EP4128286B1 - Kabelschirmung - Google Patents

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EP4128286B1
EP4128286B1 EP21714121.7A EP21714121A EP4128286B1 EP 4128286 B1 EP4128286 B1 EP 4128286B1 EP 21714121 A EP21714121 A EP 21714121A EP 4128286 B1 EP4128286 B1 EP 4128286B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wire winding
turns
longitudinal axis
cable
shielding
Prior art date
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Active
Application number
EP21714121.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP4128286A1 (de
Inventor
Arno FRAHMANN
Maik STRATMANN
Hüseyin TURAN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bizlink Industry Germany GmbH
Original Assignee
Bizlink Industry Germany GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bizlink Industry Germany GmbH filed Critical Bizlink Industry Germany GmbH
Publication of EP4128286A1 publication Critical patent/EP4128286A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4128286B1 publication Critical patent/EP4128286B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/22—Metal wires or tapes, e.g. made of steel
    • H01B7/228—Metal braid

Definitions

  • a shield is an electrically conductive protective covering that surrounds a device, a room, or a transmission medium, such as a cable.
  • a shielding for a room is referred to as room shielding
  • a shielding for a transmission medium is referred to as cable shielding.
  • cable shields are also subjected to mechanical stress.
  • the wires of a braid that are subjected to movement experience relative movement with associated friction.
  • these wires are subjected to tensile and shear stresses. This results in a limited service life of the wires and thus of the braid.
  • a shield with counter-rotating wire winding has a longer mechanical service life.
  • the shield can shift, sometimes resulting in nests and/or holes. As explained above, this has a negative impact on the electrical properties.
  • the EP 2 725 585 A1 refers to a cable having a pair of insulated conductors or a bundle of four insulated conductors arranged within a sheath.
  • the pair or bundle of four conductors are wound helically along one winding direction.
  • the pair or bundle of four insulated conductors are surrounded by shield wires arranged in a helix.
  • a plurality of the shield wires arranged in a helix extend along another winding direction opposite to the previous winding direction.
  • a cable shield is proposed.
  • the cable shield has a first wire winding and a second wire winding.
  • the first wire winding has multiple turns.
  • the first wire winding is wound in a first direction with a first pitch around a longitudinal axis.
  • the second wire winding has a plurality of turns.
  • the second wire winding is wound in a second direction, deviating from the first direction, with a second pitch around the longitudinal axis. Turns of the plurality of turns of the first wire winding and corresponding turns of the plurality of turns of the second wire winding each intersect at a first intersection point.
  • the turns of the plurality of turns of the first wire winding and the corresponding turns of the plurality of turns of the second wire winding each intersect at the first intersection point such that a plurality of first intersection points of the first wire winding and the second wire winding are present in the direction of the longitudinal axis.
  • a course of the plurality of first intersection points in the direction of the longitudinal axis is at least approximately helical.
  • the arrangement of the first wire winding and the second wire winding relative to each other can be considered a combination of wire braiding and braiding, due to the wires being intertwined at least once per turn, with the two wire windings intertwined at least once per turn.
  • the cable shielding can be described as a two-layer wire braiding with helical crossing points/helical crossing.
  • One turn of the first second wire winding can be understood as one complete revolution in the circumferential direction from an initial position to an end position.
  • the initial position and the end position do not have to match in the direction of the longitudinal axis.
  • the initial position and the end position only have to match in the circumferential direction around the longitudinal axis for one turn to result.
  • the initial position and end position will differ from one another if the first pitch is not equal to 0.
  • One turn of the second wire winding can be understood as one complete revolution in the circumferential direction from an initial position to an end position.
  • the initial position and the end position do not have to match in the direction of the longitudinal axis.
  • the initial position and the end position only have to match in the circumferential direction around the longitudinal axis for one turn to result.
  • the initial position and end position will differ from one another if the second pitch is not equal to 0.
  • corresponding turns means that one turn of the first wire winding and the second wire winding correspond, if they are at least almost identical in position and, for example, at least so nearly identical that they can cross each other in their normal course when wound in opposite directions.
  • the turns of the plurality of turns of the first wire winding and the corresponding turns of the plurality of turns of the second wire winding can each intersect at a second intersection point.
  • the turns of the plurality of turns of the first wire winding and the corresponding turns of the plurality of turns of the second wire winding can each intersect at a second intersection point such that a plurality of second intersection points of the first wire winding and the second wire winding are present in the direction of the longitudinal axis.
  • the course of the plurality of second intersection points in the direction of the longitudinal axis can be at least approximately helical.
