WO2017076984A1 - Datenkabel sowie verwendung des datenkabels in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Datenkabel sowie verwendung des datenkabels in einem kraftfahrzeug Download PDF

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WO2017076984A1
WO2017076984A1 PCT/EP2016/076583 EP2016076583W WO2017076984A1 WO 2017076984 A1 WO2017076984 A1 WO 2017076984A1 EP 2016076583 W EP2016076583 W EP 2016076583W WO 2017076984 A1 WO2017076984 A1 WO 2017076984A1
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pair
data cable
shielding
screen
wire
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PCT/EP2016/076583
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French (fr)
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Dominik DORNER
Michael Feist
Bernd Janssen
Erwin Köppendörfer
Johannes Nachtrab
Rainer PÖHMERER
Original Assignee
Leoni Kabel Gmbh
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Publication date
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    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/20—Cables having a multiplicity of coaxial lines
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    • H01B11/002—Pair constructions
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    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1834—Construction of the insulation between the conductors
    • H01B11/1847—Construction of the insulation between the conductors of helical wrapped structure
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    • H01B13/016—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing co-axial cables
    • H01B13/0165—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for manufacturing co-axial cables of the layers outside the outer conductor
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    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/02—Stranding-up
    • H01B13/0207—Details; Auxiliary devices

Definitions

  • the invention relates to a data cable with a cable core comprising a number of wire pairs, each wire pair having two wires, preferably parallel, which are surrounded by a pair shield.
  • the invention further relates to the use of such a data cable in a means of transport by land, water, space and / or air, e.g. Motor vehicle, aircraft, ships, boats, or hovercraft etc. In order to avoid unnecessary repetition, reference will be made below to the motor vehicle, whereby no restriction with regard to use in a means of transport should be made.
  • Such data cables are used in particular for high-speed data transmissions, especially for symmetrical data transmissions.
  • one signal of the pair of wires and one signal inverted in the other are fed into one of the core pairs.
  • the two signals are summed together so that external disturbances cancel each other out.
  • the applicant offers such data cables for computer networks under the brand name ParalLink.
  • a data cable with a shielded wire pair can be seen, in which the pair shielding is formed by a metal-laminated carrier film.
  • the carrier film is not wound but longitudinally folded, wherein in the overlap region of the longitudinal edges of the film, this is turned over, so that an inwardly directed to the wire pair conductive metal side is oriented to the outside.
  • a two-wire is arranged, which electrically contacts the outwardly oriented metal side there.
  • the shield can be contacted in the plug in a simple manner, for example, with conventional crimping technology.
  • the present invention seeks to provide a data cable in particular for a symmetrical high-speed data transmission with data transfer rates in the Gb range, in which a reliable data transmission is achieved with low space requirement and low weight, and also in a simpler Way can be made.
  • a data cable having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 16.
  • This comprises a cable core comprising a number of wire pairs, each wire pair having two wires, which are preferably parallel to each other arranged and surrounded by a Paartransportung.
  • the respective pair of wires consists in particular of the two wires and is surrounded directly by the pair shielding.
  • the shielded wire pair therefore has no further components surrounded by the pair shielding, such as filling elements or other wires, etc.
  • at least one, but preferably several, and in particular two pairs of wires are understood to be the number of wire pairs.
  • the respective pair shield has a conductive outer surrounding the wire pair, which is thus oriented outwards.
  • This outer side therefore completely surrounds the wire pair and is oriented outwards over the entire circumference.
  • the cable core as a whole is surrounded by an overall shield, which abuts against this outwardly oriented conductive outer side of the pair screen and is thereby electrically connected thereto.
  • the wires of a respective pair of wires preferably run parallel, ie, untwisted to each other. As a result, disturbing effects due to the twisting are avoided.
  • the respective pair screens lie in an electrically conductive manner against one another.
  • the pairs of wires in particular two pairs of wires, each provided with a pair shielding, are connected together to form a stranded core. stranded together.
  • This Verseilverbund preferably forms the cable core.
  • other elements together with the shielded wire pairs may preferably form the cable core as a common stranded composite. The other elements can therefore be stranded together with the wire pairs.
  • a respective pair shield is wound around the respective pair of wires.
  • the pair shield therefore has a coiled around the respective wire pair run screen element.
  • the pair shields of several and preferably all core pairs of the cable core are wound in the same direction.
  • the particular advantage is achieved that, in particular in combination with stranded stranded wire pairs with a suitable stranding quasi a compression of the individual pairs shields is achieved. These are therefore reliably fixed by the forces applied during the stranding forces on the respective wire pair.
  • Another particular advantage of the overall stranding is the fact that this also ensures a tight and particularly dense wrapping of a respective pair of wires with the shielding foil, so that overall a reliable shielding is formed and thus the transmission properties of the two core pairs are improved.
  • a respective pair shielding is in particular wound in parallel to a stranding direction of the stranding composite.
  • the pair shielding and the total stranding are therefore formed in the same direction with the same direction of impact.
  • a lay length of the pair shield is preferably smaller than an overall lay length of the twisted bond.
  • any shielding elements for the respective pair shielding for example a helical shield made of individual wires which extend helically around the pair, a braided shield, a foil shield or even combinations thereof.
  • a screen foil is provided as the pair shield, i. the pair shield is formed by the screen foil itself. This is wrapped in particular in the manner of a banding around the wire pair. In this case, adjacent film sections preferably overlap one another.
  • This screen foil is, in particular, a plastic foil laminated on one or both sides, in particular an aluminum-laminated plastic foil. Alternatively, a metal foil is used.
