WO2016082935A1 - Kabel mit verseilten aderpaaren - Google Patents

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WO2016082935A1
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cable
wire
wire pairs
pairs
wires
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PCT/EP2015/002384
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French (fr)
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Stephan Kunz
Gunnar Armbrecht
Thomas LÖDDING
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Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg
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Priority to EP15804066.7A priority patent/EP3224838B1/de
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Priority to CN201580072913.7A priority patent/CN107112091B/zh
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    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens

Definitions

  • the invention relates to a cable with at least two wire pairs, each of which is set up to transmit a differential data signal.
  • the invention relates to a USB cable such as a USB 3.0 cable or a USB 3.1 cable.
  • USB signals are required for a wide variety of technical applications.
  • a USB socket may be desired for insertion of USB terminals so that a USB cable must be routed through the vehicle from front to back.
  • USB jacks or USB ports may be required in various locations (offices, public facilities, means of transport, etc.) to connect USB devices, for which purpose USB cables are to be routed.
  • Conventional USB2 interfaces eg USB 2.0 interfaces
  • D + and D- one wire pair for the power supply
  • the data transmission takes place symmetrically via the signal wire pair, whereby the data signal ("signal part") is transmitted through one wire of the signal wire pair and the data signal ("reference part") inverted to it by the other wire.
  • a cable for the transmission of USB2 signals has for this purpose as a pair of signal conductors two twisted and shielded wires to avoid transmission interference as possible.
  • the signal receiver determines the differential voltage of the signal Core pair of differentially transmitted data signal, so that on both wires of the signal wire pair to the same extent acting disturbances are eliminated.
  • USB3 interfaces eg USB3.0 interfaces
  • SSTX + and SSTX-, SSRX + and SSRX- additional signal wire pairs
  • D +, D-, GND, VBUS additional signal wire pairs
  • a conventional USB 3.0 cable is shown in FIG. Shown are three pairs of twisted pairs (twisted pairs 112, 114, 116), which are each set up to transmit a differential data signal. Adjacent to the twisted pair of wires, in each case a ground conductor in the form of a drain wire 115 may be provided. There are also two (non-twisted) wires 122, 124 for power supply. The individual wire pairs are each surrounded by a foil screen, and all the wires are circulated by a common screen 130 and a protective jacket 150. In addition, fillers 140 may be provided to ensure a round-cut cable.
  • the stranding according to the invention the mutual course of the individual wire pairs and the distance to the respectively adjacent wire pairs along the cable are each predetermined, so that a predictable, constant crosstalk per cable unit length can be expected.
  • the cable can be made more compact and thus also thinner and more space-saving than conventional cables, whereby the assembly costs and the transport costs can be reduced.
  • the arrangement of the wire pairs according to the invention reduces the cable diameter by about 20% to about 40%. in particular by about 30% possible.
  • conventional USB-3 cables with comparable core cross-sections have a cable diameter between 7 mm and 8 mm.
  • a USB-3 cable according to the invention has a cable diameter of between 5 and 6 mm, in particular approximately 5.5 mm.
  • the cable according to the invention has exactly three helical pairs running around the common stranding center. If the cable is a USB 3.x cable, the three pairs of wires represent the pairs of conductors SSTX + and SSTX- described above; SSRX + and SSRX-; D + and D- dar. Alternatively, four and more pairs of wires, each set up to transmit a differential signal, possible.
  • the common stranding center has a further core extending preferably in the center of the cable, in particular the current-carrying core (VBUS) of the USB cable.
  • VBUS current-carrying core
  • the further wire has a conductor with a larger cross-sectional area than the conductors of the differential wire pairs.
  • the more vein the larger the cross sectional area the more vein pairs are to be stranded around them.
  • higher currents or higher electrical power can be transmitted via a wire with a larger conductor cross-section.
  • the conductor diameters of the individual wires of the wire pairs are preferably less than half as large as the conductor diameter of the other wire.
  • the cross-sectional area of the conductor of the further wire is greater than 0, 5 mm 2 and smaller than 1, 5 mm 2 , in particular about 0.75 mm 2 .
  • the laying of additional power cable in addition to the USB cable, as already high electrical power can be transmitted via the cable according to the invention.
  • the conductor of the further wire has ten or more, in particular 15 or more copper wires with a diameter of less than 0.5 mm, in particular less than 0.25 mm.
  • the insulation of the other core may consist of a "bad" material from a HF technical point of view, ie a material with a high dissipation factor or high damping, for example the insulation of the other core is a PVC insulation disturbances within the cable, which, for example, can lead to increased coupling of the SSTX / SSRX wire pairs with each other, are additionally attenuated.
  • USB cables regularly have a shield, for example in the form of a braid shield.
  • a common screen surrounding all wire pairs is preferably provided.
  • This screen is preferably grounded and more preferably forms the ground conductor (GND) of the cable.
  • GND ground conductor
  • the already existing screen forms the ground conductor, whereby the compactness of the cable can be further improved while maintaining the shielding effect.
  • the stranding center in the form of a single core namely the current-carrying wire of the USB cable, form, which makes the production of stranded cable easier, since there are no other spurious wires.
  • the lay length of the helical course of the individual wire pairs is greater than 40 mm and less than 120 mm, preferably greater than 60 mm and less than 100 mm, in particular about 80 mm.
  • the lay length is the length of the cable length direction that requires a wire pair for a 360 ° turn around the stranding center.
  • the distance between the wires of a wire pair is smaller than the distance between adjacent wire pairs.
  • the two wires of at least two pairs of wires are directly adjacent to each other, while they each maintain a distance to the next adjacent wire of the nearest wire pair.
  • spacer elements may be provided between the individual wire pairs, wherein the spacer elements may be stranded together with the wire pairs around the common stranding center around.
  • the two wires of at least two pairs of wires are each adjacent to each other, while the two wires of at least one third pair of wires are arranged spaced from each other.
  • the two cores of the third pair of cores are arranged on opposite sides of the stranding center and / or each offset by about 90 ° to the other two wire pairs.
  • the third is Wire pair the high-speed wire pair (D + and D-) of the USB cable, and the other two wire pairs are the super-speed wire pairs (SSTX + and SSTX-, SSRX + and SSRX-) of the USB cable. It is important that the veins of at least one third pair of wires are stranded around the common stranding center around.
  • At least two pairs of conductors have their own shielding, preferably in the form of a foil shield enclosing the pair of conductors.
  • the film screens of the individual wire pairs can in each case bear tangentially with respect to a compact arrangement on the further wire forming the stranding center.
  • all wire pairs of the cable in the case of a USB-3 cable all three wire pairs, have their own shielding.
  • At least two wire pairs of the cable in the case of a USB-3 cable, the two super-speed pairs, a separate shielding, but at least a third wire pair of the cable, in the case of a USB-3 Cable the high-speed pair D +, D-, has no own shielding on.
