larger than that of the third sector bundle 5c.
- first sector bundle 5a and the third sector bundle 5c or the second sector bundle 5b and the fourth sector bundle 5d each form a pair of sector bundles, since the respective sector bundles 5 relate to each other in cross section with respect to the cable axis 9 on the one hand are opposite and on the other hand complement each other in order to determine the position of the inner conductor 2.
- the sector bundles 5 of the outer conductor 4 are stranded with the inner conductor 2.
- the position of the inner conductor 2 in cross-section relative to the cable axis 9 also changes from sectional plane to sectional plane.
- the eccentric inner conductor 2 runs in the form of a helical surface around the cable axis 9. This "wobbling movement" of the inner conductor 2 is, for example, figure 2 particularly recognizable.
- sector bundles 5 can also be provided with the same operating principle, for example six or eight or more. Equally, in this case, correspondingly more mutually complementary pairs of sector bundles would also be provided.
- FIG 6 an advantageous design of an end region 10 of a coaxial cable 1 is shown in a contact state, which simplifies the connection of the coaxial cable 1 according to the invention to an electrical connection.
- At least the cable jacket 7 has been removed in the end region 10 of the cable 1, so that the outer conductor 4 is exposed.
- the fact that the outer conductor 4 is wound helically around the inner conductor 2, that is is stranded, the individual wires of the outer conductor 4 can be detached from the inner conductor 2 in a simple manner. After the individual wires of the outer conductor 4 have been detached, the individual wires of the outer conductor 4 are brought together on one side of the inner conductor 2 and bundled in a stranded connection section 11 .
- the coaxial cable 1 can be connected in a simple manner to another electrical component, for example to a power source or to a current collector.
- another electrical component for example to a power source or to a current collector.
- the individual wires of the outer conductor 4 are converted into a stranded conductor and bundled, which stranded connection section 11 can then be connected to the electrical component in a conventional manner.
- the coaxial cable 1 according to the invention also has two stranded cable connection sections in the contact state, which essentially correspond to the end section of a conventional two-wire cable.
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Koaxialkabel (1) zur Übertragung von elektrischem Strom in einem Hochvoltsystem eines Kraftfahrzeuges umfassend
- einen Innenleiter (2);
- einen Außenleiter (4);
- eine zwischen Innenleiter (2) und Außenleiter (4) angeordnete innere Isolationsschicht (3);
- sowie einen isolierenden Kabelmantel (7);
wobei der Außenleiter (4) ausgebildet ist, um im Wesentlichen dieselbe elektrische Leistung übertragen zu können wie der Innenleiter (2).The invention relates to a coaxial cable (1) for the transmission of electrical current in a high-voltage system of a motor vehicle
- an inner conductor (2);
- an outer conductor (4);
- An inner insulation layer (3) arranged between the inner conductor (2) and the outer conductor (4);
- and an insulating cable sheath (7);
wherein the outer conductor (4) is designed to be able to transmit essentially the same electrical power as the inner conductor (2).
Um eine vereinfachte Kontaktierung des Außenleiters (4) zu ermöglichen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einzeldrähte des Außenleiters (4), in einer Querschnittsfläche des Koaxialkabels (1) normal zu einer Kabelachse (9) des Koaxialkabels (1) gesehen, in zumindest drei Sektorbündel (5) unterteilt sind, wobei die Sektorbündel (5) derart dimensioniert sind, dass der Innenleiter (2) in der Querschnittsfläche exzentrisch zur Kabelachse (9) positioniert ist und wobei der Innenleiter (2) und die Sektorbündel (5) des Außenleiters (4) miteinander verseilt sind. In order to enable simplified contacting of the outer conductor (4), the invention provides that the individual wires of the outer conductor (4), seen in a cross-sectional area of the coaxial cable (1) normal to a cable axis (9) of the coaxial cable (1), are divided into at least three sector bundles (5), the sector bundles (5) being dimensioned in such a way that the inner conductor (2) is positioned eccentrically to the cable axis (9) in the cross-sectional area, and the inner conductor (2) and the sector bundles (5) of the outer conductor (4 ) are twisted together.
Description
Die Erfindung betrifft ein Koaxialkabel zur Übertragung von elektrischem Strom in einem Hochvoltsystem eines Kraftfahrzeuges umfassend
- einen eine Mehrzahl an Einzeldrähten umfassenden Innenleiter;
- einen eine Mehrzahl an Einzeldrähten umfassenden Außenleiter;
- eine zwischen Innenleiter und Außenleiter angeordnete innere Isolationsschicht;
- sowie einen isolierenden Kabelmantel;
- an inner conductor comprising a plurality of strands;
- an outer conductor comprising a plurality of strands;
- an inner insulating layer arranged between the inner conductor and the outer conductor;
- and an insulating cable jacket;
Als Hochvoltsystem, auch Hochvolt oder kurz HV bezeichnet, werden in der Fahrzeugtechnik Systeme bezeichnet, welche mit Wechselspannungen über 30 V bis 1 kV oder mit Gleichspannungen über 60 V bis 1,5 kV betrieben werden. Solche Hochvoltsysteme finden sich insbesondere in Fahrzeugen mit einem elektrischen Antrieb, wie Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge oder Fahrzeuge mit Brennstoffzellen.In vehicle technology, high-voltage systems, also referred to as high-voltage or HV for short, are systems which are operated with alternating voltages of over 30 V to 1 kV or with direct voltages of over 60 V to 1.5 kV. Such high-voltage systems are found in particular in vehicles with an electric drive, such as electric vehicles, hybrid vehicles or vehicles with fuel cells.
Unter Koaxialkabel werden in der Regel Kabel mit Kabelaufbauten verstanden, bei denen ein Innenleiter und zumindest ein den Innenleiter im Querschnitt außen umgebender Außenleiter vorgesehen sind, wobei eine innere Isolationsschicht den Innenleiter gegenüber dem Außenleiter elektrisch isoliert. Weiters umfassen Kabel grundsätzlich auch einen isolierenden Kabelmantel, der vorzugsweise die äußerste Schicht des Kabels darstellt, welcher Kabelmantel das Innere des Kabels gegenüber der Umwelt isoliert und gewöhnlich aus einem Kunststoff oder einem Elastomer besteht.Coaxial cables are generally understood to mean cables with cable structures in which an inner conductor and at least one outer conductor surrounding the inner conductor in cross section on the outside are provided, with an inner insulating layer electrically insulating the inner conductor from the outer conductor. Furthermore, cables generally also comprise an insulating cable jacket, which preferably represents the outermost layer of the cable, which cable jacket isolates the interior of the cable from the environment and is usually made of a plastic or an elastomer.