  • the extension of the plurality of first crossing points in the direction of the longitudinal axis and the extension of the plurality of second crossing points in the direction of the longitudinal axis can be at least nearly parallel to each other. Consequently, two at least nearly parallel helices (screws/spirals/coils) of crossing points can result.
  • Turns of the plurality of turns of the first wire winding and corresponding turns of the plurality of turns of the second wire winding can each intersect at a plurality of intersection points.
  • the turns of the plurality of turns of the first wire winding and corresponding turns of the plurality of turns of the second wire winding can each intersect at a plurality of intersection points such that a plurality of intersection points of the first wire winding and the second wire winding are present in the direction of the longitudinal axis.
  • the respective course of the plurality of intersection points in the direction of the longitudinal axis can each be at least approximately helical.
  • the respective course of the plurality of intersection points in the direction of the longitudinal axis can run at least approximately parallel to one another.
  • the course of the plurality of intersection points in the direction of the longitudinal axis can run at least approximately parallel to one another.
  • a helical course of a plurality of first intersection points can run parallel to a helical course of a plurality of second intersection points and, if appropriate, a helical course of a plurality of third intersection points, etc.
  • the first pitch and the second pitch can be the same.
  • the first direction of the first wire winding and the second direction of the second wire winding differ from each other.
  • the first direction and the second direction can be at least nearly opposite to each other.
  • the first wire winding and the second wire winding can be referred to as counter-rotating/counter-rotating wire windings. Accordingly, the first wire winding and the second wire winding can run in opposite directions and with the same pitch.
  • the two wire windings 2, 3 form two layers due to the interweaving and can therefore also be referred to as a two-layer wire winding and, due to the parallelism of the crossing points to the longitudinal axis 1a, as a two-layer wire winding with axial crossing.
  • one turn of the first wire winding 20 and one turn of the second wire winding 30 overlap at one point.
  • This point is referred to as the crossing point 40 or overlap point.
  • the two wire windings 20, 30 are also intertwined at the intersection point 40. Since each of the wire windings 20, 30 has several turns in the direction of the longitudinal axis 10a, even with one intersection point per turn, several such intersection points 40 exist in the direction of the longitudinal axis 10a.
  • these crossing points 40 extend in the form of a helix 50 or spiral, ie, they do not form a straight line parallel to the direction of the longitudinal axis 10a.
  • the two wire windings 20, 30 form two layers, so to speak, due to the interweaving and can therefore also be referred to as a two-layer wire covering and, due to the helical shape 50 of the crossing points 40, as a two-layer wire covering with a helical crossing.
  • a turn of the wire winding 20 and a corresponding turn of the wire winding 30 can cross at more than one point, i.e. at several points, i.e. they can each have several crossing points at which they are intertwined.
  • the wire winding 20 and the wire winding 30 are intertwined not just once but twice or possibly several times at one or more of their turns, e.g. at each of their turns, and accordingly have a first crossing point 40, a second crossing point and possibly further crossing points per turn.
  • first crossing points 40 there are a plurality of first crossing points 40, a plurality of second crossing points and possibly a plurality of further crossing points in the direction of the longitudinal axis 10a.
  • the plurality of first crossing points 40 can be described by a first helix/spiral 50 in the direction of the longitudinal axis 10a.
  • the plurality of second crossing points can be described by a second helix/spiral in the direction of the longitudinal axis 10a, which runs parallel to the first helix/spiral 50.
  • the plurality of further crossing points can be described by a further helix/spiral in the direction of the longitudinal axis 10a, which runs parallel to the first helix/spiral 50 and the second helix/spiral.
  • the braided shielding 10 with helical overlapping points 40 described is more stable against drag, torsional and bending movements than the one with respect to Figure 1a described braided shielding 1 with axially running overlap points 4.
  • the braided shielding 10 provides a shielding as a combination of wire braiding and braiding, which, per winding pair, is interwoven with itself at only one point on the circumference or at several points on the circumference.
  • the interwoven point(s) run/run helically along the longitudinal axis 10a, such as the product axis, of the braided shielding 10. This increases the service life of the shielding 10 of cables under mechanical stress in two or three dimensions. This also results in better electrical properties (i.e., better electrical performance) over the service life (e.g., with regard to EMC, leakage currents, etc.).

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabelschirmung und eine elektrische Leitung mit einer solchen Kabelschirmung.
  • Eine Schirmung ist eine elektrisch leitende Schutzummantelung, die ein Gerät, einen Raum oder ein Übertragungsmedium, z.B. ein Kabel, umgibt. Zur Unterscheidung spricht man bei einer Schirmung für Geräte oftmals von einer Geräteschirmung, bei einer Schirmung für einen Raum von Raumschirmung und bei einer Schirmung für ein Übertragungsmedium von Kabelschirmung.