  • the wires of the third pair of wires are widely spaced in the cable, preferably on opposite sides of the stranding center.
  • the two wires of the third wire pair are arranged adjacent to the common screen ("sum screen") surrounding all pairs of wires, so that a maximum coupling of these wires to the grounded sum screen is ensured from a "quasi-mass transmission" over the third pair of wires are spoken, with good decoupling to the centrally running in the cable current-carrying wire.
  • the electric field emanating from the cores of the third pair of wires is oriented in each case toward the adjacent summation screen, but not in the direction of the center of the cable in which the current-carrying core runs.
  • the shields circulating the wire pairs such as the film screens, respectively electrically contact the above-described common shield of the cable which circulates all wire pairs ("sum screen")
  • sum screen common shield of the cable which circulates all wire pairs
  • the individual wires of the wire pairs each have substantially the same distance to the stranding center.
  • the centers of the individual strands of the wire pairs each lie on a circle around the stranding center.
  • the compactness of the cable can be further improved by arranging the wire pairs in (all) cross-sectional planes running through the cable substantially rotationally symmetrical with respect to the stranding center.
  • the wire pairs (or the centers of the wires of the wire pairs) each lie substantially on the side of an equilateral triangle or a square enclosing the stranding center.
  • an equilateral triangle there are a maximum of three wire pairs, each on one side of the triangle, and in the case of a square, a maximum of four wire pairs, each on one side of the square, are provided.
  • an intended distance between the individual wire pairs can be ensured by rope-like running in the longitudinal direction of the cable filling elements, which can extend together with the wire pairs helically around the common stranding center around.
  • the filling elements may be arranged in the cable such that the overall result is a substantially circular cable cross-section.
  • filling elements may be provided whose cross-section substantially corresponds to the cross section of the cores of the wire pairs, so that not only wire pairs, but also pairs of filling elements extend helically around the stranding center and overall form a rotationally symmetrical arrangement. For example. are in running through the cable cross-sectional planes three wire pairs and a pair of filling elements The four sides of a square are twisted around the common stranding center.
  • wire other conductors in the cable in addition to the wire pairs and the centrally arranged further wire other conductors in the cable.
  • These other conductors may be required to transmit data signals, control signals, electric currents, or the like, as needed. be provided.
  • the other conductors do not necessarily circulate the common stranding center helically, but they can also have a linear course as needed.
  • the additional conductors may be provided instead of the above-mentioned rope-like filling elements and take their position in the cable.
  • each pair of wires may be assigned a straight line passing through the stranding center and between the wires of the pair, which does not intersect the wires of the pair.
  • a filling element runs in the longitudinal direction of the cable in a rope-like manner, which, together with the wire pairs, runs helically around the common stranding center, ensures an intended spacing between the wire pairs, and which is formed on the stranding center.
  • the molded filling element may be formed from the material of the insulation, which surrounds the core of the stranding center.
  • the stranding center can be integrally formed with the molded filling element and forms grooves or depressions in the wires and / or wire pairs partially submerge.
  • two electrical conductors of a wire pair are sheathed with a common, electrically insulating sheath. This simplifies the manufacture of such a wire pair.
  • an electrical conductor of a single core is sheathed with an electrically insulating sheath of elliptical cross-section.
  • the Single wire can be one of two wires of another wire pair. This also allows a waiver of filling elements and thus simplifies the production of the cable.
  • Fig. 1a is a sectional view (left) and a side view (right) of a first
  • Fig. 1b is a sectional view (left) and a side view (right) of a second
  • FIG. 2 shows a sectional view of a conventional USB 3.0 cable
  • FIG. 3 shows a sectional view of a third embodiment of a cable according to the invention
  • FIG. 4 a shows a sectional view of a fourth embodiment of a cable according to the invention
  • 4b is a sectional view of another embodiment of a wire pair of a cable according to the invention.
  • Fig. 5 is a sectional view of a fifth embodiment of a cable according to the invention.
  • Fig. 1a on the left a cross-sectional view of a first embodiment of the present invention and on the right a longitudinal view of this embodiment is shown in a partially cutaway side view. Shown is a USB 3.x cable 10 with a total of three wire pairs 12, 14, 16, which are each set up to transmit a differential data signal. Each wire pair has two together adjacent and juxtaposed cores 13 and is surrounded by a separate screen 15 such as a foil screen.
  • the individual wires 13 are made of tinned copper wires, have a conductor cross section between 0.05 and 0.2 mm 2 and a PP insulation.
  • the wire pairs extend helically in the longitudinal direction L of the cable 10 around a common stranding center 20, the stranding center being formed by a further wire 22 with a large conductor diameter X running in the center of the cable.
  • the cores of the individual wire pairs are not twisted together, but the wire pairs are stranded together to obtain a total stranding strand, resulting in a particularly compact and stable cable.
  • the lay length of the stranding is about 80 mm, whereby other lay lengths are possible as required and depending on the number of wire pairs and the diameter of the stranding center 20.
  • the total diameter of the cable is between 5 mm and 6 mm.
  • Comparable conventional USB cables have an overall diameter that is about 20% to 40% larger.
  • the cross-sectional area of the conductor 24 of the further wire 22 here is about 0.75 mm 2
  • the cross-sectional area of the conductors 25 of the wire pairs 12, 14, 16 here is about 0.14 mm 2 .
  • the diameter Y of the conductors 25 of the wire pairs is less than half as large as the diameter X of the conductor 24.
  • the central further wire 22 is adapted to the transmission of high currents of more than 2 A. It forms the current-carrying wire of the USB cable.
  • the cable 10 has a common screen 30 surrounding all wires in the form of a braid of tinned Cu wires, which forms the ground conductor of the USB cable.
  • additional Masseader can be dispensed with.
  • the film screens 15 of the individual wire pairs contact the summation screen 30 electrically. In this case, additional drain wires that run inside the foil screens 15 are not necessarily required.
  • the three wire pairs 12, 14, 16 are substantially rotationally symmetrical with a threefold Rotational symmetry arranged around the other wire 22 around.
  • the wire pairs each enclose an angle of about 120 ° with respect to the stranding center 20 between them.
  • This rotationally symmetrical arrangement is ensured by filling elements 41 each arranged between the wire pairs 12, 14, 16 and also stranded around the stranding center 20.
  • the cable 10 is surrounded by a protective jacket 50, which may, for example, consist of PVC.
  • a protective jacket 50 which may, for example, consist of PVC.
  • Fig. 1 b on the left a cross-sectional view of a second embodiment of the present invention and on the right is a longitudinal view of this embodiment in a partially cutaway side view.
  • This cable 10 ' is also a USB cable (USB 3.x cable) with a total of three wire pairs 12, 14, 16 for transmitting a respective differential data signal.