Üblicherweise werden in Hochvoltsystemen Kabel zur elektrischen Verbindung der elektrischen Komponenten verwendet, die zwei parallel zueinander verlaufende Kabeladern aufweisen. Jede Kabelader weist eine entsprechende erste Isolationsschicht, auch Aderisolation genannt, auf, wobei der in der Aderisolation geführte elektrische Leiter üblicherweise als Litze ausgeführt ist. Die beiden Kabeladern werden von einem isolierenden Kabelmantel umgeben, wobei der Kabelmantel aus einem dielektrischen Material, in der Regel aus einem vernetzten Kunststoff oder einem Elastomer, besteht. Üblicherweise bildet der Kabelmantel die äußere Isolationsschicht des Kabels aus. Als Material des elektrischen Leiters, insbesondere des Innenleiters, eignen sich elektrisch leitfähige Materialien, insbesondere Metalle wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium bzw. diese Metalle enthaltende Legierungen.Usually, in high-voltage systems, cables are used for the electrical connection of the electrical components, which cables have two cable cores running parallel to one another. Each cable core has a corresponding first insulation layer, also known as core insulation, with the electrical conductor routed in the core insulation usually being in the form of a stranded wire. The two cable cores are surrounded by an insulating cable sheath, the cable sheath being made of a dielectric material, usually a cross-linked plastic or an elastomer. The cable jacket usually forms the outer insulation layer of the cable. Electrically conductive materials are suitable as the material of the electrical conductor, in particular of the inner conductor, in particular metals such as copper or aluminum or alloys containing these metals.
Beispielsweise ist aus der
Ein Nachteil der Kabel gemäß dem Stand der Technik äußert sich darin, dass die Kontaktierung des Außenleiters nur aufwändig zu erreichen ist, wenn der Außenleiter vom Innenleiter losgelöst wird. Weiters ergeben sich, insbesondere bei großen Nennquerschnitten, Nachteile bei der Ableitung von während des Betriebs im Innenleiter entstehender Wärme sowie im Hinblick auf die einfache Verlegbarkeit des Kabels.A disadvantage of the cables according to the prior art is that contacting the outer conductor can only be achieved with great effort if the outer conductor is detached from the inner conductor. Furthermore, there are disadvantages, especially with large nominal cross sections, in the dissipation of heat generated in the inner conductor during operation and with regard to the ease with which the cable can be laid.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein Koaxialkabel vorzuschlagen, welches eine vereinfachte Kontaktierung des Außenleiters ermöglicht. Weiters sollen auch die für die Verlegung des Koaxialkabels erforderlichen Eigenschaften verbessert werden und vorzugsweise eine verbesserte Wärmeableitung aus dem Innenleiter erzielt werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen derartigen Kabelaufbau vorzuschlagen, der kostengünstig und wirtschaftlich herstellbar ist.It is therefore an object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art and to propose a coaxial cable which enables simplified contacting of the Outer conductor allows. Furthermore, the properties required for laying the coaxial cable should also be improved and preferably improved heat dissipation from the inner conductor should be achieved. A further object of the invention consists in proposing such a cable structure which can be produced inexpensively and economically.
Diese Aufgabe wird in einem erfindungsgemäßen Koaxialkabel der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass die Einzeldrähte des Außenleiters, in einer Querschnittsfläche des Koaxialkabels normal zu einer Kabelachse des Koaxialkabels gesehen, in zumindest drei, vorzugsweise zumindest vier, Sektorbündel unterteilt sind, wobei die Sektorbündel derart dimensioniert sind, dass der Innenleiter in der Querschnittsfläche exzentrisch zur Kabelachse positioniert ist und wobei der Innenleiter und die Sektorbündel des Außenleiters miteinander verseilt sind.This object is achieved in a coaxial cable according to the invention of the type mentioned at the outset in that the individual wires of the outer conductor, seen in a cross-sectional area of the coaxial cable normal to a cable axis of the coaxial cable, are divided into at least three, preferably at least four, sector bundles, with the sector bundles being dimensioned in this way are that the inner conductor is positioned eccentrically to the cable axis in the cross-sectional area and the inner conductor and the sector bundles of the outer conductor are stranded together.
Während in herkömmlichen Koaxialkabeln der Innenleiter und der ringförmig angeordnete Außenleiter koaxial angeordnet sind, die Kabelachse also die Symmetrieachse von Innenleiter und Außenleiter bildet, ist im erfindungsgemäßen Koaxialkabel der Innenleiter exzentrisch zur Kabelachse, die durch einen Mittelpunkt des Querschnitts verläuft, angeordnet. Diese exzentrische Anordnung des Innenleiters wird dadurch erreicht, dass die Einzeldrähte des Außenleiters in zumindest drei separate Sektorbündel unterteilt sind, die so dimensioniert sind, dass eine Leiterachse des im Inneren der Sektorbündel angeordneten Innenleiters gegenüber der Kabelachse einen Versatz aufweist. Eine solche erfindungsgemäße Dimensionierung kann etwa dadurch erreicht werden, dass die Anzahl der Einzeldrähte und/oder die Anzahl der Lagen der Einzeldrähte in radialer Richtung und/oder die Durchmesser der Einzeldrähte der Sektorbündel variiert werden. Bevorzugt sind diese für zumindest drei Sektorbündel unterschiedlich groß. Sind mehrere Lagen an Einzeldrähten in einem Sektorbündel vorgesehen, kann auch die Anzahl der Einzeldrähte pro Lage variieren. Je nach Relativposition eines Sektorbündels bezogen auf den Querschnitt und die Gesamtanzahl der Sektorbündel, können verschiedene Sektorbündel auch gleichartig aufgebaut sein.While in conventional coaxial cables the inner conductor and the ring-shaped outer conductor are arranged coaxially, i.e. the cable axis forms the axis of symmetry of the inner conductor and outer conductor, in the coaxial cable according to the invention the inner conductor is arranged eccentrically to the cable axis, which runs through a center point of the cross section. This eccentric arrangement of the inner conductor is achieved by dividing the individual wires of the outer conductor into at least three separate sector bundles, which are dimensioned such that a conductor axis of the inner conductor arranged inside the sector bundle is offset relative to the cable axis. Such a dimensioning according to the invention can be achieved, for example, by varying the number of individual wires and/or the number of layers of the individual wires in the radial direction and/or the diameter of the individual wires of the sector bundles. These are preferably of different sizes for at least three sector bundles. If several layers of individual wires are provided in a sector bundle, the number of individual wires per layer can also vary. Depending on the relative position of a sector bundle in relation to the cross section and the total number of sector bundles, different sector bundles can also be constructed in the same way.