  • Kabelschirmungen werden bei Übertragungsmedien wie z.B. elektrischen Leitern eingesetzt. Elektrische Leiter leiten Strom für unterschiedliche Zwecke. Ein Stromfluss in einem elektrischen Leiter erzeugt stets ein den Stromfluss begleitendes Magnetfeld. Generell wird gewünscht, Einwirkungen, z.B. eines solchen Magnetfelds, auf andere Geräte und Einrichtungen zu reduzieren, da es bei diesen dadurch zu ungewollten Funktionsstörungen elektrischer oder elektronischer Betriebsmittel führen kann. Dies wird oftmals unter dem Begriff der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zusammengefasst. Eine Schirmung reduziert zum einen elektromagnetische Einstreuungen und Interferenzen auf die signalführenden Leiter oder in die Geräte. Andererseits reduziert die Schirmung auch Streuungen aus einem Kabel oder den Geräten auf die Umwelt.
  • Bei der Kabelschirmung unterscheidet man zwischen Folien- und Geflechtschirmung und der Kombination aus beiden. Folienschirmungen sind effizienter bei höheren Frequenzen, Geflechtschirmungen hingegen bei niedrigeren. Folien- und Geflechtschirmungen können auch kombiniert und z.B. abwechselnd lagenweise verlegt sein. Die Qualität der Schirmung hängt von der Bedeckung ab und drückt sich in der Schirmdämpfung bzw. dem Schirmungsmaß aus. Sie geht unmittelbar in den Kopplungswiderstand, auch als Schirmkoppelimpedanz oder als Transferimpedanz bezeichnet, ein. Die Transferimpedanz ist das Verhältnis zwischen der auf einer Datenleitung induzierten Hochfrequenz(HF)-Störspannung zu dem verursachenden, über den Schirm fließenden HF-Störstrom. Je kleiner die Transferimpedanz ist, desto besser ist die Schirmwirkung. Neben den erwähnten Kabelschirmungen gibt es noch Spezialkabel, bei denen die Schirmung ein Kupferrohr ist. Diese Kabel zeichnen sich durch ein sehr hohes Schirmungsmaß aus.
  • Neben einer Beanspruchung in Bezug auf ihre elektrischen und/oder magnetischen Eigenschaften sind Kabelschirmungen auch mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Bei Geflechtschirmungen erfahren die Drähte eines Geflechts, welche einer Bewegung ausgesetzt sind, eine Relativbewegung mit einhergehender Friktion zueinander. Des Weiteren erfahren diese Drähte Zug- und Schubbelastungen. Daraus ergibt sich eine begrenzte Lebensdauer der Drähte und damit des Geflechts. Ein Schirm mit gegenläufiger Drahtumspinnung besitzt eine höhere mechanische Lebensdauer. Allerdings kann sich hier die Schirmung verschieben und es ergeben sich teilweise z. B. Nester und/oder Löcher. Dies hat, wie oben ausgeführt, einen negativen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften.
  • Die EP 2 725 585 A1 betrifft ein Kabel mit einem Paar von isolierten Leitern oder ein Viererbündel von isolierten Leitern, die innerhalb einer Umhüllung angeordnet sind. Das Paar oder das Viererbündel der Leiter sind als Helix entlang einer Windungsrichtung gewunden. Das Paar oder das Viererbündel der isolierten Leiter sind umgeben von Schirmungsdrähten, die in einer Helix angeordnet sind. Eine Mehrzahl der Schirmungsdrähte, die in einer Helix angeordnet sind, erstreckt sich entlang einer anderen Windungsrichtung entgegengesetzt zu der vorherigen Windungsrichtung.
  • Die GB 339 425 A bezieht sich auf eine Leitungsröhre, auf deren Außenfläche verflochtene Drähte gebildet sind, die in entgegengesetzten offenen Spiralen gelegt sind. Das dadurch gebildete Geflecht ist in die Röhre eingebettet durch Punktschweißen oder Löten an gleichmäßig beabstandeten Kreuzungsstellen der Drähte.
  • Die CN 109102986 A betrifft eine Spule, die gewunden ist aus einem Kabel, das mehrere Bandleiterstränge umfasst. Die Bandleiterstränge erstrecken sich spiralförmig entlang einer Länge des Kabels mit unterschiedlichem Steigungswinkel zu einem oder mehreren anderen Strängen. Die Bandleiterstränge sind über- und untereinander verflochten entlang der Länge des Kabels.
