WO2020193162A1 - Kabel zur elektrischen datenübertragung und herstellungsverfahren für ein kabel - Google Patents

Kabel zur elektrischen datenübertragung und herstellungsverfahren für ein kabel Download PDF

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WO2020193162A1
WO2020193162A1 PCT/EP2020/056669 EP2020056669W WO2020193162A1 WO 2020193162 A1 WO2020193162 A1 WO 2020193162A1 EP 2020056669 W EP2020056669 W EP 2020056669W WO 2020193162 A1 WO2020193162 A1 WO 2020193162A1
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film
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Erwin Koeppendoerfer
Dominik DORNER
Johannes Nachtrab
Rene Bernhard
Sven Bergdolt
Thomas BESEL
Michael Feist
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Leoni Kabel GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
    • H01B11/1025—Screens specially adapted for reducing interference from external sources composed of a helicoidally wound tape-conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H01B7/0233—Cables with a predominant gas dielectric

Definitions

  • Cable for electrical data transmission and manufacturing method for a cable The invention relates to a cable for electrical data transmission and a method for manufacturing such a cable.
  • Cables provided for data transmission generally contain at least one pair of wire conductors carrying the signal to be transmitted, the wires of which are each isolated and stranded / twisted with one another.
  • the wires can be encased, for example, by a further insulating sleeve and / or a shielding that is extruded thereon.
  • US Pat. No. 5,142,100 A discloses a cable with a pair of primary conductors, the primary conductors being coated with corresponding insulating layers of an extruded, generally non-porous dielectric.
  • a shield conductor surrounds the stranded pair of primary conductors and the respective layers of the insulating dielectric, the shield conductor for the cable being a commercially available aluminum tape carried by a polyester film.
  • the document JP 2010-287337 A describes a stranded cable with a pair of core lines and a shielding layer, the core line having an inner line serving as a signal conductor and an insulator with a predetermined dielectric constant in order to enclose the inner line.
  • the shielding layer is formed by taping a metal resin tape onto the core line in a spiral shape, the taping direction of the metal resin tape being opposite to the direction of lay of the core line.
  • a data transmission cable is known from the document DE 103 15 609 A1 which consists of two wires stranded together, each of which has a conductor surrounded by insulation, and the two wires are surrounded by a common electrical screen.
  • this document provides that all stranding elements (all wires, strands, shields and all copper ferrous wires) are stranded in the same direction - this also applies to the individual wires of the conductors if they are designed as stranded conductors.
  • Document DE 10 2012 204 554 A1 describes a coaxial cable with a central inner and signal conductor designed as a stranded conductor, which is concentrically surrounded by a dielectric and then by an outer conductor, which is surrounded by a shielding formed by a braided shield and surrounded by a cable jacket is trained.
  • the stranded conductor has a large number of individual stranded stranded wires. The lay length of the stranded conductor varies unevenly.
  • the document US 2014/0124236 A1 discloses a cable for high-speed data transmission which has a pair of stranded lines which are insulated by means of an insulating layer.
  • a communication cable with at least one electrical transmission element is known from the document DE 195 31 065 A1, which has an electrical wire pair surrounded by a dimensionally stable tube.
  • This small tube is designed in the shape of a circular cylinder and is used to form the electrical transmission element with a cross-sectional geometry that is as defined as possible in the longitudinal direction and to be able to maintain this.
  • the inner diameter of the tube is approximately equal to the maximum total cross-sectional width of the pair of wires, so that the tube sits on the pair of wires with a helical line contact along the points of maximum cross-sectional width.
  • the cable is provided for electrical data transmission and has at least one data line each with a pair of insulated line cores which are stranded with one another in a core-twisting direction with a core-twisting length and each contain a core.
  • the cable contains a film that is taped onto the data line in a taping direction, the tape The direction of lay of the wire is opposite to the direction of twisting of the strand, as well as a shield arranged on an outside of the film opposite the data line.
  • a gas-filled free space is formed radially inward from the film.
  • the gas can, for example, be the gas present in the vicinity of the cable, in particular air.
  • the shield is designed, for example, to support the film in particular against forces acting radially inward on the overall structure of shield and film.