  • the use of a simple screen foil is made possible, since in this case the screen foil is fixed as described above by the stranding, as it were, on the wire pair. Further fixation of the banded screen foil is therefore not required and preferably not provided.
  • the thickness of the shielding film is usually in the range of a few 1/100 mm to typically a maximum of 1 / 10mm, for example. 1 / 20mm. In all cases, the shielding element is particularly applied directly around the two wires, i. without the interposition of other separate elements, such as insulating films or layers.
  • a conductive jacket layer is formed to form the pair shielding.
  • This is preferably designed as an extruded jacket and can thus be manufactured inexpensively.
  • the jacket consists in this case in particular of a conductive plastic. Such is achieved for example by the addition and embedding of conductive particles in a plastic matrix.
  • the conductive jacket surrounds the respective wire pair.
  • the conductive sheath surrounds a respective core insulation, thus forming an outer concentric core sheath of a respective core.
  • the conductive sheath layers of the two cores of the wire pair touch each other and thereby form the paired shielding.
  • an additional screen element such as an additional screen film etc., is preferably dispensed with.
  • the overall screen surrounding the cable core is preferably designed as a braided screen, helical screen or else as a foil screen or combinations thereof.
  • it comprises at least one braid or a helical shield element, each consisting of a plurality of interwoven or coiled individual wires. These can be combined with another screen foil.
  • Such a braided shield or helical shield can be easily assembled due to its great compared to a screen foil stability.
  • the cable core is not necessarily limited to the use of wire pairs for data transmission.
  • the cable core in addition to the wire pairs even more elements, such as Bendstrlinde on to set a desired geometry or in particular roundness.
  • electrical supply lines are integrated in addition to the wire pairs, which thus serve to power components and usually have a much larger cable cross-section than the wires for data transmission. These supply lines are self-shielded or unshielded.
  • further electrical or optical data transmission elements are integrated.
  • the data cable in such embodiments is a hybrid cable with different functions. These further elements are preferably arranged in addition to the shielded wire pairs, ie in each case outside the pair shielding.
  • the data cable is a prefabricated data cable in which a connection element, in particular a plug, is contacted at the end.
  • the connection element has a ground connection, which is preferably connected exclusively to the overall screen. Therefore, the screen connection of the individual pairs umbrellas takes place via the ground connection.
  • An individual direct contacting of the individual pairs umbrellas, ie their electrical-mechanical connection with the connecting element is preferably not. The contacting takes place exclusively indirectly over the entire screen.
  • Such a data cable is used in particular in a motor vehicle, but is not limited to the applications in the automotive sector.
  • the pair shield is formed by a wrapping or banding, especially as a shielding foil, wherein the winding direction of the banding is concurrent with a stranding direction of the stranded composite of the core pairs.
  • the pair shields are preferably applied during the stranding process to form the stranded composite, without the individual core pairs being previously banded with the shielding foil. It is therefore dispensed with a separate Band istsvorgang. For the banding, the stranding process is exploited.
  • the screen foil is fed parallel to the respective pair of wires with incoming stranding the stranding machine.
  • FIG. 2 is a perspective view of the data cable of FIG. 1 with exposed individual layers of the cable.
  • the data cable 2 shown in the figures is generally used to transmit symmetrical data signals and is suitable for reliable data transmission at data rates preferably greater than 100 Mb per second and preferably greater than 1 Gb per second.
  • the data cable 2 preferably has at least two wire pairs 4, which are each formed by two wires 6, which are surrounded by a pair of shields 8. Conveniently, the data cable 2 has exactly two wire pairs 4, as shown in the figures.
  • the individual wires 6 are guided parallel to each other, i. the wires 6 of a wire pair 4 are not stranded with each other.
  • a respective core 6 has and preferably consists in each case of an electrical conductor 10 and a core insulation 12.
  • the conductor 10 is in particular a stranded conductor with stranded individual strands, preferably of copper. Other materials, especially copper alloys, aluminum, aluminum alloys, etc. may also be used. The individual strands can also be coated.
  • the conductor 10 may also be a solid conductor.
  • the core insulation 12 forms a dielectric.
  • the core insulation 12 preferably consists of a solid plastic jacket, which is extruded. Conveniently, this polypropylene is used. However, other suitable materials can be used in principle as well.
  • the core insulation 12 is formed as a foamed jacket.
  • the wire pairs 4 of two individual, mutually unconnected wires 6 are formed.
  • a respective wire pair 4 is formed as a particular extruded twin, ie, the two wires 6 are virtually part of a two-wire ribbon cable.
  • the two conductors 10 are incorporated in a common insulation jacket.
  • the parallel juxtaposed ter 10 a common insulation jacket applied, in particular by means of extrusion, so that the twin line is formed.
  • the pair shielding 8 is in particular a shielding foil 14, which is preferably designed as a plastic foil laminated on one side. This has a metallic, conductive side, which is oriented to the outside. As an alternative to a backing film laminated on one side, it is also possible to use a film laminated on both sides or a metal foil.
  • the shielding film 14 is expediently wound in the manner of a banding around the wire pair 4. Alternatively, a longitudinally folded screen foil is used, as can be seen for example from the above-cited EP 2 1 12 669 A2.
  • a conductive cladding layer not shown here is applied, in particular extruded. This preferably surrounds the two wires 6 of the wire pair 4 together. Alternatively, each wire 6 is provided with such a conductive extruded jacket layer.
  • the pairs of conductors 4 provided with the pair shielding 8 are stranded together to form a stranded composite 16.
  • this stranded composite 16 at the same time forms a cable core 18.
  • no further elements are provided.