Es versteht sich dabei von selbst, dass die Einzeldrähte des Innenleiters und/oder des Außenleiters auch als Litzen ausgebildet sein können. So können beispielsweise die Sektorbünbdel aus Litzen bestehen, die wiederum jeweils eine Mehrzahl an Einzeldrähten umfassen.It goes without saying that the individual wires of the inner conductor and/or the outer conductor can also be in the form of stranded wires. For example, the sector bundles can consist of strands, which in turn each comprise a plurality of individual wires.
Mit anderen Worten sind die Sektorbündel so ausgelegt, dass sie unterschiedlich große Anteile der Querschnittsfläche des Außenleiters einnehmen. So kann beispielsweise ein im Bereich des geringsten Abstands zwischen Innenleiter und Kabelmantel verlaufendes Sektorbündel einen flächenmäßigen kleinsten Anteil der Querschnittsfläche einnehmen während ein im Bereich des größten Abstands zwischen Innenleiter und Kabelmantel verlaufendes Sektorbündel einen flächenmäßig größten Anteil der Querschnittsfläche einnimmt.In other words, the sector bundles are designed in such a way that they take up different proportions of the cross-sectional area of the outer conductor. For example, a sector bundle running in the area of the smallest distance between the inner conductor and cable sheath can take up the smallest proportion of the cross-sectional area in terms of area, while a sector bundle running in the area of the greatest distance between the inner conductor and cable jacket can take up the largest proportion of the cross-sectional area in terms of area.
Vorzugsweise liegt eine Außenfläche der inneren Isolationsschicht des Innenleiters an den Innenflächen der Sektorbündel an, sprich an den in radialer Richtung innen liegenden Flächen der Sektorbündel. Entsprechend kann zur Dimensionierung der Sektorbündel für die Herstellung der Exzentrizität insbesondere die Auslegung der Innenflächen der Sektorbündel herangezogen werden.Preferably, an outer surface of the inner insulation layer of the inner conductor is in contact with the inner surfaces of the sector bundles, that is to say with the surfaces of the sector bundles that are on the inside in the radial direction. Correspondingly, the design of the inner surfaces of the sector bundles can be used to dimension the sector bundles for producing the eccentricity.
Besonders einfach herstellbar ist ein Koaxialkabel mit exzentrischem Innenleiter, wenn der isolierte Innenleiter mit den Sektorbündeln verseilt wird. Mit anderen Worten werden die Sektorbündel mittels einer Verseilmaschine und/oder entsprechender Komponenten einer Verseilanlage um den isolierten Innenleiter gewickelt, wobei durch die Verseilung auch das Zentrum des exzentrisch verlaufenden Innenleiters bezogen auf die Kabelachse auf einer schraubenlinienförmigen Bahn bewegt. In anderen Worten ändert sich die Position des Innenleiters im Querschnitt gesehen relativ zur Kabelachse von Schnittebene zu Schnittebene. Daher sieht eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass der Innenleiter und die Sektorbündel des Außenleiters miteinander verseilt sind.A coaxial cable with an eccentric inner conductor is particularly easy to produce if the insulated inner conductor is stranded with the sector bundles. In other words, the sector bundles are wound around the insulated inner conductor using a stranding machine and/or corresponding components of a stranding system, with the stranding also moving the center of the eccentric inner conductor in relation to the cable axis on a helical path. In other words, the position of the inner conductor changes relative to the cable axis as viewed in cross-section cutting plane to cutting plane. A further embodiment variant of the invention therefore provides that the inner conductor and the sector bundles of the outer conductor are stranded together.
Durch den exzentrischen Verlauf des Innenleiters kann eine besonders einfache Ablösung des Außenleiters in einem vom Kabelmantel befreiten Endbereich des Koaxialkabels erreicht werden, da der Außenleiter im Bereich jenes Sektorbündels geteilt werden kann, welches im Bereich einer maximalen exzentrischen Auslenkung des Innenleiters verläuft und somit den geringsten Widerstand aufweist. Nachfolgend kann der abgelöste Außenleiter beispielsweise in einem litzenförmigen Verbindungsabschnitt gebündelt werden.Due to the eccentric course of the inner conductor, a particularly simple detachment of the outer conductor can be achieved in an end area of the coaxial cable freed from the cable sheath, since the outer conductor can be divided in the area of that sector bundle which runs in the area of a maximum eccentric deflection of the inner conductor and thus the lowest resistance having. The detached outer conductor can then be bundled, for example, in a stranded connection section.
Darüberhinaus kann durch die Exzentrizität des Innenleiters eine einfachere Wärmeabfuhr aus dem Innenleiter gewährleistet werden.In addition, due to the eccentricity of the inner conductor, easier heat dissipation from the inner conductor can be ensured.
Schließlich lässt sich durch den exzentrischen Verlauf des Innenleiters und die Verwendung von Sektorbündeln als Außenleiter auch der richtungsabhängige Biegewiderstand verringern, sodass eine einfachere Verlegbarkeit erreicht werden kann.Finally, the direction-dependent bending resistance can be reduced by the eccentric course of the inner conductor and the use of sector bundles as the outer conductor, so that easier laying can be achieved.
Ein weiterer positiver Effekt des Koaxialkabels besteht darin, dass eine zusätzliche elektromagnetische Abschirmung nicht zwingend erforderlich ist, insbesondere wenn einer der Leiter als Plusleiter und der andere Leiter als Minusleiter eines Gleichstrom-HV-Systems ausgebildet sind.Another positive effect of the coaxial cable is that additional electromagnetic shielding is not absolutely necessary, especially if one of the conductors is designed as a positive conductor and the other conductor as a negative conductor of a DC HV system.
Eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Koaxialkabels sieht vor, dass die Anzahl und/oder die Durchmesser der Einzeldrähte eines beliebigen Sektorbündels unterschiedlich groß ist zur Anzahl und/oder zu den Durchmessern der Einzeldrähte eines an das beliebige Sektorbündel angrenzenden Sektorbündels. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Anzahl der Lagen der Einzeldrähte unterschiedlich ist, wobei es, insbesondere für die Zwecke der Herstellung, als vorteilhaft herausgestellt hat, wenn die Anzahl der Lagen gleich groß ist. Durch die unterschiedliche Anzahl an Einzeldrähten und/oder die unterschiedlichen Durchmesser der Einzeldrähte in benachbarten Sektorbündeln, lässt sich die Exzentrizität des Innenleiters besonders einfach einstellen. So kann beispielsweise ein im Bereich des geringsten Abstands zwischen Innenleiter und Kabelmantel verlaufendes Sektorbündel eine größere Anzahl an Einzeldrähten mit kleineren Durchmessern umfassen als das radial anschließende Sektorbündel.A further embodiment of the coaxial cable according to the invention provides that the number and/or the diameter of the individual wires of any sector bundle is different from the number and/or the diameters of the individual wires of a sector bundle adjoining any sector bundle. In principle, it is also conceivable that the number of layers of the individual wires is different, with it, in particular for the purposes of Manufacturing has proven to be advantageous when the number of layers is the same. The eccentricity of the inner conductor can be adjusted particularly easily due to the different number of individual wires and/or the different diameters of the individual wires in adjacent sector bundles. For example, a sector bundle running in the area of the smallest distance between the inner conductor and the cable sheath can comprise a larger number of individual wires with smaller diameters than the radially adjoining sector bundle.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anzahl der Einzeldrähte und die Durchmesser der Einzeldrähte der Sektorbündel in Abhängigkeit der Position des jeweiligen Sektorbündels relativ zur Exzentrizität des Innenleiters gewählt sind.Provision is particularly preferably made for the number of individual wires and the diameter of the individual wires of the sector bundles to be selected as a function of the position of the respective sector bundle relative to the eccentricity of the inner conductor.
Vorteilhafterweise ist die Anzahl der Sektorbündel gerade, vorzugsweise vier, sechs, acht oder zehn, wobei - je nach Durchmesser des Koaxialkabels - gegebenenfalls auch mehr Sektorbündel denkbar sind. Dies ermöglicht eine einfachere geometrische Gestaltung des Querschnitts des Koaxialkabels. Ebenfalls lässt sich die Verseilung von Innenleiter und Sektorbündel einfacher bewerkstelligen, wenn die Anzahl der Sektorbündel gerade ist. Daher sieht eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass die Anzahl der Sektorbündel gerade ist und die Einzeldrähte des Außenleiters in zumindest vier, vorzugsweise zumindest sechs oder zumindest acht, Sektorbündel unterteilt sind. Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass genau vier Sektorbündel vorgesehen sind.Advantageously, the number of sector bundles is even, preferably four, six, eight or ten, with more sector bundles also being possible, depending on the diameter of the coaxial cable. This enables a simpler geometric design of the cross-section of the coaxial cable. The stranding of the inner conductor and sector bundle can also be accomplished more easily if the number of sector bundles is even. A further embodiment variant of the invention therefore provides that the number of sector bundles is even and the individual wires of the outer conductor are divided into at least four, preferably at least six or at least eight, sector bundles. A preferred embodiment of the invention provides that exactly four sector bundles are provided.
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist zur einfachen und sicheren Herstellung der Exzentrizität vorgesehen, dass die Sektorbündel als einander innerhalb der Querschnittsfläche gegenüberliegende und miteinander korrespondierende Sektorbündel-Paare ausgebildet sind, wobei ein Nennquerschnitt eines beliebigen Sektorbündel-Paares zwischen 25% und 175%, vorzugsweise zwischen 50 und 150%, insbesondere zwischen 75% und 125%, eines durchschnittlichen Nennquerschnitts aller Sektorbündel-Paare liegt. Unter dem Nennquerschnitt eines Sektorbündels wird dabei die Summe der Querschnittsflächen der Einzeldrähte des Sektorbündels verstanden, während der Nennquerschnitt des Sektorbündel-Paares der Summe der Nennquerschnitte der beiden Sektorbündel entspricht. Der durchschnittliche Nennquerschnitt aller Sektorbündel-Paare kann als arithmetisches, geometrisches oder harmonisches Mittel der Nennquerschnitte aller Sektorbündel-Paare berechnet werden.In a further embodiment variant of the invention, for simple and reliable production of the eccentricity, it is provided that the sector bundles are designed as pairs of sector bundles that lie opposite one another within the cross-sectional area and correspond to one another, with a nominal cross-section of any pair of sector bundles between 25% and 175%, preferably between 50 and 150%, in particular between 75% and 125% of an average nominal cross-section of all pairs of sector bundles. The nominal cross-section of a sector bundle is understood to be the sum of the cross-sectional areas of the individual wires of the sector bundle, while the nominal cross-section of the pair of sector bundles corresponds to the sum of the nominal cross-sections of the two sector bundles. The average nominal cross section of all pairs of sector bundles can be calculated as the arithmetic, geometric or harmonic mean of the nominal cross sections of all pairs of sector bundles.
Unabhängig von den bevorzugten Größenverhältnissen der Sektorbündel-Paare zueinander ist es vorteilhaft, wenn die Sektorbündel in einander komplementierende Sektorbündel-Paare unterteilt sind, um die Exzentrizität des Innenleiters durch die Dimensionierung einander gegenüber liegender Sektorbündel eines Sektorbündel-Paares einstellen zu können.Regardless of the preferred size ratios of the sector bundle pairs to one another, it is advantageous if the sector bundles are divided into mutually complementary sector bundle pairs in order to be able to set the eccentricity of the inner conductor by dimensioning opposite sector bundles of a sector bundle pair.