  • Es besteht daher ein Bedarf nach einer verbesserten Kabelschirmung. Insbesondere besteht ein Bedarf nach einer Kabelschirmung, die beständiger ist im Hinblick auf mechanische Beanspruchungen und folglich beständigere elektrische Eigenschaften aufweist.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Kabelschirmung vorgeschlagen. Die Kabelschirmung weist eine erste Drahtwicklung und eine zweite Drahtwicklung auf. Die erste Drahtwicklung weist mehrere Windungen auf. Die erste Drahtwicklung ist in einer ersten Richtung mit einer ersten Steigung um eine Längsachse gewickelt. Die zweite Drahtwicklung weist mehrere Windungen auf. Die zweite Drahtwicklung ist in einer zweiten, von der ersten Richtung abweichenden Richtung mit einer zweiten Steigung um die Längsachse gewickelt. Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung und entsprechende Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung kreuzen sich jeweils an einer ersten Kreuzungsstelle. Die Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung und die entsprechenden Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung kreuzen sich jeweils an der ersten Kreuzungsstelle derart, dass in Richtung der Längsachse eine Vielzahl erster Kreuzungsstellen der ersten Drahtwicklung und der zweiten Drahtwicklung vorliegt. Ein Verlauf der Vielzahl der ersten Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse ist zumindest annähernd helixförmig.
  • Der helixförmige Verlauf kann auch als schraubenförmiger, spiralförmiger oder wendelförmiger Verlauf bezeichnet werden. Der helixförmige Verlauf der ersten Kreuzungsstellen (die auch als Überlappungsstellen bezeichnet werden können) sorgen für eine gute/erhöhte Stabilität gegen Schlepp-, Torsions- und Biegewechselbewegung. Die Längsachse kann die Längsachse der Kabelschirmung (der Geflechtschirmung) sein. Die Kabelschirmung kann zumindest annähernd zylinderförmig sein. Die Kreuzungsstellen können daher helixartig entlang der Kabelschirmung (der Geflechtschirmung) verlaufen.
  • Die erste Drahtwicklung kann mindestens einen ersten Draht aufweisen. Der mindestens eine erste Draht kann derart um die Längsachse gewickelt sein, dass sich ein helixförmiger Verlauf der ersten Drahtwicklung um die Längsachse ergibt. Die zweite Drahtwicklung kann mindestens einen zweiten Draht aufweisen. Der mindestens eine zweite Draht kann derart um die Längsachse gewickelt sein, dass sich ein helixförmiger (schraubenförmiger / spiralförmiger / wendelförmiger) Verlauf der zweiten Drahtwicklung um die Längsachse ergibt.
  • In der Kabelschirmung kann die Anordnung der ersten Drahtwicklung und der zweiten Drahtwicklung relativ zueinander, aufgrund der zumindest einmal pro Windung verflochtenen Drähte, als eine Kombination aus Drahtbespinnung und Geflecht angesehen werden, wobei die zwei Drahtwicklungen an mindestens einer Stelle der Windung mit sich selber verflochten sind. Insofern kann die Kabelschirmung als zweilagige Drahtbespinnung mit helixverlaufenden Kreuzungsstellen / helixverlaufender Kreuzung bezeichnet werden.
  • Unter einer Windung der ersten zweiten Drahtwicklung kann, in Umfangsrichtung, ein vollständiger Umlauf von einer Anfangsposition zu einer Endposition verstanden werden. Dabei müssen, in Anbetracht der ersten Steigung, die Anfangsposition und die Endposition in Richtung der Längsachse nicht übereinstimmen. Die Anfangsposition und die Endposition müssen lediglich in Umfangsrichtung um die Längsachse übereinstimmen damit sich eine Windung ergibt. In Richtung der Längsachse werden die Anfangsposition und Endposition voneinander abweichen, falls die erste Steigung ungleich 0 ist. Unter einer Windung der zweiten Drahtwicklung kann, in Umfangsrichtung, ein vollständiger Umlauf von einer Anfangsposition zu einer Endposition verstanden werden. Dabei müssen, in Anbetracht der zweiten Steigung, die Anfangsposition und die Endposition in Richtung der Längsachse nicht übereinstimmen. Die Anfangsposition und die Endposition müssen lediglich in Umfangsrichtung um die Längsachse übereinstimmen damit sich eine Windung ergibt. In Richtung der Längsachse werden die Anfangsposition und Endposition voneinander abweichen, falls die zweite Steigung ungleich 0 ist.
  • Dementsprechend ist unter "entsprechenden Windungen" zu verstehen, dass sich jeweils eine Windung der ersten Drahtwicklung und der zweiten Drahtwicklung entsprechen, wenn sie in ihrer Position zumindest nahezu übereinstimmen und beispielsweise zumindest derart nahezu übereinstimmen, dass sie sich in ihrem normalen Verlauf bei gegenläufiger Wicklung kreuzen können.