  • other elements can be integrated. These are, for example, electrically / optically functionless filler strands and / or the cable core 18 is designed as a hybrid cable core 18, in which, in addition to the wire pairs, further electrical and / or optical transmission elements are integrated.
  • the further elements are preferably also part of the stranded composite 16.
  • the transmission properties for the data transmission are positively influenced by the stranding, in particular during (bending) movements of the data cable 2.
  • the banded screen film 14 is expediently alsbandiert in the same direction as the wire pairs 4 are stranded together.
  • a direction of impact of the screen foil 14 therefore corresponds to a direction of impact of the stranded composite 16.
  • the screened foil 14 is fixed to the core pairs 4 in a preferred embodiment, so that separate fixing means, in particular insulating intermediate foils, can be omitted and also dispensed with.
  • the shielding film 14 is optionally initially banded in a separate step around a respective wire pair 4.
  • the shielding film 14 is applied in the overall stranding to the stranded composite 16 by being introduced in parallel around two parallel cores. In the latter case, a separate Bandier perspectives deleted.
  • the stranding process of the wire pairs 4 for the stranded composite 16 is utilized for the banding of the shielding foil 14.
  • Another particular advantage is the fact that a tight and particularly dense wrapping of a respective pair of wires 4 with the shielding film 14 is ensured by the total stranding to Verseilverbund 18, so that a total of reliable shielding is guaranteed.
  • a total screen 20 is attached to the cable core 18 or the stranded composite, which surrounds the cable core 18 as a whole.
  • This overall screen 20 is preferably a braid screen.
  • the overall screen 20 rests directly against the respective pair shields 8 and contacts them electrically.
  • a connection of the pairs umbrellas 8 to a (ground) contact takes place here in a manner not shown here on this overall screen 20.
  • the overall screen 20 also serves to further improve the shielding, in particular to improve the EMC property.
  • an outer cable sheath 22 is formed to protect against external influences. This forms an outer insulating jacket and is made in particular of PVC or other suitable insulating material.
  • the data cable 2 described here is characterized on the one hand by the electrical contact between the pair of parasols 8 and the overall screen 20, whereby a simplified contacting of the shielding on the overall screen 20 is made possible.
  • the data cable 2 is characterized in that the shielding film 14 is applied to the respective wire pair 4 in the same manner as the total stranding of the cable core 18, i. the screen films 14 and the stranded composite in particular have the same direction of impact.
  • the advantage is achieved that a simple shielding foil, in particular an aluminum-clad shielding foil, can be used without additional fixing means being required. Due to the total stranding, the banded screen foil is fixed firmly on the wire pairs 4. In addition, this also leads overall to a better and reliable shielding, especially during movements of the data cable 2.
  • a data cable 2 with good transmission properties for high-frequency, in particular symmetrical data transmissions is achieved overall. It is dispensed with various elements, as are customary in the prior art. This relates in particular to a separate filler wire and also an additional stabilizing foil for the screen foil 14. In this way, the data cable can be formed compact overall, so that it takes up little space. At the same time this weight is reduced.

Abstract

Das Datenkabel (2) weist eine Kabelseele (18) auf, die eine Anzahl, vorzugsweise zumindest zwei, Aderpaare (4) umfasst. Jedes Aderpaar (4) weist zwei Adern (6) auf, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen und von einer Paarschirmung (8) umgeben sind. Die Paarschirmung (8) ist dabei insbesondere als eine Schirmfolie (14) ausgebildet, die eine leitfähige Außenseite aufweist, die nach außen orientiert ist. Weiterhin ist die Kabelseele (18) von einem Gesamtschirm (20) umgeben, welcher an der leitfähigen Außenseite der Paarschirmung (8) anliegt und dadurch mit dieser elektrisch leitend verbunden ist. Die Kabelseele (18) bildet vorzugsweise einen Verseilverbund (16) aus, welcher zweckdienlicherweise in gleicher Richtung verseilt ist wie die Schirmfolie (14), sodass diese auf einem jeweiligen Aderpaar (4) fixiert ist. Eine Schirmkontaktierung erfolgt dabei vorzugsweise ausschließlich über den Gesamtschirm (20). Auf einen Beidraht ist verzichtet. Das Datenkabel (2) wird insbesondere im automotiven Bereich eingesetzt.

Description

Beschreibung
Datenkabel sowie Verwendung des Datenkabels in einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Datenkabel mit einer Kabelseele, die eine Anzahl von Aderpaaren umfasst, wobei jedes Aderpaar zwei Adern, vorzugsweise parallel aufweist, welche von einer Paarschirmung umgeben sind. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines derartigen Datenkabels in einem Verkehrsmittel zu Land, Wasser, Raum und/oder Luft, wie z.B. Kraftfahrzeug, Flugzeug, Schiffen, Booten, oder Luftkissenbooten etc. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird im nachfolgenden zum Kraftfahrzeug referiert, wobei hierdurch keine Einschränkung im Hinblick auf die Verwendung in einem Verkehrsmittel stattfinden soll.
Derartige Datenkabel werden insbesondere für High-Speed-Datenübertragungen, speziell für symmetrische Datenübertragungen verwendet. Bei derartigen symmetrischen Datenübertragungen werden in die eine Ader des Aderpaars ein Signal und in die andere Ader ein hierzu invertiertes Signal eingespeist. Empfängerseitig werden die beiden Signale miteinander summiert, sodass sich äußere Störeinflüsse aufheben. Von der Anmelderin werden unter dem Markennamen ParalLink derartige Datenkabel für Computernetzwerke angeboten.