Während für die exzentrische Positionierung des Innenleiters innerhalb des Außenleiters die Gestaltung der Innenflächen der Sektorbündel ausschlaggebend ist, sind für die äußere Form des Außenleiters die Außenflächen der Sektorbündel entscheidend. Um die Hüllfläche des Außenleiters möglichst nahe an einen Zylinder anzunähern, was beispielsweise für das Aufextrudieren des Kabelmantels vorteilhaft bzw. erforderlich ist, sind die Sektorbündel in einer weiteren Ausführungsvariante derart dimensioniert, dass eine Hüllfläche des Außenleiters im Wesentlichen einem Zylinder mit kreisförmiger Querschnittsfläche entspricht. Diese Dimensionierung kann, analog zur Dimensionierung der Sektorbündel für die exzentrische Positionierung des Innenleiters, über eine Variation der Anzahl der Einzeldrähte pro Sektorbündel und/oder die Anzahl der Lagen der Einzeldrähte in radialer Richtung pro Sektorbündel und/oder die Durchmesser der Einzeldrähte eines Sektorbündels erreicht werden. Bevorzugt wird die zuvor erwähnte zylindrische Form der Hüllfläche durch die entsprechende Dimensionierung der Sektorbündel in Kombination mit der Verseilung erreicht.While the design of the inner surfaces of the sector bundles is decisive for the eccentric positioning of the inner conductor within the outer conductor, the outer surfaces of the sector bundles are decisive for the outer shape of the outer conductor. In order to bring the enveloping surface of the outer conductor as close as possible to a cylinder, which is advantageous or necessary, for example, for extruding the cable sheath, the sector bundles are dimensioned in a further embodiment such that an enveloping surface of the outer conductor essentially corresponds to a cylinder with a circular cross-sectional area. Analogous to the dimensioning of the sector bundles for the eccentric positioning of the inner conductor, this dimensioning can be achieved by varying the number of individual wires per sector bundle and/or the number of layers of the individual wires in the radial direction per sector bundle and/or the diameter of the individual wires of a sector bundle . The previously mentioned cylindrical shape of the enveloping surface is preferably achieved by appropriate dimensioning of the sector bundles in combination with the stranding.
Um eine höhere Flexibilität und Biegbarkeit des Koaxialkabels sowohl bei kleinen Nennquerschnitten als auch bei großen Nennquerschnitten sicherzustellen, sieht eine weitere Ausführungsvariante vor, dass die Einzeldrähte der Sektorbündel in Abhängigkeit eines Nennquerschnitts des Außenleiters einlagig oder mehrlagig angeordnet sind. Beispielsweise sind die Sektorbündel bei kleinen Nennquerschnitten einlagig und bei größeren Nennquerschnitten mehrlagig ausgebildet.In order to ensure greater flexibility and bendability of the coaxial cable both with small nominal cross sections and with large nominal cross sections, another variant provides that the individual wires of the sector bundles are arranged in one or more layers depending on a nominal cross section of the outer conductor. For example, the sector bundles are designed in one layer for small nominal cross sections and in multiple layers for larger nominal cross sections.
Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass eine Kabelfolie oder eine Metallfolie oder eine Verbundfolie zwischen Außenleiter und Kabelmantel angeordnet ist. Während eine Metallfolie, beispielsweise eine Aluminiumfolie, und/oder eine Verbundfolie auch die elektromagnetischen Abschirmungseigenschaften des Koaxialkabels verbessern können, kann eine Kabelfolie, insbesondere aus Kunststoff, zur einfacheren Herstellung und/oder Entfernung des Kabelmantels am bzw. vom Außenleiter beitragen.A further embodiment variant of the invention provides that a cable foil or a metal foil or a composite foil is arranged between the outer conductor and the cable sheath. While a metal foil, for example an aluminum foil, and/or a composite foil can also improve the electromagnetic shielding properties of the coaxial cable, a cable foil, in particular made of plastic, can contribute to easier production and/or removal of the cable jacket on or from the outer conductor.
Insbesondere für die elektromagnetischen Abschirmungseigenschaften des Außenleiters sowie gegebenenfalls zur möglichst genauen Annäherung der zylindrischen Hüllfläche ist ein hoher optischer Bedeckungsgrad des Außenleiters vorteilhaft. Daher sieht eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Koaxialkabels vor, dass ein Bedeckungsgrad des Außenleiters größer ist als 90%, bevorzugt größer als 95%.A high degree of optical coverage of the outer conductor is advantageous in particular for the electromagnetic shielding properties of the outer conductor and possibly for the most precise possible approximation of the cylindrical enveloping surface. A further embodiment variant of the coaxial cable according to the invention therefore provides that the degree of coverage of the outer conductor is greater than 90%, preferably greater than 95%.
Im Einsatzbereich von Hochvoltsystemen ist eine besonders hohe Temperaturfestigkeit der eingesetzten Kabel vorteilhaft. Um die anwendungsspezifische Temperaturfestigkeit zu erzielen, sieht eine weitere Ausführungsvariante vor, dass der Kabelmantel und/oder die innere Isolationsschicht aus einem thermoplastischen und/oder vernetzten Kunststoff oder einem Elastomer oder aus einem Silikon gefertigt ist. Unter Silikon werden dabei silikonhältige Kunststoffe, insbesondere aus der Gruppe der Poly(organo)siloxane, verstanden.In the area of high-voltage systems, a particularly high temperature resistance of the cables used is advantageous. In order to achieve the application-specific temperature resistance, a further embodiment provides that the cable jacket and/or the inner insulation layer is made from a thermoplastic and/or cross-linked plastic or an elastomer or from a silicone. Silicone is understood to mean silicone-containing plastics, in particular from the group of poly(organo)siloxanes.
Um sicherzustellen, dass die beiden Leiter, sprich Innenleiter und Außenleiter, des Koaxialkabels jeweils an einem Ende mit derselben Stromquelle und am anderen Ende mit demselben Stromabnehmer verbunden werden können ist in einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass der Außenleiter derart ausgebildet ist, dass er dieselbe elektrische Leistung übertragen kann wie der Innenleiter.In order to ensure that the two conductors, i.e. inner conductor and outer conductor, of the coaxial cable can be connected to the same power source at one end and to the same current collector at the other end, one embodiment of the invention provides that the outer conductor is designed in such a way that it is the same can transmit electrical power like the inner conductor.