  • Die Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung und die entsprechenden Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung können sich jeweils an einer zweiten Kreuzungsstelle kreuzen. Die Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung und die entsprechenden Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung können sich jeweils an einer zweiten Kreuzungsstelle derart kreuzen, dass in Richtung der Längsachse eine Vielzahl zweiter Kreuzungsstellen der ersten Drahtwicklung und der zweiten Drahtwicklung vorliegen. Ein Verlauf der Vielzahl der zweiten Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse kann zumindest annähernd helixförmig sein.
  • Der Verlauf der Vielzahl der ersten Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse und der Verlauf der Vielzahl der zweiten Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse kann zumindest nahezu parallel zueinander sein. Folglich können sich zwei zumindest nahezu parallele Helices (Schrauben / Spiralen / Wendeln) von Kreuzungsstellen ergeben.
  • Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung und entsprechende Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung können sich jeweils an mehreren Kreuzungsstellen kreuzen. Die Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung und entsprechende Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung können sich jeweils an mehreren Kreuzungsstellen derart kreuzen, dass in Richtung der Längsachse eine Vielzahl von mehreren Kreuzungsstellen der ersten Drahtwicklung und der zweiten Drahtwicklung vorliegt. Der jeweilige Verlauf der Vielzahl der mehreren Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse kann jeweils zumindest annähernd helixförmig sein. Der jeweilige Verlauf der Vielzahl der mehreren Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse kann zumindest annähernd parallel zueinander verlaufen.
  • Der Verlauf der Vielzahl der mehreren Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse kann zumindest annähernd parallel zueinander verlaufen. Anders ausgedrückt kann ein helixförmiger Verlauf einer Vielzahl erster Kreuzungsstellen parallel verlaufen zu einem helixförmigen Verlauf einer Vielzahl zweiter Kreuzungsstellen und ggf. einem helixförmigen Verlauf einer Vielzahl dritter Kreuzungsstellen usw.
  • Die erste Steigung und die zweite Steigung können den gleichen Betrag aufweisen. Die erste Richtung der ersten Drahtwicklung und die zweite Richtung der zweiten Drahtwicklung unterscheiden sich voneinander. Die erste Richtung und die zweite Richtung können zumindest nahezu entgegengesetzt zueinander sein. Insofern können die erste Drahtwicklung und die zweite Drahtwicklung als gegenläufig / gegenläufige Drahtwicklungen bezeichnet werden. Dementsprechend können die erste Drahtwicklung und die zweite Drahtwicklung gegenläufig und mit gleicher Steigung verlaufen.
  • Generell können die erste Drahtwicklung und die zweite Drahtwicklung an ihren Kreuzungsstellen sich derart kreuzen, dass sie an den Kreuzungsstellen miteinander verflochten sind. Dadurch kann ein gegenläufiges Geflecht, d.h. ein Geflecht aus zwei gegenläufig verlaufenden Drahtwicklungen, bereitgestellt werden.
  • Die erste Drahtwicklung und die zweite Drahtwicklung können beispielsweise symmetrisch zu einer Ebene durch die Längsachse der Kabelschirmung verlaufen. Die erste Drahtwicklung und die zweite Drahtwicklung können, gesehen im Querschnitt der Kabelschirmung, symmetrisch, z.B. symmetrisch zur Längsachse der Kabelschirmung, zueinander angeordnet sein. Die erste Drahtwicklung kann einen oder mehrere erste Drähte aufweisen oder aus einem oder mehreren ersten Drähten bestehen. Die zweite Drahtwicklung kann einen oder mehrere zweite Drähte aufweisen oder aus einem oder mehreren zweiten Drähten bestehen. Anders ausgedrückt kann ein einziger erster Draht oder kann ein erstes Drahtbündel die erste Drahtwicklung bilden und kann ein einziger zweiter Draht oder kann ein zweites Drahtbündel die zweite Drahtwicklung bilden.
  • Die helixverlaufenden Kreuzungsstellen / Überlappungsstelle erhöhen die Stabilität der Kabelschirmung gegen Schlepp-, Torsions- und/oder Biegewechselbewegung. Durch die Kabelschirmung gemäß dem ersten Aspekt kann daher die Lebensdauer einer Schirmung von Leitungen bei mechanischer Beanspruchung in zwei oder drei Dimensionen erhöht werden. Damit einhergehend sind bessere elektrische Eigenschaften (d.h. eine bessere elektrische Performance z. B. in Bezug auf EMV, Ableitströme etc.) über die Lebensdauer der Kabelschirmung.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine elektrische Leitung vorgeschlagen. Die elektrische Leitung weist mindestens einen elektrischen Leiter und eine um den elektrischen Leiter angeordnete Kabelschirmung gemäß dem ersten Aspekt auf.