  • USB 3.x cable USB 3.x cable
  • the three pairs of wires 12, 14, 16 likewise extend helically in a substantially rotationally symmetrical arrangement in section around the common stranding center 20, which is formed by the current-carrying core 22.
  • the rotational symmetry is fourfold, with one pair of fillers 40 occupying the space of a (non-existent) fourth pair of wires.
  • the three pairs of wires 12, 14, 16 and the pair of filling elements 40 lie in each cross-sectional plane respectively on one side of a square enclosing the stranding center 20.
  • the diameter of the filling elements 40 essentially corresponds to the diameter of the wires 13 of the wire pairs 12, 14, 16.
  • the wire pairs each enclose an angle of about 90 ° between them.
  • further filling elements 40, 41 may be provided to ensure a predetermined mutual arrangement of the wire pairs 12, 14, 16 and / or a total of a round cable without dents or the like. provide.
  • the (non-conductive) filling elements 40, 41 may be provided in the cable further conductors, the like for the transmission of data, signals, currents or the like. can be provided.
  • non-stranded conductors such as linearly extending further conductors may be provided in the cable.
  • FIG. 3 A third embodiment of a USB 3.x cable 10 "according to the invention is shown in cross-section in Fig. 3.
  • This cable 10" has two wire pairs 1 2, 114 (the two super-speed pairs of the USB cable) are each surrounded by a separate foil screen 15, which electrically contacts the summation screen 30.
  • These two wire pairs 112, 14 are arranged on opposite sides of the central current-carrying wire 22 and extend helically around the common stranding center 20 formed by the wire 22.
  • the two wires of a third wire pair 116 (of the high-speed pair D +, D-) are provided spaced apart in the cable, on opposite sides of the central current-carrying wire 22 each offset by 90 ° to the two wire pairs 1 2, 114
  • the cores of the third core pair 116 also run around the stranding center 20 in a stranded manner, so that the cable has the same arrangement of cores-apart from a twist about the stranding center 20 -in arbitrary cross-sectional planes.
  • the two wires of the third wire pair 116 are arranged directly adjacent to the grounded sum screen 30, so that a quasi-mass-related transmission results practically without coupling in the direction of the central current-carrying wire 22.
  • FIG. 3 shows that four filling elements 40 are arranged between the stranding center 20 and the two wire pairs 112, 114 and the third wire pair 116 in this exemplary embodiment.
  • the summation screen 30 comprises a mesh of electrically conductive threads and / or wires and / or an electrically conductive foil.
  • FIG. 4 a shows in cross-section a fourth embodiment of a USB 3.x cable 10 "according to the invention, which differs from the third embodiment in that the stranding center 20 has an integrally formed filling element 40 a.
  • the molded filling element 40a is in the present embodiment of the
  • the stranding center 20 integrally formed with the molded filling element 40a. Furthermore, the stranding center 20 forms with the molded
  • Filling element 40a grooves or depressions into which the two core pairs 112, 114 and the third wire pair 116 at least partially submerge.
  • FIG. 4b shows a further embodiment of the two wire pairs 112, 114, which differs from the fourth embodiment in that the two electrical conductors of the two wire pairs 112, 114 are each surrounded by a common, electrically insulating casing 200.
  • a fifth embodiment of a USB 3.x cable according to the invention 10 "" is shown in cross section, which differs from the fourth embodiment in that the two shells 202a, 202b, each of the two electrical conductors of the third pair of wires 116 surrounded, have an elliptical cross-section.
  • the stranding center 20 may have a circular cross section as in the third embodiment shown in FIG. Alternatively, however, the stranding center 20 may also have filler elements 40a integrally formed analogously to the fourth embodiment.
  • this fifth embodiment can have the embodiment of the two wire pairs 112, 114 shown in FIGS. 3 and 4a or the embodiment of the two wire pairs 112, 114 shown in FIG. 4b.
  • the cable according to the invention is not necessarily a USB cable.
  • the cable according to the invention can also have only two or more than three stranded wire pairs. To ensure a rotationally symmetrical design, more than one wire pair can be replaced by a pair of filler elements.
  • Particularly important according to the invention is the stranding of the wire pairs around a common stranding center, wherein the stranding center is preferably formed by the centrally arranged, current-carrying wire of a USB cable.

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Abstract

Die Erfindung umfasst ein Kabel (10) mit mindestens zwei Aderpaaren (12, 14, 16), die jeweils zur Übertragung eines differentiellen Datensignals eingerichtet sind, insbesondere USB-Kabel, wobei die mindestens zwei Aderpaare (12, 14, 16) in Kabellängsrichtung (L) schraubenlinienförmig um ein gemeinsames Verseilungszentrum (20) herum verlaufen.

Description

Kabel mit verseilten Aderpaaren
Die Erfindung betrifft ein Kabel mit mindestens zwei Aderpaaren, die jeweils zur Übertragung eines differentiellen Datensignals eingerichtet sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein USB-Kabel wie etwa ein USB-3.0-Kabel oder ein USB-3.1 -Kabel.
Die Übertragung von USB-Signalen ist für verschiedenste technische Anwendungen erforderlich. Bspw. kann in einem hinteren Teil eines Fahrzeugs eine USB-Buchse zum Einstecken von USB-Endgeräten gewünscht sein, so dass ein USB-Kabel von vorne nach hinten durch das Fahrzeug geführt werden muss. Auch können USB-Buchsen bzw. USB-Anschlüsse an verschiedenen Orten (Büros, öffentliche Einrichtungen, Transportmittel etc.) zum Anschließen von USB-Endgeräten erforderlich sein, wobei zu diesem Zweck USB-Kabel zu verlegen sind. Herkömmliche USB2-Schnittstellen (bspw. USB 2.0 Schnittstellen) weisen nur ein Signal-Aderpaar (D+ und D-) und ein Aderpaar zur Stromversorgung (GND, VBUS) auf. Die Datenübertragung erfolgt symmetrisch über das Signal-Aderpaar, wobei durch die eine Ader des Signal-Aderpaars das Datensignal („Signalteil") und durch die andere Ader das dazu jeweils invertierte Datensignal („Referenzteil") übertragen wird. Ein Kabel zur Übertragung von USB2-Signalen weist zu diesem Zweck als Signalleiterpaar zwei verdrillte und abgeschirmte Adern auf, um Übertragungsstörungen möglichst zu vermeiden. Der Signalempfänger ermittelt die Differenzspannung des über das Signal- Aderpaar differentiell übertragenen Datensignals, so dass auf beide Adern des Signal- Aderpaars in gleichem Umfang einwirkende Störungen eliminiert werden.
Vor einigen Jahren wurde der USB3-Standard eingeführt. USB3-Schnittstellen (bspw. USB3.0 Schnittstellen) weisen neben den oben erläuterten Anschlüssen (D+, D-, GND, VBUS) mindestens zwei zusätzliche Signal-Aderpaare (SSTX+ und SSTX-; SSRX+ und SSRX-) auf. Über jedes dieser beiden Signal-Aderpaare wird ein differentielles Datensignal übertragen. Insgesamt werden hierdurch höhere Datenraten erreicht als mit dem herkömmlichen USB2-Standard.