Aufgrund der zunehmenden Kommunikationstechnologie auch innerhalb von Kraftfahrzeugen wächst der Bedarf für derartige High-Speed-Datenleitungen auch im automotiven Bereich. Generell besteht hier neben einem hohen Kostendruck auch das Bestreben, Bauraum und Gewicht möglichst gering zu halten.
Häufig werden für die Datenübertragung zwei Aderpaare in einem gemeinsamen Datenkabel zusammengefasst. Um eine zuverlässige und störungsfreie Daten- Übertragung zu gewährleisten, sind hierbei für High-Speed-Datenübertragungen mit Datenübertragungsraten im Gb-Bereich Schirmungen erforderlich. Die Schirmungen müssen dabei am Kabelende an der Verbindungsstelle zu Komponenten, beispielsweise in einem Steckerbereich, elektrisch kontaktiert werden. Dies ist insbesondere bei häufig für derartige Datenleitungen verwendeten Folienschirmen schwierig.
Aus der EP 2 1 12 669 A2 ist ein Datenkabel mit einem geschirmten Aderpaar zu entnehmen, bei dem die Paarschirmung durch eine metallkaschierte Trägerfolie gebildet ist. Die Trägerfolie ist dabei nicht gewickelt sondern längs gefaltet ausgebildet, wobei im Überlappbereich der Längskanten der Folie diese umgeschlagen ist, sodass eine nach innen zu dem Aderpaar gerichtete leitfähige Metallseite nach außen orientiert ist. In diesem Bereich ist ein Beidraht angeordnet, welcher die dort nach außen orientierte Metallseite elektrisch kontaktiert. Über diesen Beidraht kann dann endseitig die Schirmung in einfacher Weise, beispielsweise mit herkömmlicher Crimptechnologie, im Stecker kontaktiert werden.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Datenkabel insbesondere für eine symmetrische High-Speed-Datenübertragung mit Datenübertragungsraten im Gb-Bereich anzugeben, bei dem eine zuverlässige Datenübertragung bei gleichzeitig geringer Bauraumbeanspruchung und geringem Gewicht erreicht ist, und das sich zudem auch in einfacher Weise konfektionieren lässt.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Datenkabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Dieses umfasst eine Kabelseele, die eine Anzahl von Aderpaaren umfasst, wobei jedes Aderpaar zwei Adern aufweist, die vorzugsweise parallel zueinander angeordnet und von einer Paarschirmung umgeben sind. Das jeweilige Aderpaar besteht dabei insbesondere aus den zwei Adern und ist unmittelbar von der Paarschirmung umgeben. Das geschirmte Aderpaar weist also keine weiteren von der Paarschirmung umgebene Komponenten, wie Füllelemente oder weitere Adern etc. auf. Unter Anzahl von Aderpaaren wird vorliegend zumindest ein, vorzugsweise jedoch mehrere und insbesondere zwei Aderpaare verstanden. Die jeweilige Paarschirmung weist dabei eine das Aderpaar umgebende leitfähige Außenseite auf, welche also nach außen orientiert ist. Diese Außenseite umgibt daher das Aderpaar vollständig und ist über den gesamten Umfang nach außen orientiert. Zusätzlich ist die Kabelseele insgesamt von einem Gesamtschirm umgeben, welcher an dieser nach außen orientierten leitfähigen Außenseite des Paarschirms anliegt und dadurch mit diesem elektrisch verbunden ist.
Durch diese Ausgestaltung wird der besondere Vorteil erreicht, dass durch die unmittelbare elektrische Verbindung zwischen der leitfähigen Außenseite der jeweiligen Paarschirmung und dem Gesamtschirm auf zusätzliche Elemente, insbesondere auf einen zusätzlichen Beidraht, verzichtet werden kann und
zweckdienlicherweise auch verzichtet wird. Gleichzeitig ist durch den Gesamtschirm eine einfache Konfektionierung und Kontaktierung des Gesamtschirms am Ende des Kabels ermöglicht, beispielsweise bei der Verbindung zu einer Komponente oder auch in einem Stecker. Durch den Verzicht auf einen Beidraht wird zudem Material eingespart, welches neben einer Verringerung des erforderlichen Bauraums auch zu Gewichts- und Kosteneinsparungen führt.
Die Adern eines jeweiligen Aderpaares verlaufen dabei vorzugsweise parallel, also unverdrillt zueinander. Hierdurch sind Störeffekte infolge der Verdrillung vermieden.
In zweckdienlicher Ausgestaltung liegen dabei bei Verwendung von mehreren Aderpaaren die jeweiligen Paarschirme elektrisch leitend aneinander an. Im Unterschied zu herkömmlichen Datenkabeln ist daher auf eine galvanische Trennung zwischen den einzelnen Aderpaaren verzichtet. Dadurch, dass die Paarschirme gleichzeitig mit dem Gesamtschirm leitend verbunden sind, ist ein möglichst gro ßflächiger leitender Kontakt zwischen den einzelnen Schirmelementen sichergestellt, sodass insgesamt eine zuverlässige Schirmung erreicht wird. Sämtliche Schirmelemente liegen daher auf einem gleichen Potenzial.
In zweckdienlicher Weiterbildung sind die jeweils mit einer Paarschirmung versehenen Aderpaare, insbesondere zwei Aderpaare, miteinander zu einem Verseil- verbünd verseilt. Dieser Verseilverbund bildet dabei vorzugsweise die Kabelseele. Alternativ können auch noch weitere Elemente zusammen mit den geschirmten Aderpaaren vorzugsweise als gemeinsamer Verseilverbund die Kabelseele bilden. Die weiteren Elemente können also gemeinsam mit den Aderpaaren verseilt sein. Durch die Verseilung wird zunächst insgesamt eine hohe (Biege-)Flexibilität für das Datenkabel erreicht, welches insbesondere bei Anwendungen in Verkehrsmittel von Vorteil ist.