  • Durch die Schirmung ist das messbare Magnetfeld des elektrischen Leiters im Vergleich zu bekannten Leitern ohne Schirmung (deutlich) reduziert. Zudem ist die Kabelschirmung mechanisch stabil. Ferner kann um die Kabelschirmung ein Kabelmantel /Außenmantel angeordnet sein.
  • Auch wenn einige der voranstehend beschriebenen Aspekte und Details in Bezug auf die Kabelschirmung gemäß dem ersten Aspekt beschrieben wurden, so können diese Aspekte auch in entsprechender Weise in dem Kabel gemäß dem zweiten Aspekt realisiert sein.
  • Die vorliegende Offenbarung soll weiter anhand von Figuren erläutert werden. Diese Figuren zeigen schematisch:
    • Figur 1a
    eine Kabelschirmung gemäß einem Beispiel;
    Figur 1b
    eine Kabelschirmung gemäß einer mögliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Folgenden werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, spezifische Details dargelegt, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu liefern. Es ist einem Fachmann jedoch klar, dass die vorliegende Offenbarung in anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden kann, die von den nachfolgend dargelegten Details abweichen können.
  • Figur 1a zeigt schematisch eine Kabelschirmung, genauer gesagt eine Geflechtschirmung 1 für ein Kabel, gemäß einem Beispiel, das nicht unter den Wortlaut der Ansprüche fällt, aber das Verständnis der Erfindung erleichtert. Die Geflechtschirmung 1 weist eine erste Drahtwicklung 2 auf, die sich in einer ersten Drehrichtung mit einer ersten Steigung spiralförmig in Richtung einer Längsachse 1a der Geflechtschirmung 1 erstreckt. Anders ausgedrückt, gesehen vom unteren Ende der Geflechtschirmung 1, d.h. in Richtung des Pfeils der Längsachse 1a, schraubt sich die erste Drahtwicklung 2 mit einer ersten Steigung entgegen dem Uhrzeigerinn nach oben. Die Geflechtschirmung 1 weist eine zweite Drahtwicklung 3 auf, die sich in einer zweiten Drehrichtung mit einer zweiten Steigung spiralförmig in Richtung der Längsachse 1a der Geflechtschirmung 1 erstreckt. Anders ausgedrückt, gesehen vom unteren Ende der Geflechtschirmung 1, d.h. in Richtung des Pfeils der Längsachse 1a, schraubt sich die zweite Drahtwicklung 3 mit einer zweiten Steigung im Uhrzeigerinn nach oben. In dem Beispiel aus Figur 1a entspricht die erste Steigung der zweiten Steigung.
  • Wie in Figur 1a zu erkennen, überlappen sich jeweils eine Windung der ersten Drahtwicklung 2 und eine Windung der zweiten Drahtwicklung 3 an einer Stelle. Diese Stelle wird als Kreuzungsstelle 4 oder Überlappungsstelle bezeichnet. In dem Beispiel aus Figur 1a sind die beiden Drahtwicklungen 2, 3 an der Kreuzungsstelle 4 miteinander verflochten. Da jede der Drahtwicklungen 2, 3 mehrere Windungen in Richtung der Längsachse 1a hat, existieren, selbst bei einer Kreuzungsstelle pro Windung, mehrere derartige Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse 1a. In dem Beispiel aus Figur 1a ist zu erkennen, dass diese Kreuzungsstellen auf einer Geraden 5 liegen, die parallel verläuft zur Richtung der Längsachse 1a. Die zwei Drahtwicklungen 2, 3 bilden durch die Verflechtung sozusagen zwei Lagen und können demgemäß auch als zweilagige Drahtbespinnung und, aufgrund der Parallelität der Kreuzungsstellen zu der Längsachse 1a, als zweilagige Drahtbespinnung mit achsverlaufender Kreuzung bezeichnet werden.