Ein herkömmliches USB-3.0-Kabel ist in Fig. 2 dargestellt. Gezeigt sind drei jeweils verdrillte Aderpaare (twisted pairs 112, 114, 116), die jeweils zur Übertragung eines differentiellen Datensignals eingerichtet sind. Angrenzend an die verdrillten Aderpaare kann jeweils ein Masseleiter in Form eines Drain Wire 115 vorgesehen sein. Hinzu kommen zwei (nicht verdrillte) Adern 122, 124 zur Stromversorgung. Die einzelnen Aderpaare sind jeweils von einem Folienschirm umgeben, und alle Adern werden von einem gemeinsamen Schirm 130 und einem Schutzmantel 150 umlaufen. Zusätzlich können Füllelemente 140 vorgesehen sein, um ein im Schnitt rundes Kabel sicherzustellen.
Es hat sich herausgestellt, dass bei einer solchen herkömmlichen Aderanordnung je nach Verlauf und Abstand zwischen den Aderpaaren im Kabel ein unterschiedlich starkes Übersprechen zwischen den einzelnen Aderpaaren auftreten kann. Ferner ist ein herkömmliches USB-3.0-Kabel vergleichsweise dick, was eine einfache und raumsparende Montage schwierig macht.
In Anbetracht der beschriebenen Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eingangs beschriebenes Kabel kompakter auszugestalten und gleichzeitig einen zufriedenstellenden Schutz gegenüber äußeren Störungen und Störungen durch benachbarte Aderpaare zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kabel gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Bei dem erfindungsgemäßen Kabel verlaufen die mindestens zwei Aderpaare in Kabellängsrichtung schraubenlinienförmig um ein gemeinsames Verseilungszentrum herum.
Mit anderen Worten sind nicht die einzelnen Adern eines Aderpaars jeweils miteinander verdrillt, sondern die Aderpaare sind um ein gemeinsamen Verseilungszentrum herum miteinander verseilt. Ferner sind durch die erfindungsgemäße Verseilung der gegenseitige Verlauf der einzelnen Aderpaare und der Abstand zu den jeweils benachbarten Aderpaaren entlang des Kabels jeweils vorherbestimmt, so dass mit einer vorhersagbaren, konstanten Übersprechstärke pro Kabeleinheitslänge gerechnet werden kann. Im Übrigen kann das Kabel aufgrund des geordneten Verlaufs der einzelnen Aderpaare um das Verseilungszentrum herum kompakter und damit auch dünner und raumsparender ausgestaltet werden als herkömmliche Kabel, wodurch der Montageaufwand und die Transportkosten verringert werden können. Gegenüber herkömmlichen Kabeln mit vergleichbaren Innenleiter- bzw. Aderquerschnitten wie etwa einem USB-3.x-Kabel, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist durch die erfindungsgemäße Anordnung der Aderpaare eine Verringerung des Kabeldurchmessers um etwa 20% bis etwa 40%, insbesondere um etwa 30% möglich. So haben herkömmliche USB-3-Kabel mit vergleichbaren Aderquerschnitten etwa einen Kabeldurchmesser zwischen 7 mm und 8 mm. Ein erfindungsgemäßes USB-3-Kabel hat dagegen einen Kabeldurchmesser zwischen 5 und 6 mm, insbesondere etwa 5,5 mm.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Kabel genau drei schraubenlinienförmig um das gemeinsame Verseilungszentrum herumverlaufende Aderpaare auf. Wenn das Kabel ein USB 3.x-Kabel ist, stellen die drei Aderpaare die eingangs beschriebenen Leiterpaare SSTX+ und SSTX-; SSRX+ und SSRX-; D+ und D- dar. Alternativ sind auch vier und mehr Aderpaare, die jeweils zur Übertragung eines differentiellen Signals eingerichtet sind, möglich.
Im Hinblick auf eine besonders kompakte Ausgestaltung des Kabels hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das gemeinsame Verseilungszentrum eine vorzugsweise in der Kabelmitte verlaufende weitere Ader aufweist, insbesondere die stromführende Ader (VBUS) des USB-Kabels. Durch ein entlang der Kabelmitte verlaufendes Verseilungszentrum in Form einer weiteren Ader, die helixartig von den Aderpaaren umlaufen wird, kann ferner auf einfache Weise eine gewünschte Rundheit des Kabels sichergestellt werden, ohne dass zahlreiche Füllelemente erforderlich sind. Vorzugsweise weist die weitere Ader einen Leiter mit größerer Querschnittsfläche auf als die Leiter der differentiellen Aderpaare. Hierdurch kann zum einen die Fertigung der Verseilung um die weitere Ader herum vereinfacht werden. Bspw. kann die weitere Ader eine umso größere Querschnittsfläche haben, je mehr Aderpaare um sie herum zu verseilen sind. Ferner können höhere Stromstärken bzw. höhere elektrische Leistungen über eine Ader mit größerem Leiterquerschnitt übertragen werden. Die Leiterdurchmesser der einzelnen Adern der Aderpaare sind vorzugsweise weniger als halb so groß wie der Leiterdurchmesser der weiteren Ader.
Im Hinblick auf ggf. erforderliche hohe Stromstärken von 2 A und mehr, die bspw. zum schnellen Laden mobiler Endgeräte über den USB-Port benötigt werden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Querschnittsfläche des Leiters der weiteren Ader größer ist als 0,5 mm2 und kleiner ist als 1 ,5 mm2, insbesondere etwa 0,75 mm2 beträgt. Insbesondere bei einem Einsatz des erfindungsgemäßen Kabels im Automobilbereich kann in diesem Fall auf das Verlegen weiterer Stromkabel zusätzlich zu dem USB- Kabel verzichtet werden, da bereits über das erfindungsgemäße Kabel hohe elektrische Leistungen übertragbar sind.
Vorzugsweise weist der Leiter der weiteren Ader zehn oder mehr, insbesondere 15 oder mehr Kupferdrähte mit einem Durchmesser von jeweils weniger als 0,5 mm, insbesondere weniger als 0,25 mm auf. Die Isolierung der weiteren Ader kann aus einem aus HF-technischer Sicht„schlechten" Material, also aus einem Material mit hohem Verlustfaktor bzw. hoher Dämpfung bestehen. Bspw. ist die Isolierung der weiteren Ader eine PVC-lsolierung. Auf diese Weise kann die Ausbreitung von Störungen innerhalb des Kabels, die bspw. zu einer erhöhten Verkopplung der SSTX/SSRX-Aderpaare untereinander führen können, zusätzlich bedämpft werden.