In zweckdienlicher Ausgestaltung ist eine jeweilige Paarschirmung um das jeweilige Aderpaar gewickelt. Die Paarschirmung weist daher ein gewendelt um das jeweilige Aderpaar geführtes Schirmelement auf. Hierdurch ist eine zuverlässige Abschirmung insgesamt auch bei einer Biegebeanspruchung gewährleistet.
Zweckdienlicherweise sind die Paarschirmungen mehrerer und vorzugsweise aller Aderpaare der Kabelseele in gleicher Richtung gewickelt. Durch diese Maßnahme wird der besondere Vorteil erzielt, dass insbesondere in Kombination mit den zu einem Verseilbund verseilten Aderpaaren bei geeigneter Verseilrichtung quasi eine Komprimierung der einzelnen Paarschirmungen erreicht wird. Diese werden daher durch die bei der Verseilung aufgebrachten Kräfte am jeweiligen Aderpaar zuverlässig fixiert.
Infolge dieser durch den Verseilprozess erreichten Fixierung der Paarschirmung kann weiterhin zum Zwecke der Einsparung von Bauraum und Kosten auf eine ansonsten erforderliche Bandierungsfolie verzichtet werden. Entsprechend ist daher in bevorzugter Ausgestaltung auch auf eine solche zusätzliche isolierende und stabilisierende Bandierungsfolie um eine jeweilige Paarschirmung oder auch um den gesamten Verseilverbund verzichtet.
Ein weiterer besonderer Vorteil der Gesamtverseilung ist darin zu sehen, dass hierdurch auch eine enge und besonders dichte Umwicklung eines jeweiligen Aderpaars mit der Schirmfolie gewährleistet ist, sodass insgesamt eine zuverlässige Schirmung ausgebildet und damit die Übertragungseigenschaften der beiden Aderpaare verbessert ist. Um dies zu erreichen, ist dabei eine jeweilige Paarschirmung insbesondere gleichlaufend zu einer Verseilrichtung des Verseilverbundes gewickelt. Die Paarschirmung und die Gesamtverseilung sind daher in gleicher weise mit gleicher Schlagrichtung ausgebildet. Vorzugsweise ist weiterhin eine Schlaglänge der Paarschirmung kleiner als eine Gesamtschlaglänge des Verseilverbundes.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, für die jeweilige Paarschirmung beliebige Schirmelemente heranzuziehen, beispielsweise einen Wendelschirm aus Einzeldrähten, die wendeiförmig um das Paar herum verlaufen, einen Geflechtschirm, einen Folienschirm oder auch Kombinationen hiervon. Zweckdienlicherweise ist jedoch als Paarschirmung lediglich eine Schirmfolie vorgesehen, d.h. die Paarschirmung ist durch die Schirmfolie selbst gebildet. Diese ist insbesondere nach Art einer Bandierung um das Aderpaar gewickelt. Dabei Überlappen benachbarte Folienabschnitte vorzugsweise einander. Bei dieser Schirmfolie handelt es sich insbesondere um eine ein- oder beidseitig metallkaschierte Kunststofffolie, insbesondere eine aluminiumkaschierte Kunststofffolie. Alternativ wird eine Metallfolie verwendet. Insbesondere in Kombination mit den verseilten Aderpaaren wird die Verwendung einer einfachen Schirmfolie ermöglicht, da in diesem Fall die Schirmfolie wie zuvor beschrieben durch die Verseilung quasi auf dem Aderpaar fixiert wird. Eine weitere Fixierung der bandierten Schirmfolie ist daher nicht erforderlich und vorzugsweise auch nicht vorgesehen. Die Dicke der Schirmfolie liegt dabei üblicherweise im Bereich von einigen 1 /100 mm bis typischerweise maximal 1 /10mm, z.B.1 /20mm. In allen Fällen wird das Schirmelement insbesondere unmittelbar um die beiden Adern angebracht, d.h. ohne die Zwischenlage weiterer separater Elemente, wie beispielsweise isolierende Folien oder Lagen.
Alternativ oder auch ergänzend zu der Schirmfolie ist zur Ausbildung der Paarschirmung eine leitfähige Mantelschicht ausgebildet. Diese ist vorzugsweise als ein aufextrudierter Mantel ausgebildet und lässt sich damit kostengünstig fertigen. Der Mantel besteht in diesem Fall insbesondere aus einem leitfähigen Kunststoff. Ein solcher wird beispielsweise durch die Zugabe und Einbettung von leitfähigen Partikeln in eine Kunststoff-Matrix erreicht. Der leitfähige Mantel umgibt dabei das jeweilige Aderpaar. Alternativ hierzu umgibt der leitfähige Mantel eine jeweilige Aderisolierung, bildet daher einen äußeren konzentrischen Adermantel einer jeweiligen Ader. Die leitfähigen Mantelschichten der beiden Adern des Aderpaares berühren sich und bilden dadurch die Paar- schirmung aus. Bei der Ausführung mit der leitfähigen Mantelschicht wird auf ein zusätzliches Schirmelement, wie z.B. eine zusätzliche Schirmfolie etc. vorzugsweise verzichtet.