  • Die Drähte / Drahtwicklungen 2, 3 des Geflechts / Geflechtschirms 1 aus Figur 1a erfahren eine Relativbewegung mit einhergehender Friktion zueinander, wenn sie einer Bewegung ausgesetzt sind. Des Weiteren erfahren diese Drähte / Drahtwicklungen 2, 3 Zug- und Schubbelastungen. Daraus ergibt sich eine begrenzte Lebensdauer der Drähte/Drahtwicklungen 2, 3 und damit des Geflechts / Geflechtschirms 1. Zwar besitzt ein Geflechtschirm 1 aus Figur 1a mit der gezeigten gegenläufigen Drahtumspinnung eine relativ hohe mechanische Lebensdauer und eine höhere mechanische Lebensdauer als herkömmliche Geflechte beispielsweise aus Drähten mit gleicher Orientierung. Allerdings kann sich die Geflechtschirmung 1 verschieben oder, genauer gesagt, es können sich die Drähte der Geflechtschirmung 1 verschieben und z. B. Nester und Löcher bilden. Dies hat einen negativen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften der Geflechtschirmung 1.
  • Figur 1b zeigt schematisch eine Kabelschirmung, genauer gesagt eine Geflechtschirmung 10 für ein Kabel, gemäß einem Ausführungsbeispiel mit verbesserten Eigenschaften gegenüber der Kabelschirmung aus Figur 1a. Die Geflechtschirmung 10 weist eine erste Drahtwicklung 20 auf, die sich in einer ersten Drehrichtung mit einer ersten Steigung spiralförmig in Richtung einer Längsachse 10a der Geflechtschirmung 10 erstreckt. Anders ausgedrückt, gesehen vom unteren Ende der Geflechtschirmung 10, d.h. in Richtung des Pfeils der Längsachse 10a, schraubt sich die erste Drahtwicklung 20 mit einer ersten Steigung entgegen dem Uhrzeigersinn nach oben. Die Geflechtschirmung 10 weist eine zweite Drahtwicklung 30 auf, die sich in einer zweiten Drehrichtung mit einer zweiten Steigung spiralförmig in Richtung der Längsachse 10a der Geflechtschirmung 10 erstreckt. Anders ausgedrückt, gesehen vom unteren Ende der Geflechtschirmung 10, d.h. in Richtung des Pfeils der Längsachse 10a, schraubt sich die zweite Drahtwicklung 30 mit einer zweiten Steigung im Uhrzeigersinn nach oben. In dem Beispiel aus Figur 1b entspricht die erste Steigung der zweiten Steigung, d.h. jede einzelne vollständige Windung der Drahtwicklungen 20, 30 legt in Richtung der Längsachse 10a den gleichen Weg W zurück. Eine Windung beschreibt dabei einen vollständigen Umlauf eines Drahts der jeweiligen Drahtwicklung 20, 30.
  • Wie in Figur 1b zu erkennen, überlappt sich jeweils eine Windung der ersten Drahtwicklung 20 und eine Windung der zweiten Drahtwicklung 30 an einer Stelle. Diese Stelle wird als Kreuzungsstelle 40 oder Überlappungsstelle bezeichnet. In dem Beispiel aus Figur 1b sind die beiden Drahtwicklungen 20, 30 an der Kreuzungsstelle 40 zudem miteinander verflochten. Da jede der Drahtwicklungen 20, 30 mehrere Windungen in Richtung der Längsachse 10a hat, existieren, selbst bei einer Kreuzungsstelle pro Windung, mehrere derartige Kreuzungsstellen 40 in Richtung der Längsachse 10a. In dem Beispiel aus Figur 1b ist zu erkennen, dass diese Kreuzungsstellen 40 in Form einer Helix 50 oder Spirale verlaufen, d.h. keine parallel zur Richtung der Längsachse 10a verlaufende Gerade bilden. Die zwei Drahtwicklungen 20, 30 bilden durch die Verflechtung sozusagen zwei Lagen und können demgemäß auch als zweilagige Drahtbespinnung und, aufgrund des helixförmigen Verlaufs 50 der Kreuzungsstellen 40, als zweilagige Drahtbespinnung mit helixverlaufender Kreuzung bezeichnet werden.
  • In Figur 1b ist der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber lediglich eine Kreuzungsstelle 40 pro Windung, genauer gesagt pro Windung der Drahtwicklung 20 und entsprechender Windung der Drahtwicklung 30 gezeigt. Eine Windung der Drahtwicklung 20 und eine entsprechende Windung der Drahtwicklung 30 können sich jedoch an mehr als einer Stelle, d.h. an mehreren Stellen, kreuzen, d.h. jeweils mehrere Kreuzungsstellen haben, an denen sie miteinander verflochten sind. Beispielsweise sind die Drahtwicklung 20 und die Drahtwicklung 30 an einer oder mehrerer, z.B. an jeder, ihrer Windungen jeweils nicht nur einmal sondern zweimal oder ggf. mehrmals miteinander verflochten und haben demnach pro Windung eine erste Kreuzungsstelle 40, eine zweite Kreuzungsstelle und ggf. weitere Kreuzungsstellen. In Richtung der Längsachse 10a liegen in diesem Fall eine Vielzahl an ersten Kreuzungsstellen 40, eine Vielzahl an zweiten Kreuzungsstellen und ggf. eine Vielzahl an weiteren Kreuzungsstellen vor. Die Vielzahl an ersten Kreuzungsstellen 40 kann durch eine erste Helix / Spirale 50 in Richtung der Längsachse 10a beschrieben werden. Die Vielzahl an zweiten Kreuzungsstellen kann durch eine zweite Helix / Spirale in Richtung der Längsachse 10a beschrieben werden, die parallel verläuft zu der ersten Helix / Spirale 50. Die Vielzahl an weiteren Kreuzungsstellen kann durch eine weitere Helix / Spirale in Richtung der Längsachse 10a beschrieben werden, die parallel verläuft zu der ersten Helix / Spirale 50 und der zweiten Helix / Spirale.