  • the cable can have exactly one data line with exactly one pair of wires.
  • lay length has its usual meaning in the technical field of electrical cables, the pitch of a wire measured parallel to the longitudinal axis of the cable with a complete winding around the longitudinal axis.
  • the terms (radial) inside / outside as well as inside and outside always relate here to the longitudinal axis of the cable, unless otherwise stated. All directions of lay mentioned here also relate to the same direction of extension along the cable. In other words, the terms core strand lay direction, banding lay direction and strand lay direction refer to the lay directions when viewing the cable from the same perspective along the longitudinal axis of the cable.
  • the cable In the manufacture of such a cable, it is not necessary to provide a sheath covering the wire pair, for example in the form of a tube, as a spacer. Rather, additional cladding layers can be extruded directly onto the outside of the shield, because the shielding stabilizes the film so that the gas-filled free space remains when the additional cladding layers are extruded on. This not only makes the production of the cable much easier in a synergetic manner, but also reduces its thickness so that the cable requires less installation space, particularly in automotive scenarios. In addition, this cable is easier to assemble because, in particular, the step of removing the tube is omitted. Finally, the cable can also be used for the transmission of comparatively high-frequency signals and / or for data transmission in automobiles, since the gas-filled free space achieves a sufficiently low electromagnetic coupling between the line core and the shield.
  • each line core has a strand that is stranded in a strand lay direction.
  • the strand is multi-core (multi-core) and / or con- centrally formed.
  • the stranded wire can be designed to have at least two, three, four, five, six, seven, eight, nine or ten wires and / or at most twelve, thirteen, fourteen or fifteen wires.
  • the strand is designed with seven wires.
  • the strand lay direction is the same as the strand lay direction, for example. If the conductor core is formed with a strand, the strand can have a strand pitch that is 10.5 to 18 times as large as a diameter of the strand.
  • each of the line cores has an insulating sleeve sheathing the line core.
  • This insulating sheath can have one or more layers.
  • a multilayer insulating sheath that can be used here comprises at least two layers, of which in particular the outer layer, which is radially outer with respect to the conductor core, is made from a solid plastic material and the layer adjoining the outer layer radially on the inside, the intermediate layer, is made from a foamed plastic material.
  • An inner layer can be formed radially inward from the intermediate layer, which is also made of a solid plastic material, for example.
  • the solid plastic material of the outer layer can be the same material as the solid plastic material of the inner layer.
  • the foamed plastic material is selected depending on the dielectric properties of the outer layer and any inner layer.
  • the degree of foaming of the foamed plastic material is based on a desired relative dielectric constant (dielectric constant, permittivity), s r , of the foamed
  • the degree of foaming of the foamed plastic can be selected such that the relative dielectric constant, s r , of the intermediate layer is in the range between 1.4 and 2.
  • the relative dielectric constant, s r is a value between 1.5 to 1.69, such as 1.5, 1.6 or 1.69.
  • the stranded wire lay length is at least one of the line wires, in particular each of the line wires, a multiple of the diameter of the corresponding line wire.
  • the stranded strand length can be at least ten times and / or at most 22 times the diameter of the corresponding line core.
  • the stranded strand length is between 14 and 18 times as large as the diameter of the respective line strand.
  • stranding without reverse rotation is used here.
  • a cable with these parameters is characterized by an increased stability of the stranding, which in particular withstands the comparatively high mechanical loads that occur in automobiles.
  • the film is in direct contact with the data line, in particular with each of the line cores. In this case, the film can also be in contact with the line cores with only a minor part / fraction of its inner circumferential surface.
  • the tape lay length of the film i.e. H. the pitch of the film with a complete turn around the data line deviates in terms of amount, in particular by a maximum of 5%, a maximum of 10% or a maximum of 15% from the stranded strand length.
  • the tape lay length essentially corresponds to the strand lay length.
  • a correspondence essentially means a correspondence apart from the usual manufacturing tolerances.
  • the film has, for example, a width that is 0.2 to 0.8 times, in particular 0.4 to 0.65 times, the tape lay length.
  • the foil applied in opposite directions to the data line i.e., the stranded assembly
  • the stranded wires support the foil on its inside.