Im Zusammenhang mit der zu übertragenden elektrischen Leistung des Innenleiters ist festzuhalten, dass für Ladestationen von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb, wie beispielsweise Elektroautos, eine elektrische Leistung von bis zu 350 kW vorgesehen ist, welche entsprechend beim Anschluss des Fahrzeuges mit elektrischem Antrieb an die Ladestation im Hochvoltsystem des Fahrzeuges übertragen werden muss. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass während des Betriebs oder des Ladevorgangs auch kleinere elektrische Leistungen übertragen werden bzw. das Hochvoltsystem insgesamt für größere oder kleinere Maximalleistungen ausgelegt ist.In connection with the electrical power to be transmitted by the inner conductor, it should be noted that charging stations for vehicles with an electric drive, such as electric cars, require an electrical power of up to 350 kW, which when connecting the vehicle with an electric drive to the charging station in the High-voltage system of the vehicle must be transmitted. Of course, it is also conceivable that smaller electrical powers are also transmitted during operation or the charging process, or that the high-voltage system as a whole is designed for larger or smaller maximum powers.
In besonders einfacher Art und Weise kann die Leistungsübertragung von Innenleiter und Außenleiter durch konstruktive Maßnahmen aufeinander abgestimmt werden, insbesondere wenn die Leiter aus denselben Materialien gefertigt sind, wenn ein Nennquerschnitt des Wendelleiters zwischen 75% und 125%, vorzugsweise zwischen 90% und 110%, insbesondere 100%, eines Nennquerschnitts des Innenleiters beträgt. Vorteilhafter Weise liegt der Nennquerschnitt des Innenleiters zwischen 3 mm2 und 95 mm2, insbesondere zwischen 6 mm2 und 60 mm2.The power transmission from the inner conductor and outer conductor can be matched to one another in a particularly simple manner by design measures, in particular if the conductors are made of the same materials, if a nominal cross section of the helical conductor is between 75% and 125%, preferably between 90% and 110%, in particular 100% of a nominal cross section of the inner conductor. The nominal cross section of the inner conductor is advantageously between 3 mm 2 and 95 mm 2 , in particular between 6 mm 2 and 60 mm 2 .
Um den Außenleiter, wie eingangs erwähnt, in einfacher Art und Weise mit einer Stromquelle und/oder einem Stromabnehmer und/oder einem Verbindungselement verbinden zu können, ist in einer weiteren Ausführungsvariante vorgesehen, dass in einem Kontaktzustand des Koaxialkabels in einem vom Kabelmantel befreiten Endbereich des Koaxialkabels der Außenleiter vom Innenleiter abgelöst ist und die abgelösten Einzeldrähte des Außenleiters in Form eines litzenförmigen Verbindungsabschnitts gebündelt sind. Durch einen einfachen Verfahrensschritt können die abgelösten Einzeldrähte des Außenleiters in einem Verbindungsabschnitt als Litze gebündelt werden. Der litzenförmige Verbindungsabschnitt kann sodann wie ein herkömmlicher Leiter mit einem elektrischen Anschluss verbunden werden, was eine einfache Anwendung des erfindungsgemäßen Koaxialkabels in herkömmlichen Hochvoltsystemen ermöglicht. Natürlich ist es auch denkbar, dass alternativ eine entsprechende Kontaktierungsvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher das Koaxialkabel ohne vorherige Ablösung des Außenleiters kontaktiert werden kann.In order to be able to connect the outer conductor to a current source and/or a current collector and/or a connecting element in a simple manner, as mentioned at the beginning, a further embodiment variant provides that when the coaxial cable is in contact, in an end region of the Coaxial cable the outer conductor is detached from the inner conductor and the detached individual wires of the outer conductor in the form of a stranded Connecting section are bundled. In a simple process step, the detached individual wires of the outer conductor can be bundled as a stranded wire in a connecting section. The stranded connection section can then be connected to an electrical connection like a conventional conductor, which enables the coaxial cable according to the invention to be used easily in conventional high-voltage systems. Of course, it is also conceivable that a corresponding contacting device is provided as an alternative, by means of which the coaxial cable can be contacted without first detaching the outer conductor.
Der exzentrische Verlauf des Innenleiters ermöglicht eine besonders einfache Ablösung des Außenleiters vom Innenleiter, indem die lokal geringere Stärke des Außenleiters ausgenützt werden kann. Daher sieht eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass der Außenleiter im Kontaktzustand zur Herstellung des litzenförmigen Verbindungsabschnitts im Bereich einer maximalen exzentrischen Auslenkung des Innenleiters geteilt ist. Dadurch ist der für die Verformung und Ablösung notwendige Aufwand besonders gering.The eccentric course of the inner conductor enables the outer conductor to be detached from the inner conductor in a particularly simple manner, since the locally smaller thickness of the outer conductor can be utilized. A further embodiment variant of the invention therefore provides that the outer conductor is divided in the contact state in order to produce the stranded connection section in the area of a maximum eccentric deflection of the inner conductor. As a result, the effort required for the deformation and detachment is particularly low.
Wie eingangs erwähnt, ist das erfindungsgemäße Koaxialkabel für den Einsatz in einem Hochvoltsystem eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Kraftfahrzeuge in denen Hochvoltsysteme vorhanden sind, zeichnen sich durch einen elektrischen Antrieb aus, der entweder alternativ zu einem Verbrennungsmotor in einem Hybridfahrzeug oder als alleiniger Antrieb in einem Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Durch die verbesserten Biegsamkeit gegenüber alternativen Ausführungsvarianten und die verbesserten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Koaxialkabels eignet sich ein derartiges Koaxialkabel besonders gut für den Einsatz in einem Hochvoltsystem eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Antrieb.As mentioned at the outset, the coaxial cable according to the invention is intended for use in a high-voltage system of a motor vehicle. Motor vehicles in which high-voltage systems are present are characterized by an electric drive, which is designed either as an alternative to an internal combustion engine in a hybrid vehicle or as the sole drive in an electric vehicle. Due to the improved flexibility compared to alternative design variants and the improved properties of the coaxial cable according to the invention, such a coaxial cable is particularly well suited for use in a high-voltage system of a motor vehicle with an electric drive.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.The invention will now be explained in more detail using exemplary embodiments. The drawings are exemplary and are intended to explain the idea of the invention, but in no way restrict or even conclusively reproduce it.