  • Die in Bezug auf Figur 1b beschriebene Geflechtschirmung 10 mit helixverlaufenden Überlappungsstellen 40 ist stabiler gegen Schlepp-, Torsions- und Biegewechselbewegung als die in Bezug auf Figur 1a beschriebene Geflechtschirmung 1 mit achsverlaufenden Überlappungsstellen 4. Durch die Geflechtschirmung 10 wird eine Schirmung als Kombination aus Drahtbespinnung und Geflecht bereitgestellt, welche, pro Windungspaar, nur an einer Stelle des Umfangs oder an mehreren Stellen des Umfangs mit sich selber verflochten ist. Die verflochtene(n) Stelle(n) verläuft/verlaufen helixartig entlang der Längsachse 10a, wie z.B. der Produktachse, der Geflechtschirmung 10. Dies erhöht die Lebensdauer der Schirmung 10 von Leitungen bei mechanischer Beanspruchung in zwei oder drei Dimensionen. Damit werden zudem bessere elektrische Eigenschaften (d.h. eine bessere elektrische Performance) über die Lebensdauer erreicht (z. B. hinsichtlich EMV, Ableitströmen etc.).

Claims (7)

  1. Kabelschirmung (10) aufweisend:
    eine erste Drahtwicklung (20) mit mehreren Windungen, wobei die erste Drahtwicklung (20) in einer ersten Richtung mit einer ersten Steigung um eine Längsachse (10a) gewickelt ist;
    eine zweite Drahtwicklung (30) mit mehreren Windungen, wobei die zweite Drahtwicklung (30) in einer zweiten, von der ersten Richtung abweichenden Richtung mit einer zweiten Steigung um die Längsachse (10a) gewickelt ist;
    wobei sich Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung (20) und entsprechende Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung (30) jeweils an einer ersten Kreuzungsstelle (40) derart kreuzen, dass in Richtung der Längsachse (10a) eine Vielzahl erster Kreuzungsstellen (40) der ersten Drahtwicklung (20) und der zweiten Drahtwicklung (30) vorliegt und ein Verlauf der Vielzahl der ersten Kreuzungsstellen (40) in Richtung der Längsachse (10a) zumindest annähernd helixförmig ist.
  2. Kabelschirmung (10) nach Anspruch 1, wobei sich die Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung (20) und die entsprechenden Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung (30) jeweils an einer zweiten Kreuzungsstelle derart kreuzen, dass in Richtung der Längsachse (10a) eine Vielzahl zweiter Kreuzungsstellen der ersten Drahtwicklung (20) und der zweiten Drahtwicklung (30) vorliegt und ein Verlauf der Vielzahl der zweiten Kreuzungsstellen (30) in Richtung der Längsachse (10a) zumindest annähernd helixförmig ist.
  3. Kabelschirmung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung (20) und entsprechende Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung (30) jeweils an mehreren Kreuzungsstellen derart kreuzen, dass in Richtung der Längsachse (10a) eine Vielzahl von mehreren Kreuzungsstellen der ersten Drahtwicklung (20) und der zweiten Drahtwicklung (30) vorliegt und ein jeweiliger Verlauf der Vielzahl der mehreren Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse (10a) jeweils zumindest annähernd helixförmig ist.
  4. Kabelschirmung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der jeweilige Verlauf der Vielzahl der mehreren Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse (10a) zumindest annähernd parallel zueinander verläuft.
  5. Kabelschirmung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Steigung und die zweite Steigung den gleichen Betrag aufweisen.
  6. Kabelschirmung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung zumindest nahezu gegenläufig zueinander sind.
  7. Elektrische Leitung aufweisend:
    mindestens einen elektrischen Leiter; und
    eine um den elektrischen Leiter angeordnete Kabelschirmung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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