USB-Kabel weisen regelmäßig eine Schirmung, bspw. in Form eines Geflechtschirms auf. Auch bei dem erfindungsgemäßen Kabel ist vorzugsweise ein solcher alle Aderpaare umlaufender gemeinsamer Schirm vorgesehen. Dieser Schirm ist vorzugsweise geerdet und bildet besonders bevorzugt den Masseleiter (GND) des Kabels. Damit kann auf den bei herkömmlichen USB-Kabeln in Form einer weiteren Ader vorhandenen Masseleiter (Bezugszeichen 124 in Fig. 2) im Kabel verzichtet werden. Mit anderen Worten bildet der ohnehin vorhandene Schirm den Masseleiter, wodurch die Kompaktheit des Kabels bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Schirmwirkung weiter verbessert werden kann. Insbesondere ist es in diesem Fall möglich, das Verseilungszentrum in Form einer Einzelader, nämlich der stromführenden Ader des USB-Kabels, auszubilden, was die Herstellung des verseilten Kabels einfacher macht, da keine weiteren störenden Adern vorhanden sind.
Inn Hinblick auf ein wirksames Unterdrücken von äußeren Störungen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Schlaglänge des schraubenlinienförmigen Verlaufs der einzelnen Aderpaare größer ist als 40 mm und kleiner ist als 120 mm, bevorzugt größer ist als 60 mm und kleiner ist als 100 mm, insbesondere etwa 80 mm beträgt. Die Schlaglänge ist die Länge der Strecke in Kabellängsrichtung, die ein Aderpaar für eine Windung um 360° um das Verseilungszentrum benötigt.
Gleichzeitig ist vorzugsweise in (all en) durch das Kabel verlaufenden Querschnittebenen der Abstand zwischen den Adern eines Aderpaars kleiner als der Abstand zwischen benachbarten Aderpaaren. Insbesondere liegen die beiden Adern von zumindest zwei Aderpaaren unmittelbar aneinander an, während sie jeweils einen Abstand zu der nächst benachbarten Ader des nächstliegenden Aderpaars einhalten. Zu diesem Zweck können Abstandhalteelemente zwischen den einzelnen Aderpaaren vorgesehen sein, wobei die Abstandhalteelemente zusammen mit den Aderpaaren um das gemeinsame Verseilungszentrum herum verseilt sein können. Hierdurch verlaufen d ie einzelnen Aderpaare besonders geordnet und in kompakter Anordnung durch das Kabel.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Adern von zumindest zwei Aderpaaren jeweils benachbart zueinander angeordnet, während die beiden Adern zumindest eines dritten Aderpaars voneinander beabstandet angeordnet sind. Bspw. sind die beiden Adern des dritten Aderpaars auf einander entgegengesetzten Seiten des Verseilungszentrums und/oder jeweils um etwa 90° versetzt zu den beiden anderen Aderpaaren angeordnet. Vorzugsweise ist das dritte Aderpaar das High-Speed-Aderpaar (D+ und D-) des USB-Kabels, und die anderen beiden Aderpaare sind die Super-Speed-Aderpaare (SSTX+ und SSTX-; SSRX+ und SSRX-) des USB-Kabels. Wichtig ist dabei, dass auch die Adern des zumindest einen dritten Aderpaars um das gemeinsame Verseilungszentrum herum verseilt sind.
Vorzugsweise weisen zumindest zwei Aderpaare eine eigene Schirmung, bevorzugt in Form eines das Aderpaar umhüllenden Folienschirms auf. Die Folienschirme der einzelnen Aderpaare können dabei im Hinblick auf eine kompakte Anordnung jeweils tangential an der das Verseilungszentrum bildenden weiteren Ader anliegen. Bei einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung weisen alle Aderpaare des Kabels, im Falle eines USB-3-Kabels alle drei Aderpaare, eine eigene Schirmung auf. Bei einer zweiten möglichen Ausführungsform der Erfindung weisen zumindest zwei Aderpaare des Kabels, im Falle eines USB-3-Kabels die beiden Super-Speed-Paare, eine eigene Schirmung auf, aber zumindest ein drittes Aderpaar des Kabels, im Falle eines USB-3-Kabels das High-Speed-Paar D+, D-, weist keine eigene Schirmung auf. In diesem letztgenannten Fall ist es vorteilhaft, wenn die Adern des dritten Aderpaars im Kabel weit voneinander beabstandet, bevorzugt auf einander entgegengesetzten Seiten des Verseilungszentrums angeordnet sind. Insbesondere ist es in diesem letztgenannten Fall vorteilhaft, wenn die beiden Adern des dritten Aderpaars angrenzend an den alle Aderpaare umlaufenden gemeinsamen Schirm („Summenschirm") angeordnet sind, so dass eine maximale Kopplung dieser Adern zu dem geerdeten Summenschirm sichergestellt ist. In diesem Fall kann von einer„quasi- massebezogenen Übertragung" über das dritte Aderpaar gesprochen werden, bei guter Entkopplung zu der zentral im Kabel verlaufenden stromführenden Ader. Das von den Adern des dritten Aderpaars ausgehende elektrische Feld orientiert sich nämlich jeweils zu dem nahegelegenen Summenschirm hin, nicht jedoch in Richtung der Kabelmitte, in der die stromführende Ader verläuft.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kontaktieren die die Aderpaare umlaufenden Schirmungen wie etwa die Folienschirme jeweils elektrisch den oben erläuterten gemeinsamen Schirm des Kabels, der alle Aderpaare umläuft („Summenschirm"). Wenn der Summenschirm geerdet ist, sind damit auch die einzelnen Aderpaarschirme geerdet bzw. auf einem gemeinsamen elektrischen Niveau. Dabei hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn herstellungsbedingt vorhandene Spalte in den Folienschirmen jeweils radial nach außen weisen und damit dem Summenschirm zugewandt sind. Ferner kann in diesem Fall auf Masseleiter wie etwa Drain Wires verzichtet werden, die bei herkömmlichen Kabeln regelmäßig zusätzlich zu den beiden Adern des Aderpaars innerhalb der Folienschirme vorgesehen sind.
Ferner hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, dass in (allen) durch das Kabel verlaufenden Querschnittsebenen die einzelnen Adern der Aderpaare jeweils im Wesentlichen denselben Abstand zu dem Verseilungszentrum aufweisen. Mit anderen Worten liegen die Zentren der einzelnen Adern der Aderpaare jeweils auf einem Kreis um das Verseilungszentrum.
Die Kompaktheit des Kabels kann weiter verbessert werden, indem die Aderpaare in (allen) durch das Kabel verlaufenden Querschnittebenen im Wesentlichen drehsymmetrisch bzgl. des Verseilungszentrums angeordnet sind. Besonders bevorzugt liegen die Aderpaare (bzw. die Zentren der Adern der Aderpaare) jeweils im Wesentlichen auf Seiten eines gleichseitigen Dreiecks oder eines Quadrats, das das Verseilungszentrum einschließt. Im Falle eines gleichseitigen Dreiecks sind maximal drei Aderpaare - jedes auf einer Seite des Dreiecks - vorgesehen, und im Falle eines Quadrats sind maximal vier Aderpaare - jedes auf einer Seite des Quadrats - vorgesehen.