  • the film is, for example laminated with a metal layer, especially aluminum ⁇ laminated, wherein it has a backing layer connected with the metal layer.
  • the carrier layer can be made from a polymer, for example polypropylene (PP) or polyethylene terephthalate (PET). Any of these layers can have a thickness between 5 and 15 ⁇ m, e.g. 5, 7, 10 or 15 pm.
  • a connecting layer is optionally arranged between the carrier layer and the metal layer.
  • the connecting layer can be a functional layer made of adhesive and / or have at most 1/3 the thickness of the metal layer.
  • the metal layer is arranged on the outside of the foil, that is to say on a side of the foil opposite the data line.
  • the shielding is designed as a braided shield made from wire, for example.
  • the braided shield can stabilize the foil particularly effectively against mechanical influences and at the same time shield the data line well. It can be formed from a multiplicity of wires, of which a first part (for example half) winds around the foil in the strand twisting direction and a second part (for example the remaining wires) in the banding lay direction.
  • the shield / braided shield is in contact with the film, in particular on its / its inner circumferential surface.
  • a degree of coverage also referred to as "optical density” in the technical literature
  • the shielding covers the film between 85% and 95%, in particular 90%. With this degree of coverage, the film is adequately stabilized and the cable is at the same time sufficiently flexible, ie small bending radii can be implemented without damage.
  • the shielding / braided shield can be made of copper, aluminum or their alloys. These materials can also be provided with a coating of tin or silver.
  • the shield is made of tinned copper.
  • the tin coating increases the lubricity of the mesh on the metal layer of the banded foil, in particular when the metal of this metal layer is aluminum.
  • the tin counteracts the blocking of aluminum in the event of relative movements.
  • a cable with this tin coating is therefore characterized by a longer service life. In particular, it can withstand a greater number of bending cycles than a cable with a shield in the form of a bare wire mesh.
  • the cable can comprise an insulating jacket which is arranged along the outer circumferential surface of the film and the shield and insulates the shield, the film and the data line (s) from the external environment.
  • the insulating jacket can be applied on the outside of the film and the shielding comparatively simply by extrusion.
  • Another cable proposed here for electrical data transmission has at least one data line each with a pair of insulated line cores stranded with one another in a core twisting direction with a core twisting length, each having a core, and a film taped onto the data line in a banding lay direction .
  • the banding lay direction is opposite to the strand lay direction.
  • the film has a width that is 0.4 to 0.65 times its tape lay length.
  • a gas-filled free space is formed radially inward from the film.
  • the line cores then become a data line in a core-twisting direction with a core-twisting length stranded.
  • a film is taped onto the data line in a banding lay direction, the banding lay direction being opposite to the wire stranding direction so that, viewed in the cross section of the data line, a gas-filled free space is formed radially inwards with respect to the foil.
  • a shield can be attached to an outside of the film opposite the data line.
  • the step of providing the line cores can comprise providing a strand stranded in a strand lay direction.
  • this strand is initially provided with a lay length of 14 to 25 times the diameter of the strand. With this lay length, the strand runs off relatively trouble-free during the extrusion of the respective line wire, so that the frequency behavior of the data line prevents potentially disruptive jerky effects on the strand.
  • the length of the strand is shortened to around 10.5 to 18 times the diameter of the strand if the strand lay direction corresponds to the strand lay direction. In this way, not only can the above-mentioned disturbances in the frequency behavior be avoided, but the frequency position of the disturbances can also be shifted out of the useful frequency range of the cable.
  • the production method can include producing an above-described insulating sheath by multilayer extrusion.
  • this insulating sleeve can be made by three-layer extrusion of the above-described outer layer, intermediate layer and inner layer as a so-called solid-foam-solid extrusion.
  • the degree of foaming and the dielectric constant as well as further structural details of the cable to be manufactured, the above applies.
  • Figure 1 shows the embodiment of the cable in a schematic partial
  • Figures 2 and 3 show the cable of Figure 1 in further cross-sectional views
  • FIG. 4 shows a diagram of the frequency-dependent attenuation of the cable from FIG.
  • Figure 1 shows;
  • Figure 5 shows a diagram of the frequency dependent impedance of the cable of Figure 1;
  • FIG. 6 shows a diagram of the frequency-dependent return loss of the cable from FIG.