Der die Kabelseele umgebende Gesamtschirm ist vorzugsweise als Geflechtschirm, Wendelschirm oder auch als Folienschirm oder aus Kombinationen hiervon ausgebildet. Insbesondere umfasst er jedoch zumindest ein Geflecht bzw. ein Wendelschirmelement, die jeweils aus einer Vielzahl von miteinander verflochtenen bzw. gewendelten Einzeldrähten bestehen. Diese können mit einer weiteren Schirmfolie kombiniert sein. Ein derartiger Geflechtschirm oder auch Wendelschirm lässt sich aufgrund seiner im Vergleich zu einer Schirmfolie großen Stabilität einfach konfektionieren.
Die Kabelseele ist nicht zwingend beschränkt auf die Verwendung von Aderpaaren für eine Datenübertragung. In zweckdienlicher Ausgestaltung weist die Kabelseele neben den Aderpaaren noch weitere Elemente, wie beispielsweise Füllstränge auf, um eine gewünschte Geometrie oder insbesondere Rundheit einzustellen. Ergänzend oder alternativ sind neben den Aderpaaren elektrische Versorgungsleitungen integriert, welche also zur Stromversorgung von Komponenten dienen und die üblicherweise einen deutlich größeren Leitungsquerschnitt als die Adern für die Datenübertragung aufweisen. Diese Versorgungsleitungen sind dabei selbst geschirmt oder auch ungeschirmt. Neben den Aderpaaren sind beispielsweise auch weitere elektrische oder optische Datenübertragungselemente integriert. Insgesamt handelt es sich bei dem Datenkabel bei derartigen Ausführungsvarianten um ein Hybridkabel mit unterschiedlichen Funktionen. Diese weitere Elemente sind vorzugsweise ergänzend zu den geschirmten Aderpaaren angeordnet, d.h. jeweils außerhalb der Paarschirmung. Zweckdienlicherweise handelt es sich bei dem Datenkabel um ein vorkonfektioniertes Datenkabel, bei dem endseitig ein Anschlusselement, insbesondere ein Stecker, kontaktiert ist. Das Anschlusselement weist dabei einen Masseanschluss auf, der vorzugsweise ausschließlich mit dem Gesamtschirm verbunden ist. Über den Masseanschluss erfolgt daher die Schirmanbindung der einzelnen Paarschirme. Eine individuelle unmittelbare Kontaktierung der einzelnen Paarschirme, also deren elektrisch-mechanische Verbindung mit dem Anschlusselement erfolgt vorzugsweise nicht. Die Kontaktierung erfolgt ausschließlich mittelbar über den Gesamtschirm.
Ein derartiges Datenkabel ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, ist jedoch nicht auf die Anwendungen im automotiven Bereich beschränkt.
Zur Herstellung eines derartigen Datenkabels wird in bevorzugter Ausgestaltung die Paarschirmung durch eine Umwicklung oder Bandierung, speziell als Schirmfolie, ausgebildet, wobei die Wickelrichtung der Bandierung gleichlaufend mit einer Verseilrichtung des Verseilverbunds der Aderpaare ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Paarschirmung durch das Verseilen weiterer radial zugezogen wird und somit fest um das Aderpaar gewickelt bleibt. Speziell wird hierdurch der Verzicht auf eine weitere Kunststofffolie zu Fixierung der Paarschirmung ermöglicht.
Bevorzugt werden die Paarschirmungen dabei während des Verseilvorgangs zur Ausbildung des Verseilverbundes aufgebracht, ohne dass die einzelnen Aderpaare zuvor mit der Schirmfolie bandiert wurden. Es wird also auf einen separaten Bandierungsvorgang verzichtet. Für die Bandierung wird der Verseilprozess ausgenutzt. Die Schirmfolie wird dabei parallel zu dem jeweiligen Aderpaar mit einlaufend der Verseilmaschine zugeführt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Diese zeigen einen Querschnitt durch ein Datenkabel sowie Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Datenkabels gemäß Fig. 1 mit freigelegten einzelnen Schichten des Kabels.
In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das in den Figuren dargestellte Datenkabel 2 dient allgemein zur Übertragung von symmetrischen Datensignalen und ist geeignet für eine zuverlässige Datenübertragung mit Datenraten vorzugsweise von größer 100 Mb pro Sekunde und vorzugsweise von größer 1 Gb pro Sekunde. Das Datenkabel 2 weist vorzugsweise zumindest zwei Aderpaare 4 auf, welche jeweils gebildet sind durch zwei Adern 6, die von einer Paarschirmung 8 umgeben sind. Zweckdienlicherweise weist das Datenkabel 2 genau zwei Aderpaare 4 auf, wie dies in den Figuren dargestellt ist. Die einzelnen Adern 6 sind dabei parallel zueinander geführt, d.h. die Adern 6 eines Aderpaares 4 sind nicht miteinander verseilt. Eine jeweilige Ader 6 weist auf und besteht vorzugsweise jeweils aus einem elektrischen Leiter 10 und einer Aderisolierung 12. Bei dem Leiter 10 handelt es sich insbesondere um einen Litzenleiter mit verseilten Einzellitzen vorzugsweise aus Kupfer. Andere Materialien, insbesondere Kupferlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen etc. können auch verwendet werden. Die Einzellitzen können auch beschichtet sein. Bei dem Leiter 10 kann es sich auch um einen massiven Leiter handeln. Die Aderisolierung 12 bildet ein Dielektrikum. Die Aderisolierung 12 besteht vorzugsweise aus einem massiven Kunststoffmantel, welcher aufextrudiert ist. Zweckdienlicherweise wird hierbei Polypropylen verwendet. Andere geeignete Materialien können grundsätzlich jedoch auch verwendet werden. Alternativ zu einer massiven Ausgestaltung ist die Aderisolierung 12 als ein geschäumter Mantel ausgebildet.