Ein vorgesehener Abstand zwischen den einzelnen Aderpaaren kann durch seilartig in Längsrichtung des Kabels verlaufende Füllelemente sichergestellt werden, die zusammen mit den Aderpaaren schraubenlinienförmig um das gemeinsame Verseilungszentrum herum verlaufen können. Alternativ oder zusätzlich können die Füllelemente derart im Kabel angeordnet sein, dass sich insgesamt ein im Wesentlichen kreisrunder Kabelquerschnitt ergibt. Alternativ oder zusätzlich können Füllelemente vorgesehen sein, deren Querschnitt im Wesentlichen dem Querschnitt der Adern der Aderpaare entspricht, so dass nicht nur Aderpaare, sondern auch Paare von Füllelementen schraubenlinienförmig um das Verseilungszentrum herum verlaufen und insgesamt eine drehsymmetrische Anordnung ausbilden. Bspw. liegen in durch das Kabel verlaufenden Querschnittebenen drei Aderpaare und ein Paar Füllelemente auf den vier Seiten eines Quadrats und sind um das gemeinsame Verseilungszentrum herum verseilt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen neben den Aderpaaren und der zentral angeordneten weiteren Ader noch weitere Leiter in dem Kabel. Diese weiteren Leiter können je nach Bedarf zum Übertragen von Datensignalen, Steuersignalen, elektrischen Strömen o.dgl. vorgesehen sein. Die weiteren Leiter umlaufen nicht notwendigerweise das gemeinsame Verseilungszentrum schraubenlinienförmig, sondern sie können je nach Bedarf auch einen linearen Verlauf haben. Alternativ oder zusätzlich können die zusätzlichen Leiter anstelle der oben genannten seilartigen Füllelemente vorgesehen sein und deren Position im Kabel einnehmen.
Vorzugsweise kann in jeder Querschnittebene des Kabels jedem Aderpaar eine durch das Verseilungszentrum und zwischen den Adern des Paars durchlaufende Gerade zugeordnet werden, die die Adern des Paars nicht schneidet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform verläuft seilartig in Längsrichtung des Kabels ein Füllelement, das zusammen mit den Aderpaaren schraubenlinienförmig um das gemeinsame Verseilungszentrum herum verläuft, einen vorgesehen Abstand zwischen den Aderpaaren sicherstellt, und das an das Verseilzentrum angeformt ist. Dies erlaubt einen Verzicht auf Füllelemente in Form von separaten Bauteilen wie separaten Füllelementen und vereinfacht so die Fertigung des Kabels sowie den Logistikaufwand für die Fertigung. Dabei kann das angeformte Füllelement aus dem Material der Isolierung gebildet sein, das die Ader des Verseilzentrums ummantelt. Somit kann das Verseilzentrum mit dem angeformten Füllelement einstückig ausgebildet sein und bildet Nuten oder Vertiefungen, in die Adern und/oder Aderpaare teilweise eintauchen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei elektrisch Leiter eines Aderpaares mit einer gemeinsamen, elektrisch isolierenden Ummantelung ummantelt. Dies vereinfacht die Fertigung eines derartigen Aderpaares.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein elektrischer Leiter einer Einzelader mit einer elektrisch isolierenden Ummantelung mit elliptischem Querschnitt ummantelt. Die Einzelader kann eine von zwei Adern eines weiteren Aderpaares sein. Auch dies erlaubt einen Verzicht auf Füllelemente und vereinfacht so die Fertigung des Kabels.
In der nun folgenden Beschreibung wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die erfindungswesentliche und in der Beschreibung nicht näher herausgestellte Einzelheiten der Erfindung zeigen. Dabei zeigen:
Fig. 1a eine Schnittansicht (links) und eine Seitenansicht (rechts) einer ersten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kabels,
Fig. 1b eine Schnittansicht (links) und eine Seitenansicht (rechts) einer zweiten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kabels, Fig. 2 eine Schnittansicht eines herkömmlichen USB-3.0-Kabels,
Fig. 3 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kabels, Fig. 4a eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kabels,
Fig. 4b eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Aderpaares eines erfindungsgemäßen Kabels, und
Fig. 5 eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kabels.
In Fig. 1a ist links eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und rechts eine Längsansicht dieser Ausführungsform in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht dargestellt. Gezeigt ist ein USB-3.x-Kabel 10 mit insgesamt drei Aderpaaren 12, 14, 16, die jeweils zur Übertragung eines differentiellen Datensignals eingerichtet sind. Jedes Aderpaar weist zwei aneinander angrenzende und nebeneinander verlaufende Adern 13 auf und ist von einem separaten Schirm 15 wie etwa einem Folienschirm umgeben.
Die einzelnen Adern 13 bestehen aus verzinnten Kupferdrähten, haben einen Leiterquerschnitt zwischen 0,05 und 0,2 mm2 und eine PP-lsolierung.
Die Aderpaare verlaufen in Längsrichtung L des Kabels 10 schraubenlinienförmig bzw. helixförmig um ein gemeinsamen Verseilungszentrum 20 herum, wobei das Verseilungszentrum durch eine in der Kabelmitte verlaufende weitere Ader 22 mit großem Leiterdurchmesser X gebildet wird. Mit anderen Worten sind nicht die Adern der einzelnen Aderpaare miteinander verdrillt, sondern die Aderpaare sind zum Erhalt eines Gesamtverseilungsstrangs miteinander verseilt, was zu einem besonders kompakten und stabilen Kabel führt. Die Schlaglänge der Verseilung beträgt etwa 80 mm, wobei je nach Bedarf und in Abhängigkeit von der Anzahl der Aderpaare und des Durchmessers des Verseilungszentrums 20 andere Schlaglängen möglich sind. Der Gesamtdurchmesser des Kabels liegt zwischen 5 mm und 6 mm. Vergleichbare herkömmliche USB-Kabel haben einen Gesamtdurchmesser, der um etwa 20% bis 40% größer ist. Die Querschnittsfläche des Leiters 24 der weiteren Ader 22 beträgt hier etwa 0,75 mm2, während die Querschnittsfläche der Leiter 25 der Aderpaare 12, 14, 16 hier etwa 0,14 mm2 beträgt. Damit ist der Durchmesser Y der Leiter 25 der Aderpaare weniger als halb so groß wie der Durchmesser X des Leiters 24. Die zentrale weitere Ader 22 ist zur Ü bertragung hoher Ströme von mehr als 2 A eingerichtet. Sie bildet die stromführende Ader des USB-Kabels.