  • Figures 1 to 3 show a cable 1 for electrical data transmission.
  • the cable 1 comprises a data line 10 with a first insulated line core 12, which has a first line core 16, and a second insulated line core 14, which has a second line core 18.
  • the diameter of the line cores 12, 14 is 1.08 mm each and, in a modification, 1.18 mm each.
  • the line cores 12, 14 are stranded with one another in a core twisting direction AS, i.e. they wind in the longitudinal direction of the cable 1 essentially along a common contact curve or, in the case of a straight cable, contact line.
  • Both the first line core 16 of the first line core 12 and the second line core 18 of the second line core 14 comprise a multi-core stranded wire with here seven stranded wire, of which only one per line core 12, 14 is provided with a reference number 17, 19, for example.
  • the diameter of each line core 16, 18 is here, for example, 0.465 mm.
  • the strands of the line cores 16, 18 are each stranded in the same strand lay direction. This strand lay direction corresponds to the strand lay direction AS.
  • the stranded wires of each of the stranded cores 16, 18 are arranged hexagonally, so that at least one of the stranded wires contacts all of the other stranded wires.
  • Each of the strands here has the same strand lay length. This can be at least 10.5 times and / or at most 18 times the strand diameter, ie the maximum diameter of the respective line core 16, 18 when viewed in cross section.
  • the first line core 12, viewed in cross section is completely surrounded by a first insulating sheath 26 and the second line core 14 when viewed in the same cross section is completely surrounded by a second insulating sheath 28.
  • These insulating sleeves 26, 28 have three layers with an outer layer Al, A2, an intermediate layer ZI, Z2 and an inner layer II, 12 and contact one another directly via outer surfaces of the outer layers Al, A2.
  • the insulating sleeves 26, 28 are each molded onto the associated line cores 16, 18 by means of solid-foam-solid three-layer extrusion.
  • the inner layers II, 12 and the outer layers Al, A2 are here each made of a plastic, in particular a solid Fabric, made.
  • the intermediate layers ZI, Z2, however, can be formed from a foamed plastic whose degree of foaming is determined based on the required dielectric constant. In the case of the cable shown here, the dielectric constant wins in the range between 1.4 and 2, in particular between 1.55 and 1.69. For example, it can be 1.93.
  • the degree of foaming is in particular in the range between 20% and 30%. This degree of foaming is the resulting degree of foaming, formed from the foam in the respective intermediate layer ZI, Z2 and the solid components from the respective inner and outer layers II, 12, Al, A2.
  • the stranded wire lay length of both the first line core 12 and the second line core 14 is approximately 14 to 18 times as large as the diameter of each of the line cores 12, 14 in the cross section through the cable, in the present case the line cores 12, 14 thus essentially the same diameter.
  • Both conductor cores 12, 14 are wrapped together by an optionally metal-clad film 20, i.e. the film 20 is taped on the outside of the pair of conductor cores 12, 14 that are stranded together.
  • the film here has a carrier layer made of a plastic, in particular a polymer such as polypropylene or polyethylene terephthalate, a metal layer and a connecting layer (for example an adhesive layer) connecting the carrier layer to the metal layer.
  • the metal layer consists of aluminum.
  • the metal layer is arranged radially on the outside on the side of the film 20 facing the shielding 22.
  • the film 20 is arranged in such a way that it wraps the data line 10 in a banding lay direction BS opposite to the core stranding lay direction AS with a banding lay length which corresponds approximately to the core stranding length.
  • the film 20, viewed in cross section from FIG. 1 contacts the outer layer A1 of the first line core 12 on a side of the line core 12 opposite the contact curve / line between the line cores 12, 14 in a first area B1 of the film 20
  • the film 20 in cross section from FIG. 1 viewed the outer layer A2 of the second line core 14 on a side of the line core 14 opposite the contact curve / line between the line cores 12, 14 in a second area B2 of the film 20.
  • the areas B1 and B2 have roughly the same length in the circumferential direction.
  • the film 20 is 0.4 to 0.65 times as wide as a banding lay of the film is long. When viewed in cross section from FIG. 1, the film 20 has an essentially circular shape.