Bei dem dargestellten Ausführungsspiel sind die Aderpaare 4 aus zwei einzelnen, miteinander unverbundenen Adern 6 gebildet. Alternativ hierzu ist ein jeweiliges Aderpaar 4 als ein insbesondere extrudierter Zwilling ausgebildet, d.h. die beiden Adern 6 sind quasi Teil einer zweiadrigen Bandleitung. Bei dieser sind die beiden Leiter 10 in einem gemeinsamen Isolationsmantel eingebracht. Hierzu wird vorzugsweise in einem Arbeitsgang auf die parallel nebeneinander geführten Lei- ter 10 ein gemeinsamer Isolationsmantel aufgebracht, insbesondere mittels Extru- sion, sodass die Zwillingsleitung entsteht.
Bei der Paarschirmung 8 handelt es sich insbesondere um eine Schirmfolie 14, die bevorzugt als eine einseitig metallkaschierte Kunststofffolie ausgebildet ist. Diese weist dabei eine metallische, leitfähige Seite auf, die nach außen orientiert ist. Alternativ zu einer einseitig kaschierten Trägerfolie kann auch eine beidseitig kaschierte Folie oder eine Metallfolie verwendet werden. Die Schirmfolie 14 ist zweckdienlicherweise nach Art einer Bandierung um das Aderpaar 4 gewickelt. Alternativ hierzu wird eine längs gefaltete Schirmfolie verwendet, wie sie beispielsweise aus der eingangs zitierten EP 2 1 12 669 A2 zu entnehmen ist.
Alternativ zu der Schirmfolie 14 wird eine hier nicht näher dargestellte leitfähige Mantelschicht aufgebracht, insbesondere aufextrudiert. Diese umgibt vorzugsweise die beiden Adern 6 des Aderpaars 4 gemeinsam. Alternativ ist jede Ader 6 mit einer derartigen leitfähigen extrudierten Mantelschicht versehen.
Die mit der Paarschirmung 8 versehenen Aderpaare 4 sind zu einem Verseilverbund 16 miteinander verseilt. Im Ausführungsbeispiel bildet dieser Verseilverbund 16 zugleich eine Kabelseele 18. Im Ausführungsbeispiel sind keine weiteren Elemente mehr vorgesehen. Alternativ können auch weitere Element integriert sein. Die sind beispielsweise elektrisch/optisch funktionslose Füllstränge und / oder die Kabelseele 18 ist als eine hybride Kabelseele 18 ausgebildet, bei der neben den Aderpaaren noch weitere elektrische und/oder optische Übertragungselemente integriert sind. Im Falle eines Hybridaufbaus sind die weiteren Elemente vorzugsweise ebenfalls Teil des Verseilverbunds 16.
Durch die Verseilung der Aderpaare 4 wird insgesamt eine gute Flexibilität des gesamten Datenkabels 2 erreicht. Weiterhin werden durch die Verseilung die Übertragungseigenschaften für die Datenübertragung insbesondere bei (Biege-) Bewegungen des Datenkabels 2 positiv beeinflusst. Die aufbandierte Schirmfolie 14 ist dabei zweckdienlicherweise in gleicher Richtung aufbandiert wie die Aderpaare 4 miteinander verseilt sind. Eine Schlagrichtung der Schirmfolie 14 entspricht daher einer Schlagrichtung des Verseilverbunds 16. Durch diese Maßnahme werden die aufbandierten Schirmfolien 14 daher in bevorzugter Ausgestaltung an den Aderpaaren 4 fixiert, sodass auf separate Fixiermittel, insbesondere isolierende Zwischenfolien, verzichtet werden kann und auch verzichtet wird.
Die Schirmfolie 14 wird dabei wahlweise zunächst in einem separaten Schritt um ein jeweiliges Aderpaar 4 bandiert. Alternativ wird die Schirmfolie 14 bei der Gesamtverseilung zum Verseilverbund 16 aufgebracht, indem sie um jeweils zwei parallele Adern mitlaufend eingeführt wird. Im letztgenannten Fall entfällt ein separater Bandierprozess. Für die Bandierung der Schirmfolie 14 wird also der Verseil- prozess der Aderpaare 4 zum Verseilverbund 16 ausgenutzt.
Ein weiterer besonderer Vorteil ist darin zu sehen, dass durch die Gesamtverseilung zum Verseilverbund 18 auch eine enge und besonders dichte Umwicklung eines jeweiligen Aderpaars 4 mit der Schirmfolie 14 gewährleistet ist, sodass insgesamt eine zuverlässige Schirmung gewährleistet ist.
Ergänzend ist um die Kabelseele 18 bzw. dem Verseilverbund noch ein Gesamtschirm 20 angebracht, welcher die Kabelseele 18 insgesamt umgibt. Bei diesem Gesamtschirm 20 handelt es sich vorzugsweise um einen Geflechtschirm. Der Gesamtschirm 20 liegt dabei unmittelbar an den jeweiligen Paarschirmen 8 an und kontaktiert diese elektrisch. Ein Anschluss der Paarschirme 8 an einen (Masse-) Kontakt erfolgt in hier nicht näher dargestellter Weise über diesen Gesamtschirm 20. Hierbei kann auf herkömmliche einfache zu konfektionierende Schirm- kontaktierungsmethoden, z.B. Crimpen zurückgegriffen werden. Zudem dient der Gesamtschirm 20 auch zur weitergehenden Verbesserung der Schirmung, insbesondere zur Verbesserung der EMV-Eigenschaft. Schließlich ist zum Schutz vor äußeren Einflüssen noch ein äußerer Kabelmantel 22 ausgebildet. Dieser bildet einen äußeren isolierenden Mantel und besteht insbesondere aus PVC oder aus einem anderen geeigneten Isolationsmaterial.