Dabei zeigt:
- Fig. 1
- eine axonometrische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines abschnittsweise freigelegten Koaxialkabels;
- Fig. 2
- eine Seitenansicht des Koaxialkabels nach
Fig. 1 ; - Fig. 3
- einen vergrößerten Querschnitt des Koaxialkabels nach
Fig. 1 ; - Fig. 4
- eine axonometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines abschnittsweise freigelegten Koaxialkabels;
- Fig. 5
- einen vergrößerten Querschnitt des Koaxialkabels nach
Fig. 4 ; - Fig. 6
- eine schematische Darstellung eines Koaxialkabels in einem Kontaktzustand.
- 1
- an axonometric view of a first embodiment of a partially exposed coaxial cable;
- 2
- a side view of the
coaxial cable 1 ; - 3
- an enlarged cross-section of the
coaxial cable 1 ; - 4
- an axonometric view of a second embodiment of a partially exposed coaxial cable;
- figure 5
- an enlarged cross-section of the
coaxial cable 4 ; - 6
- a schematic representation of a coaxial cable in a contact state.
Die
In den
Der Detailaufbau des Koaxialkabels 1 wird nun anhand der
Dieser Versatz von Leiterachse 6 und Kabelachse 9 wird dadurch erreicht, dass die Sektorbündel 5 derart dimensioniert sind, dass der Innenleiter 2 in der Querschnittsfläche exzentrisch zur Kabelachse 9 positioniert ist. Im Detail unterteilt sich der Außenleiter 4 im gegenständlichen Ausführungsbeispiel in vier Sektorbündel 5, nämlich ein erstes Sektorbündel 5a, welches im Bereich des größten Abstands zwischen Innenleiter 2 und Kabelmantel 7 verläuft, ein drittes Sektorbündel 5c, welches im Bereich des kleinsten Abstands zwischen Innenleiter 2 und Kabelmantel 7 verläuft sowie ein zweites Sektorbündel 5b und ein viertes Sektorbündel 5d, die jeweils zwischen erstem Sektorbündel 5a und drittem Sektorbündel 5c verlaufend angeordnet sind.This offset of
Durch die entsprechende Dimensionierung der unterschiedlichen Sektorbündel 5, sprich durch Wahl der Anzahl der Einzeldrähte pro Sektorbündel 5 und Durchmesser der Einzeldrähte pro Sektorbündel 5, kann der exzentrische Versatz des Innenleiters 2 eingestellt werden, wobei die Einzeldrähte der Sektorbündel 5 im vorliegenden Ausführungsbeispiel einlagig verlaufend ausgebildet sind.By appropriately dimensioning the different sector bundles 5, i.e. by selecting the number of individual wires per sector bundle 5 and the diameter of the individual wires per sector bundle 5, the eccentric offset of the
Im Detail ist dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Durchmesser der Einzeldrähte des ersten Sektorbündels 5a größer als der Durchmesser der Einzeldrähte des angrenzenden zweiten Sektorbündels 5b bzw. des angrenzenden vierten Sektorbündels 5d. Betrachtet man das dritte Sektorbündel 5c, so ist einerseits die Anzahl der Einzeldrähte der angrenzenden Sektorbündel 5b,5d kleiner und ist andererseits der Durchmesser der Einzeldrähte der angrenzenden Sektorbündel 5b,5d größer als der des dritten Sektorbündels 5c.In detail, in the present exemplary embodiment, the diameter of the individual wires of the first sector bundle 5a is greater than the diameter of the individual wires of the adjacent second sector bundle 5b or the adjacent fourth sector bundle 5d. Looking at the third sector bundle 5c, the number of individual wires in the adjacent sector bundles 5b, 5d is smaller and the diameter of the individual wires in the adjacent sector bundles 5b, 5d is larger than that of the third sector bundle 5c.
Bei der Betrachtung des Querschnitts ergibt sich ebenfalls, dass das erste Sektorbündel 5a und das dritte Sektorbündel 5c bzw. das zweite Sektorbündel 5b und das vierte Sektorbündel 5d jeweils ein Sektorbündel-Paar bilden, da die jeweiligen Sektorbündel 5 im Querschnitt bezogen auf die Kabelachse 9 einander einerseits gegenüber liegen und andererseits einander komplementieren, um die Position des Innenleiters 2 festzulegen.When examining the cross section, it also emerges that the first sector bundle 5a and the third sector bundle 5c or the second sector bundle 5b and the fourth sector bundle 5d each form a pair of sector bundles, since the respective sector bundles 5 relate to each other in cross section with respect to the
Wie aus
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Sektorbündel 5 des Außenleiters 4 mit dem Innenleiter 2 verseilt. Durch den Verseilprozess ändert sich somit auch die Position des Innenleiters 2 im Querschnitt relativ zur Kabelachse 9 gesehen von Schnittebene zu Schnittebene. Mit anderen Worten verläuft der exzentrische Innenleiter 2 schraubflächenförmig um die Kabelachse 9. Diese "Wankelbewegung" des Innenleiters 2 ist beispielsweise in
Die
Während die Einzeldrähte der Sektorbündel 5 des ersten Ausführungsbeispiels einlagig angeordnet sind, sind die Einzeldrähte der Sektorbündel 5 des zweiten Ausführungsbeispiels mehrlagig, genauer zweilagig, angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass die Durchmesser der Einzeldrähte im Vergleich zu einer einlagigen Ausführung kleiner gehalten werden können, um die Flexibilität des Koaxialkabels 1 zu erhöhen.While the individual wires of the sector bundles 5 of the first exemplary embodiment are arranged in a single layer, the individual wires of the sector bundles 5 of the second exemplary embodiment are arranged in multiple layers, more precisely in two layers. This means that the diameter of the individual wires can be kept smaller in comparison to a single-layer design, in order to increase the flexibility of the
Es versteht sich von selbst, dass mit dem selben Wirkprinzip auch mehr als vier Sektorbündel 5 vorgesehen sein können, beispielsweise sechs oder acht oder mehr. Gleichermaßen wären in diesem Fall auch entsprechend mehr zueinander komplementäre Sektorbündel-Paare vorgesehen.It goes without saying that more than four sector bundles 5 can also be provided with the same operating principle, for example six or eight or more. Equally, in this case, correspondingly more mutually complementary pairs of sector bundles would also be provided.