  • a shielding 22 designed as a wire mesh contacts the film 20 in sections.
  • the wire mesh consists of a large number (for example at least 10) individual wires and is designed in such a way that it supports the film 20 between the areas B1 and B2 in which it contacts the conductors 12, 14, at least in sections.
  • an insulating jacket 40 can be applied in a simple manner, for example by extrusion, on the outside of the overall structure of data line 10, film 20 and shielding 22.
  • the shielding 22 supports the film 20 such that the film 20, viewed in cross section from FIG. 1, essentially retains its circular shape during the extrusion.
  • a gas-filled free space 24 formed radially inward from the film 20 in the cross section of the data line 10 remains in this extrusion, so that a relatively low electromagnetic coupling between the line cores 16, 18 and the shielding 22 is achieved.
  • the gas-filled free space 24 adjoins the inner circumferential surface of the film 20 between the regions B1, B2 and extends radially inward essentially up to the contact curve / line between the line cores.
  • the surface of the shielding 22, which is projected radially inward onto the film 20, corresponds to approximately 90% of the outer circumferential surface of the film 20.
  • the degree of coverage is therefore in the preferred range of 85% to 95%.
  • the cable comprises several, for example 2, 3 or 4 data lines, each of which can be configured like the data line 10 described above, i. H. may have any of the features of the data line 10.
  • the cable 1 described here is suitable not only for the transmission of low-frequency, but also comparatively high-frequency signals.
  • the frequency-dependent attenuation for a cable of 100 m length is only 80 dB at 1 GHz, less than 100 dB at 1.4 GHz and less than 130 dB even at 2 GHz.
  • the cable 1 is characterized by adequate impedance and suitable return loss (cf. FIGS. 5 and 6).

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Abstract

Die Erfindung betrifft Kabel (1) zur elektrischen Datenübertragung. Ein Kabel weist mindestens eine Datenleitung (10) mit jeweils einem Paar isolierter, miteinander in einer Ader-Verseilschlagrichtung (AS) mit einer Ader-Verseilschlaglänge verseilter Leitungsadern (12, 14), die jeweils einen Leitungskern (16, 18) aufweisen, eine auf die Datenleitung (10) in einer Bandierungsschlagrichtung (BS) aufbandierte Folie (20), wobei die Bandierungsschlagrichtung (BS) der Ader-Verseilschlagrichtung (AS) entgegengesetzt ist, und eine an einer der Datenleitung (10) entgegengesetzten Außenseite der Folie (20) angeordnete Schirmung (22) auf, wobei im Querschnitt der Datenleitung (10) betrachtet radial einwärts von der Folie (20) ein gasgefüllter Freiraum (24) ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels.

Description

Kabel zur elektrischen Datenübertragung und Herstellungsverfahren für ein Kabel Die Erfindung betrifft ein Kabel zur elektrischen Datenübertragung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kabels.
Zur Datenübertragung, wie beispielsweise in Computernetzwerken oder Automobilen, vorgesehene Kabel enthalten in der Regel mindestens ein das zu übertragende Signal führendes Leitungsaderpaar, dessen Leitungsadern jeweils isoliert und miteinander verseilt / verdrillt sind. Um die Adern vor mechanischen Einwirkungen und das Signal vor Störungen durch äußere elektromagnetische Felder zu schützen, können die Adern beispielsweise von einer weiteren darauf aufextrudierten Isolierhülle und/oder einer Schirmung umhüllt sein.
Aus dem Stand der Technik sind Datenübertragungskabel bekannt. Beispielsweise offenbart das Dokument US 5 142 100 A ein Kabel mit einem Paar Primärleiter, wobei die Primärleiter mit entsprechenden Isolierschichten eines stranggepressten, allgemein nicht porösen Dielektrikums überzogen sind. Ein Schirmleiter umgibt das verseilte Paar Primärleiter und die jeweiligen Schichten des isolierenden Dielektrikums, wobei der Schirmleiter für das Kabel ein auf dem Markt erhältliches, von einem Polyesterfilm getragenes Aluminiumband ist.