Das hier beschriebene Datenkabel 2 zeichnet sich zum Einen durch die elektrische Kontaktierung zwischen den Paarschirmen 8 und dem Gesamtschirm 20 aus, wodurch eine vereinfachte Kontaktierung der Schirmung über den Gesamtschirm 20 ermöglicht ist. Zum Anderen zeichnet sich das Datenkabel 2 dadurch aus, dass die Schirmfolie 14 für das jeweilige Aderpaar 4 in der gleichen Weise aufgebracht ist wie die Gesamtverseilung der Kabelseele 18, d.h. die Schirmfolien 14 und der Verseilverbund weisen insbesondere die gleiche Schlagrichtung auf. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass eine einfache Schirmfolie, insbesondere eine aluminiumkaschierte Schirmfolie eingesetzt werden kann, ohne dass zusätzliche Fixiermittel erforderlich sind. Durch die Gesamtverseilung wird die bandierte Schirmfolie fest auf den Aderpaaren 4 fixiert. Zudem führt dies insgesamt auch zu einer besseren und zuverlässigen Schirmung insbesondere auch bei Bewegungen des Datenkabels 2.
Durch den hier beschriebenen Aufbau wird insgesamt ein Datenkabel 2 mit guten Übertragungseigenschaften für hochfrequente, insbesondere symmetrische Datenübertragungen erreicht. Dabei wird auf verschiedene Elemente, wie sie im Stand der Technik üblich sind, verzichtet. Dies betrifft insbesondere einen separaten Beilaufdraht und auch eine zusätzlich stabilisierende Folie für die Schirmfolie 14. Hierdurch kann das Datenkabel insgesamt kompakt ausgebildet werden, sodass es wenig Bauraum beansprucht. Gleichzeitig wird hierdurch das Gewicht reduziert.

Claims

Ansprüche
1 . Datenkabel (2) mit einer Kabelseele (18), die eine Anzahl von Aderpaaren (4) umfasst, wobei jedes Aderpaar (4) aus zwei Adern (6) besteht, die unmittelbar von einer Paarschirmung (8) umgeben sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Paarschirmung (8) eine das Aderpaar (4) umgebende leitfähige Außenseite aufweist, die nach außen orientiert ist und dass die Kabelseele (18) von einem Gesamtschirm (20) umgeben ist, welcher an der leitfähigen Außenseite der Paarschirmung (8) anliegt und dadurch mit dieser elektrisch verbunden ist.
2. Datenkabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Adern (6) eines Aderpaares (4) parallel zueinander verlaufen.
3. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Aderpaare (4) mit jeweils einer Paarschirmung (8) vorgesehen sind und die Paarschirme (8) jeweils einander elektrisch kontaktieren.
4. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere jeweils mit einer Paarschirmung (8) versehene Aderpaare (4) vorgesehen sind und die Aderpaare (4) miteinander zu einem Verseilverbund (16) verseilt sind.
5. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Paarschirmung (8) um das jeweilige Aderpaar (4) gewickelt ist.
6. Datenkabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Paarschir- mungen (8) der Aderpaare (4) in gleicher Richtung gewickelt sind.
7. Datenkabel (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche und nach Anspruch 4, wobei die Paarschirmungen (8) gleichlaufend zu einer Verseilrichtung des Verseilverbunds (16) gewickelt sind.
8. Datenkabel (2) nach dem vorhergehenden Anspruch , wobei eine Schlaglänge der Paarschirmung (8) kleiner ist als eine Schlaglänge des Verseilverbunds (16).
9. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Paar- schirmung (8) eine Schirmfolie (14) aufweist und insbesondere durch diese gebildet ist.
10. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ausbildung der Paarschirmung (8) eine leitfähige, insbesondere aufextrudierte Mantelschicht ausgebildet ist.
1 1 . Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gesamtschirm (20) als Geflechtschirm, Wendelschirm oder Folienschirm ausgebildet ist oder aus einer Kombination hiervon.
12. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kabelseele (18) neben den Aderpaaren (4) weitere Elemente wie Füllstränge, elektrische Versorgungsleitungen und/oder elektrische oder optische Datenübertragungselemente aufweist.
13. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf einen Beidraht zur Schirmkontaktierung verzichtet ist.
14. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf eine die Paarschirmung (8) stabilisierende, insbesondere isolierende Folie verzichtet ist.
15. Datenkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem Ende ein Anschlusselement, insbesondere ein Stecker kontaktiert ist, wobei dieses einen Masseanschluss aufweist, der mit dem Gesamtschirm verbun- den ist, insbesondere ohne dass die Paarschirme (8) einzelweise kontaktiert sind.
16. Verwendung des Datenkabels (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug.
17. Verfahren zur Herstellung eines Datenkabels insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einer Anzahl von Aderpaaren, um die jeweils eine Paarschirmung mit einer nach außen orientierten leitfähigen Außenseite durch Umwickeln angebracht wird und ergänzend ein Gesamtschirm angebracht wird, welcher mit der leitfähigen Außenseite der Paarschirmung elektrisch verbunden ist, wobei die Aderpaare zu einem Verseilverbund verseilt werden, wobei die Verseilrichtung des Verseilverbunds und die Wickelrichtung der Paarschirmung übereinstimmen.
18. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Paarschirmun- gen jeweils durch eine Schirmfolie gebildet sind und erst bei der Verseilung der Aderpaare zum Verseilverbund aufgebracht werden, indem die Schirmfolien ohne separaten Bandierungsprozess beim Verseilprozess mit einlaufen.
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