In
Durch die Bündelung der Einzeldrähte des Außenleiters 4 im litzenförmigen Verbindungsabschnitt 11 entspricht der Endbereich des Kabels 1, wenn auch die inneren Isolationsschichten 3 im endseitigen Abschnitt des Endbereichs 10 entfernt sind und der Innenleiter 2 somit abisoliert ist, einem Kabel mit zwei litzenförmigen Kabelverbindungsabschnitten zur Verbindung mit einem elektrischen Anschluss, wobei der abisolierte Endabschnitt des Innenleiters 2 einen ersten Kabelverbindungsabschnitt darstellt und der litzenförmige Verbindungsabschnitt 11 des Außenleiters 4 einen zweiten Kabelverbindungsabschnitt darstellt.By bundling the individual wires of the
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn zur Ablösung des Außenleiters 4 jenes Sektorbündel 5 geteilt wird, das im Bereich einer maximalen exzentrischen Auslenkung des Innenleiters 2 verläuft. In den beiden Ausführungsbeispielen wäre demnach der Außenleiter im Bereich des dritten Sektorbündels 5c geteilt.It is particularly advantageous if, in order to detach the
So kann das Koaxialkabel 1 in einfacher Art und Weise mit einer weiteren elektrischen Komponente, etwa mit einer Stromquelle oder mit einem Stromabnehmer, verbunden werden. Dies deshalb, da im Bereich des litzenartigen Verbindungsabschnitts 11, welcher den Endabschnitt des Außenleiters 4 darstellt, die Einzeldrähte des Außenleiters 4 in einen Litzenleiter überführt und gebündelt sind, welcher litzenförmiger Verbindungsabschnitt 11 sodann in herkömmlicher Art und Weise an die elektrische Komponente angeschlossen werden kann. Da somit der Innenleiter 2 und der litzenförmige Verbindungsabschnitt 11 des Wendelleiters 4 separat anschließbar sind und gegebenenfalls auch unterschiedlich zueinander verlaufend angeordnet werden können, besteht durch die Vorsehung des litzenförmigen Verbindungsabschnitts 11 beim erfindungsgemäßen Koaxialkabel 1 kein signifikanter Unterschied mehr im Kontaktzustand zum Anschluss eines herkömmlichen zweiadrigen Kabels. In anderen Worten weist auch das erfindungsgemäße Koaxialkabel 1 im Kontaktzustand zwei litzenförmige Kabelverbindungsabschnitte auf, die im Wesentlichen dem Endabschnitt eines herkömmlichen zweiadrigen Kabels entsprechen.In this way, the
Das erfindungsgemäße Kabel 1 eignet sich aus den vorstehend genannten Gründen besonders zur Verwendung in Hochvoltsystemen von Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antrieb, da es insbesondere zur Übertragung von Strom zwischen einer Stromquelle und einem Stromabnehmer ausgebildet ist, wobei beispielsweise in einem Gleichstromsystem der Innenleiter 2 den Pluspol der Stromquelle mit dem Stromverbraucher verbindet während der Wendelleiter 4 den Minuspols der Stromquelle mit dem Stromverbraucher verbindet, wobei natürlich auch die umgekehrte Zuordnung der Leiter denkbar ist.For the reasons mentioned above, the
- 11
- Koaxialkabelcoaxial cable
- 22
-
Innenleiter
2a Innenleiterbündelinner conductor
2a bundle of inner conductors - 33
- innere Isolationsschichtinner insulation layer
- 44
- Außenleiterouter conductor
- 55
-
Sektorbündel
5a erstes Sektorbündel
5b zweites Sektorbündel
5c drittes Sektorbündel
5d viertes Sektorbündelsector bundle
5a first sector bundle
5b second sector bundle
5c third sector bundle
5d fourth sector bundle - 66
- Leiterachseconductor axis
- 77
- Kabelmantelcable jacket
- 88th
- Foliefoil
- 99
- Kabelachsecable axis
- 1010
- Endabschnittend section
- 1111
- litzenförmiger Verbindungsabschnittstranded connecting section
Claims (14)
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzeldrähte des Außenleiters (4), in einer Querschnittsfläche des Koaxialkabels (1) normal zu einer Kabelachse (9) des Koaxialkabels (1) gesehen, in zumindest drei Sektorbündel (5) unterteilt sind, wobei die Sektorbündel (5) derart dimensioniert sind, dass der Innenleiter (2) in der Querschnittsfläche exzentrisch zur Kabelachse (9) positioniert ist,
und wobei der Innenleiter (2) und die Sektorbündel (5) des Außenleiters (4) miteinander verseilt sind.Comprising a coaxial cable (1) for the transmission of electrical current in a high-voltage system of a motor vehicle
characterized in that
the individual wires of the outer conductor (4), seen in a cross-sectional area of the coaxial cable (1) normal to a cable axis (9) of the coaxial cable (1), are divided into at least three sector bundles (5), the sector bundles (5) being dimensioned in such a way, that the inner conductor (2) is positioned eccentrically to the cable axis (9) in the cross-sectional area,
and wherein the inner conductor (2) and the sector bundles (5) of the outer conductor (4) are stranded together.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP20191614.5A EP3958280A1 (en) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | Coaxial cable |
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EP20191614.5A EP3958280A1 (en) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | Coaxial cable |
Publications (1)
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---|---|
EP3958280A1 true EP3958280A1 (en) | 2022-02-23 |
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ID=72147917
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP20191614.5A Pending EP3958280A1 (en) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | Coaxial cable |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3958280A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6288328B1 (en) * | 1999-03-19 | 2001-09-11 | Avaya Technology Corp. | Coaxial cable having effective insulated conductor rotation |
EP2894732A1 (en) * | 2012-09-03 | 2015-07-15 | Yazaki Corporation | Core wire insulating structure and insulating method |
DE102014010346B3 (en) * | 2014-07-11 | 2015-11-19 | Audi Ag | Motor vehicle with internally installed high-voltage on-board electrical system |
WO2019119128A1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Acceleware Ltd. | Apparatus and methods for enhancing a coaxial line |
-
2020
- 2020-08-18 EP EP20191614.5A patent/EP3958280A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6288328B1 (en) * | 1999-03-19 | 2001-09-11 | Avaya Technology Corp. | Coaxial cable having effective insulated conductor rotation |
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