Ferner weist das Kabel 10 einen alle Adern umlaufenden gemeinsamen Schirm 30 in Form eines Geflechts aus verzinnten Cu-Drähten auf, der den Masseleiter des USB- Kabels bildet. Auf eine im Kabelinneren verlaufende, zusätzliche Masseader kann damit verzichtet werden. Die Folienschirme 15 der einzelnen Aderpaare kontaktieren den Summenschirm 30 elektrisch. Dabei sind nicht notwendigerweise zusätzliche Drain Wires erforderlich, die innerhalb der Folienschirme 15 verlaufen.
Wie in der links dargestellten Querschnittansicht gut erkennbar ist, sind die drei Aderpaare 12, 14, 16 im Wesentlichen drehsymmetrisch mit einer dreizähligen Drehsymmetrie um die weitere Ader 22 herum angeordnet. Mit anderen Worten schließen die Aderpaare jeweils einen Winkel von etwa 120° bzgl. des Verseilungszentrums 20 zwischen sich ein. Diese drehsymmetrische Anordnung wird durch jeweils zwischen den Aderpaaren 12, 14, 16 angeordnete, ebenfalls um das Verseilungszentrum 20 verseilte Füllelemente 41 sichergestellt.
Das Kabel 10 ist von einem Schutzmantel 50 umgeben, der bspw. aus PVC bestehen kann. In Fig. 1 b ist links eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und rechts eine Längsansicht dieser Ausführungsform in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht dargestellt. Dieses Kabel 10' ist ebenfalls ein USB-Kabel (USB-3.x-Kabel) mit insgesamt drei Aderpaaren 12, 14, 16 zur Übertragung jeweils eines differentiellen Datensignals. Mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Merkmale entspricht das Kabel 10' gemäß der zweiten Ausführungsform dem Kabel 10 gemäß der ersten Ausführungsform, so dass auf die obigen Ausführungen verwiesen werden kann.
Die drei Aderpaare 12, 14, 16 verlaufen ebenfalls in einer im Schnitt im Wesentlichen drehsymmetrischen Anordnung schraubenlinienförmig um das gemeinsame Verseilungszentrum 20, das durch die stromführende Ader 22 gebildet ist. Anders als bei der ersten Ausführungsform ist die Drehsymmetrie hier jedoch vierzählig, wobei ein Paar Füllelemente 40 den Platz eines (nicht vorhandenen) vierten Aderpaars einnimmt. Mit anderen Worten liegen die drei Aderpaare 12, 14, 16 und das Paar Füllelemente 40 in jeder Querschnittebene jeweils auf einer Seite eines das Verseilungszentrum 20 einschließenden Quadrats. Der Durchmesser der Füllelemente 40 entspricht dabei im Wesentlichen dem Durchmesser der Adern 13 der Aderpaare 12, 14, 16.
Bzgl. des Verseilungszentrums 20 schließen die Aderpaare jeweils einen Winkel von etwa 90° zwischen sich ein.
Je nach Bedarf können weitere Füllelemente 40, 41 vorgesehen sein, um eine vorgegebene gegenseitige Anordnung der Aderpaare 12, 14, 16 sicherzustellen und/oder um insgesamt ein rundes Kabel ohne Dellen o.dgl. bereitzustellen. Anstelle der (nichtleitenden) Füllelemente 40, 41 können weitere Leiter im Kabel vorgesehen sein, die zur Übertragung von Daten, Signalen, Strömen o.dgl. vorgesehen sein können. Alternativ oder zusätzlich können nichtverseilte Leiter wie etwa linear verlaufende weitere Leiter im Kabel vorgesehen sein.
In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen USB-3.x-Kabels 10" im Querschnitt dargestellt. Dieses Kabel 10" weist zwei Aderpaare 1 2, 114 auf (die beiden Super-Speed-Paare des USB-Kabels), die jeweils von einem eigenen Folienschirm 15 umgeben sind, der den Summenschirm 30 elektrisch kontaktiert. Diese beiden Aderpaare 112, 1 4 sind auf einander entgegengesetzten Seiten der zentralen stromführenden Ader 22 angeordnet und verlaufen schraubenlinienförmig um das gemeinsame Verseilungszentrum 20 herum, das von der Ader 22 gebildet ist. Die beiden Adern eines dritten Aderpaars 116 (des High-Speed-Paars D+, D-) sind voneinander beabstandet im Kabel vorgesehen, und zwar auf einander entgegengesetzten Seiten der zentralen stromführenden Ader 22 jeweils um 90° versetzt zu den beiden Aderpaaren 1 2, 114. Auch die Adern des dritten Aderpaars 116 verlaufen verseilt um das Verseilungszentrum 20 herum, so dass das Kabel - abgesehen von einer Verdrehung um das Verseilungszentrum 20 - in beliebigen Querschnittebenen dieselbe Anordnung von Adern hat. Die beiden Adern des dritten Aderpaars 116 sind dabei unmittelbar angrenzend an den geerdeten Summenschirm 30 angeordnet, so dass sich eine quasi-massebezogene Übertragung praktisch ohne Kopplung in Richtung auf die zentrale stromführende Ader 22 ergibt.
Insgesamt ergibt sich eine im Wesentlichen 4-zählig drehsymmetrische Anordnung der Adern um das Verseilungszentrum 20 herum, wobei sich zum einen zwei Aderpaare 112, 114 und zum anderen zwei Einzeladern eines dritten Aderpaars 116 im Kabel 10" gegenüberliegen.
Ferner zeigt die Fig. 3, dass zwischen dem Verseilzentrum 20 und den beiden Aderpaaren 112, 114 sowie dem dritten Aderpaar 116 in diesem Ausführungsbeispiel vier Füllelemente 40 angeordnet sind. Des Weiteren wird noch angemerkt, dass der Summenschirm 30 ein Geflecht aus elektrisch leitfähigen Fäden und/oder Drähten und/oder eine elektrisch leitfähige Folie aufweist. Im Übrigen wird auf die oben beschriebenen Merkmale der ersten und zweiten Ausführungsformen der Erfindung verwiesen, die auch bei der dritten Ausführungsform vorgesehen sein können.
In Fig. 4a ist eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen USB-3.x-Kabels 10"' im Querschnitt dargestellt, dass sich von der dritten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass das Verseilzentrum 20 ein angeformtes Füllelement 40a aufweist.
Das angeformte Füllelement 40a ist in der vorliegenden Ausführungsform aus dem
Material der Isolierung gebildet, die die Ader 22 ummantelt. Somit ist in der vierten
Ausführungsform das Verseilzentrum 20 mit dem angeformten Füllelement 40a einstückig ausgebildet. Ferner bildet das Verseilzentrum 20 mit dem angeformten
Füllelement 40a Nuten oder Vertiefungen, in die die beiden Aderpaare 112, 114 und das dritte Aderpaar 116 zumindest teilweise eintauchen.