Das Dokument JP 2010-287337 A beschreibt ein verseiltes Kabel mit einem Paar Kernleitungen und einer Schirmschicht, wobei die Kernleitung eine als Signalleiter dienende innere Leitung und einen Isolator mit einer vorbestimmten Dielektrizitätskonstante aufweist, um die innere Leitung zu umhüllen. Die Schirmschicht wird gebildet durch spiralförmiges Aufbandieren eines Metallharzbandes auf die Kernleitung, wobei die Bandierungsschlagrichtung des Metallharzbandes der Schlagrichtung der Kernleitung entgegengesetzt ist.
Aus dem Dokument DE 103 15 609 Al ist ein Datenübertragungskabel bekannt, das aus zwei miteinander verseilten Adern besteht, von denen jede einen von einer Isolierung umgebenen Leiter aufweist, und wobei die beiden Adern von einem gemein- samen elektrischen Schirm umgeben sind. Um eine gewünschte Biegewechselfestigkeit und Tordierbarkeit eines Kabels mit erhöhter Sicherheit zu erreichen, sieht dieses Dokument vor, dass alle Verseilelemente (alle Adern, Stränge, Schirme und alle Kup- ferdrähte) in der gleichen Richtung verseilt sind - dies gilt auch für die Einzeldrähte der Leiter, wenn diese als Litzenleiter ausgeführt sind.
Das Dokument DE 10 2012 204 554 Al beschreibt ein Koaxialkabel mit einem zentra- len als Litzenleiter ausgebildeten Innen- und Signalleiter, der konzentrisch von einem Dielektrikum und anschließend von einem Außenleiter umgeben ist, der durch eine durch ein Abschirmgeflecht gebildete, von einem Kabelmantel umgebene Abschirmung ausgebildet ist. Der Litzenleiter weist eine Vielzahl von einzelnen miteinander verseilten Litzendrähten auf. Die Schlaglänge des Litzenleiters variiert ungleichmäßig.
Das Dokument US 2014/0124236 Al offenbart ein Kabel zur Hochgeschwindigkeits- Datenübertragung, das ein paar verseilter Leitungen aufweist, die mittels einer Isolierschicht isoliert sind. Aus dem Dokument DE 195 31 065 Al ist ein Nachrichtenkabel mit mindestens einem elektrischen Übertragungselement bekannt, das ein von einem formstabilen Röhrchen umgebenes elektrisches Aderpaar aufweist. Dieses Röhrchen ist kreiszylinderförmig ausgestaltet und dient dazu, das elektrische Übertragungselement mit einer in Längsrichtung möglichst definierten Querschnitts-Geometrieform zu bilden und diese beibehalten zu können. Der Innendurchmesser des Röhrchens ist in etwa gleich der maximalen Gesamtquerschnittsbreite des Aderpaars, sodass das Röhrchen auf dem Aderpaar mit einer helixförmigen Linienberührung entlang dessen Stellen maximaler Querschnittsbreite aufsitzt. Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kabel zur elektrischen Datenübertragung bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und sich dennoch zur Übertragung vergleichsweise hochfrequenter Signale eignet. Diese Aufgabe wird durch ein Kabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Kabel mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
Das Kabel ist zur elektrischen Datenübertragung vorgesehen und weist mindestens eine Datenleitung mit jeweils einem Paar isolierter, miteinander in einer Ader-Verseilschlagrichtung mit einer Ader-Verseilschlaglänge verseilter Leitungsadern, die jeweils einen Leitungskern enthalten, auf. Darüber hinaus enthält das Kabel eine auf die Datenleitung in einer Bandierungsschlagrichtung aufbandierte Folie, wobei die Ban- dierungsschlagrichtung der Ader-Verseilschlagrichtung entgegengesetzt ist, sowie eine an einer der Datenleitung entgegengesetzten Außenseite der Folie angeordnete Schirmung. Im Querschnitt der Datenleitung betrachtet ist radial einwärts von der Folie ein mit einem Gas gefüllter Freiraum ausgebildet. Bei dem Gas kann es sich beispielsweise um das in der Umgebung des Kabels vorhandene Gas, insbesondere Luft, handeln. Die Schirmung ist beispielsweise dazu ausgebildet, die Folie insbesondere gegenüber radial einwärts auf das Gesamtgebilde aus Schirmung und Folie wirkenden Kräften abzustützen. Das Kabel kann in einer Variante genau eine Datenleitung mit genau einem Paar Leitungsadern aufweisen.