Inn Übrigen wird auf die oben beschriebenen Merkmale der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen der Erfindung verwiesen, die auch bei der vierten Ausführungsform vorgesehen sein können.
In Fig. 4b ist eine weitere Ausführungsform der beiden Aderpaare 112, 114 dargestellt, die sich von der vierten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die beiden elektrischen Leiter der beiden Aderpaare 112, 114 jeweils von einer gemeinsamen, elektrisch isolierenden Ummantelung 200 umgeben sind.
In Fig. 5 ist eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen USB-3.x-Kabels 10"" im Querschnitt dargestellt, die sich von der vierten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die beiden Ummantelungen 202a, 202b, die jeweils die beiden elektrischen Leiter des dritten Aderpaar 116 umgeben, einen elliptischen Querschnitt aufweisen. Bei dieser Ausführungsform kann das Verseilungszentrum 20 einen kreisförmigen Querschnitt wie bei der in Fig. 3 gezeigte dritte Ausführungsform aufweisen. Alternativ kann das Verseilzentrum 20 aber auch analog zur vierten Ausführungsform angeformte Füllelemente 40a aufweist. Ferner kann diese fünfte Ausführungsform die in den Fig. 3 und 4a gezeigte Ausführungsform der beiden Aderpaare 112, 114 oder die in Fig. 4b gezeigte Ausführungsform der beiden Aderpaare 112, 114 aufweisen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Kabel nicht notwendigerweise ein USB-Kabel. Ferner kann das erfindungsgemäße Kabel auch nur zwei oder mehr als drei verseilte Aderpaare aufweisen. Um einen drehsymmetrischen Aufbau sicherzustellen, kann mehr als ein Aderpaar durch ein Paar Füllelemente ersetzt sein. Erfindungsgemäß besonders wichtig ist die Verseilung der Aderpaare um ein gemeinsames Verseilungszentrum herum, wobei das Verseilungszentrum bevorzugt durch die zentral angeordnete, stromführende Ader eines USB-Kabels gebildet ist.

Claims

Patentansprüche
Kabel (10) mit mindestens zwei Aderpaaren (12, 14, 16), die jeweils zur Übertragung eines differentiellen Datensignals eingerichtet sind, insbesondere USB- Kabel,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die mindestens zwei Aderpaare (12, 14, 16) in Kabellängsrichtung (L) schraubenlinienförmig um ein gemeinsames Verseilungszentrum (20) herum verlaufen.
Kabel nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch drei schraubenlinienförmig um das gemeinsame Verseilungszentrum (20) herumverlaufende Aderpaare (12, 14, 16), wobei das Kabel (10) bevorzugt ein USB 3-Kabel ist.
Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Verseilungszentrum (20) eine vorzugsweise in der Kabelmitte verlaufende weitere Ader (22) aufweist, insbesondere die ström führende Ader des USB- Kabels.
Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Ader einen Leiter (24) mit größerer Querschnittsfläche aufweist als die Leiter (25) der Aderpaare (12, 14, 16).
Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Leiters (24) der weiteren Ader (22) größer ist als 0,5 mm2 und kleiner ist als 1 mm2, insbesondere etwa 0,75 mm2 beträgt.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen alle Aderpaare (12, 14, 16) umlaufenden, gemeinsamen geerdeten Schirm (30), der bevorzugt den Ground-Leiter des USB-Kabels bildet.
7. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlaglänge des schraubenlinienförmigen Verlaufs der Aderpaare (12, 14, 16) größer ist als 40 mm und kleiner ist als 120 mm, bevorzugt größer ist als 60 mm und kleiner ist als 100 mm, insbesondere etwa 80 mm beträgt.
8. Kabel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in durch das Kabel verlaufenden Querschnittebenen der Abstand zwischen den Adern (13) eines Aderpaars (12) jeweils kleiner ist als der Abstand zwischen benachbarten Aderpaaren (12, 14).
9. Kabel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Aderpaare (12, 14, 16), insbesondere alle Aderpaare, jeweils eine eigene Schirmung (15), bevorzugt in Form eines das Aderpaar einschließenden Folienschirms aufweisen.
1 0. Kabel (10") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiteres Aderpaar (116) keine eigene Schirmung aufweist, wobei die Adern des weiteren Aderp aars (1 16) voneinander beabstandet, insbesondere auf einander entgegengesetzten Seiten des Verseilungs- Zentrums (20) angeordnet sind.
Kabel (10") nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum einen zwei Aderpaare (1 12, 14) und zum anderen die zwei Adern des weiteren Aderpaars (1 16) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Verseilungszentrums (20) angeordnet sind, wobei die Adern des weiteren Aderpaars (1 16) bevorzugt an einen gemeinsamen geerdeten Schirm (30) angrenzen.
12. Kabel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in durch das Kabel verlaufenden Querschnittsebenen die einzelnen Adern (13) der Aderpaare (12, 14, 16) jeweils im Wesentlichen denselben Abstand zu dem Verseilungszentrum (20) aufweisen.
1 3. Kabel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aderpaare (12, 14, 16) in durch das Kabel verlaufenden Querschnittebenen im Wesentlichen drehsymmetrisch bzgl. des Verseilungszentrums (20) angeordnet sind, bevorzugt jeweils auf Seiten eines gleichseitigen Dreiecks oder eines Quadrats liegen, das das Verseilungszentrum (20) einschließt.
4. Kabel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seilartig in Längsrichtung (L) des Kabels verlaufende Füllelemente (40, 41 ), die zusammen mit den Aderpaaren (12, 14, 16) schraubenlinienförmig um das gemeinsame Verseilungszentrum (20) herum verlaufen und einen vorgesehen Abstand zwischen den Aderpaaren (12, 14, 16) sicherstellen.
5. Kabel nach den Ansprühen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass in durch das Kabel verlaufenden Querschnittebenen drei Aderpaare (12, 14, 16) und ein Paar Füllelemente (40) auf den vier Seiten eines Quadrats liegen und um das gemeinsame Verseilungszentrum (20) herum verseilt sind.
6. Kabel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein seilartig in Längsrichtung (L) des Kabels verlaufendes Füllelement (40a), das zusammen mit den Aderpaaren (12, 14, 16) schraubenlinienförmig um das gemeinsame Verseilungszentrum (20) herum verläuft, einen vorgesehen Abstand zwischen den Aderpaaren ( 2, 14, 16) sicherstellt, und das an das Verseilzentrum (20) angeformt ist.
7. Kabel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei elektrisch Leiter eines Aderpaares (1 12, 1 14), die mit einer gemeinsamen, elektrisch isolierenden Ummantelung ummantelt sind.
8. Kabel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen elektrischer Leiter einer Einzelader (1 16), der mit einer elektrisch isolierenden Ummantelung mit elliptischen Querschnitt ummantelt ist.
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