In diesem Kontext kommt dem Begriff Schlaglänge seine auf dem technischen Gebiet elektrischer Kabel übliche Bedeutung der parallel zur Längsachse des Kabels gemessenen Ganghöhe einer Ader bei einer vollständigen Windung um die Längsachse zu. Darüber hinaus beziehen sich die Ausdrücke (radial) innen/außen sowie Innenseite und Außenseite hier stets auf die Kabellängsachse, sofern nichts Anderslautendes angegeben ist. Alle hier genannten Schlagrichtungen beziehen sich ferner auf dieselbe Erstreckungsrichtung entlang des Kabels. Mit anderen Worten, die Begriffe Ader- Verseilschlagrichtung, Bandierungsschlagrichtung und Litzenschlagrichtung beziehen sich auf die Schlagrichtungen bei Betrachtung des Kabels aus derselben Perspektive entlang der Kabellängsachse.
Bei der Herstellung eines derartigen Kabels ist es nicht erforderlich, einen das Aderpaar umhüllenden Mantel, beispielsweise in Form eines Röhrchens, als Abstandshal ter vorzusehen. Vielmehr können weitere Mantellagen direkt außenseitig auf die Schirmung extrudiert werden, denn die Schirmung stabilisiert die Folie, sodass der gasgefüllte Freiraum beim Aufextrudieren der weiteren Mantellagen bestehen bleibt. Dadurch kann auf synergetische Art und Weise nicht nur die Herstellung des Kabels wesentlich erleichtert, sondern auch seine Dicke verringert werden, sodass das Kabel insbesondere bei automobilen Einsatzszenarien weniger Bauraum benötigt. Darüber hinaus lässt sich dieses Kabel leichter konfektionieren, denn insbesondere der Schritt des Entfernens des Röhrchens entfällt. Schließlich kann das Kabel auch für die Übertragung vergleichsweise hochfrequenter Signale und/oder für die Datenübertragung in Automobilen verwendet werden, da durch den gasgefüllten Freiraum eine hinrei chend geringe elektromagnetische Kopplung zwischen den Leitungskern und der Schirmung erreicht wird.
Beispielsweise weist jeder Leitungskern eine Litze auf, die in einer Litzenschlagrich tung verseilt ist. Die Litze ist insbesondere mehrädrig (mehraderig) und/oder kon- zentrisch ausgebildet. Beispielsweise kann die Litze mindestens zwei-, drei-, vier-, fünf-, sechs-, sieben-, acht-, neun- oder zehnädrig und/oder höchstens zwölf-, dreizehn-, vierzehn- oder fünfzehnädrig ausgestaltet sein. Insbesondere ist die Litze siebenädrig ausgebildet. Die Litzenschlagrichtung gleicht beispielsweise der Ader- Verseilschlagrichtung. Wenn der Leitungskern mit einer Litze ausgebildet ist, kann die Litze eine Litzenschlaglänge aufweisen, die 10,5- bis 18-mal so groß ist wie ein Durchmesser der Litze.
Insbesondere weist jede der Leitungsadern eine den Leitungskern ummantelnde Isolierhülle auf. Diese Isolierhülle kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Eine hierbei verwendbare mehrlagige Isolierhülle umfasst mindestens zwei Lagen, von denen insbesondere die bezüglich der Leitungsader radial äußere Lage, die Außenlage, aus einem massiven Kunststoffmaterial und die radial innen an die Außenlage angrenzende Lage, die Zwischenlage, aus einem geschäumten Kunststoffmaterial hergestellt ist. Radial einwärts von der Zwischenlage kann eine Innenlage ausgebildet sein, die beispielsweise ebenfalls aus einem massiven Kunststoffmaterial hergestellt ist. Das massive Kunststoffmaterial der Außenlage kann das gleiche Material sein wie das massive Kunststoff material der Innenlage. Das geschäumte Kunststoffmaterial wird in Abhängigkeit von den Dielektrizitätseigenschaften der Außenlage und der etwaigen Innenlage gewählt. Insbesondere wird der Schäumungsgrad des geschäumten Kunststoffmaterials basierend auf einer gewünschten relativen Dielektrizitätskonstante (Dielektrizitätszahl, Permittivitätszahl), sr, des geschäumten
Kunststoffmaterials bestimmt. Insbesondere kann der Schäumungsgrad des geschäumten Kunststoffs derart gewählt sein, dass die relative Dielektrizitätskonstante, sr, der Zwischenlage im Bereich zwischen 1,4 und 2 liegt. Beispielsweise beträgt die relative Dielektrizitätskonstante, sr, einen Wert zwischen 1,5 bis 1,69, wie 1,5, 1,6 oder 1,69.
In einer Variante beträgt die Ader-Verseilschlaglänge mindestens einer der Leitungsadern, insbesondere jeder der Leitungsadern, ein Mehrfaches des Durchmessers der entsprechenden Leitungsader. Die Ader-Verseilschlaglänge kann mindestens das Zehnfache und/oder höchstens das 22-fache des Durchmessers der entsprechenden Leitungsader betragen. Beispielsweise ist die Ader-Verseilschlaglänge zwischen 14- und 18-mal so groß wie der Durchmesser der jeweiligen Leitungsader. Hierbei wird insbesondere eine Verseilung ohne Rückdrehung verwendet. Ein Kabel mit diesen Parametern zeichnet sich durch eine erhöhte Stabilität der Verseilung aus, die insbesondere vergleichsweise hohen mechanischen Belastungen, wie sie in Automobilen auftreten, stand hält. Beispielsweise steht die Folie in direktem Kontakt mit der Datenleitung, insbesondere mit jeder der Leitungsadern. Dabei kann die Folie auch nur mit einem Minderteil/Bruchteil ihrer Innenumfangsfläche mit den Leitungsadern in Kontakt stehen.
Die Bandierungsschlaglänge der Folie, d. h. die Ganghöhe der Folie bei einer vollständigen Windung um die Datenleitung, weicht betraglich insbesondere um höchstens 5%, höchstens 10% oder höchstens 15% von der Ader-Verseilschlaglänge ab. Beispielsweise entspricht die Bandierungsschlaglänge im Wesentlichen der Ader- Verseilschlaglänge. Unter einer Entsprechung im Wesentlichen wird hier eine Entsprechung abgesehen von üblichen Fertigungstoleranzen verstanden. Ferner weist die Folie beispielsweise eine Breite auf, die 0,2- bis 0,8-mal, insbesondere 0,4- bis 0,65-mal, die Bandierungsschlaglänge beträgt. Bei Folien/Datenleitungen mit diesen Parametern wird sichergestellt, dass die gegenläufig auf die Datenleitung (d.h., den Verseilverbund) aufgebrachte Folie jede der Leitungsadern nur im Bereich der Leitungsader, der der Kontaktstelle zwischen den Leitungsadern entgegengesetzt angeordnet ist, kontaktiert. Insofern stützen die verseilten Leitungsadern die Folie an ihrer Innenseite ab.
Die Folie ist zum Beispiel mit einer Metallschicht kaschiert, insbesondere aluminium¬ kaschiert, wobei sie eine mit der Metallschicht verbundene Trägerschicht aufweist.
Die Trägerschicht kann aus einem Polymer, beispielsweise Polypropylen (PP) oder Polyethylen-Terephthalat (PET), hergestellt sein. Jede beliebige dieser Schichten kann eine Schichtdicke zwischen 5 und 15 pm, z.B. 5, 7, 10 oder 15 pm aufweisen. Optional ist zwischen der Trägerschicht und der Metallschicht eine Verbindungsschicht angeordnet. Die Verbindungssicht kann eine Funktionslage aus Kleber sein und/oder höchstens 1/3 der Dicke der Metallschicht aufweisen. Beispielsweise ist die Metallschicht auf der Außenseite der Folie, also auf einer der Datenleitung entgegengesetzten Seite der Folie, angeordnet.
In einer Variante ist die Schirmung als Geflechtschirm, der beispielsweise aus Draht hergestellt ist, ausgebildet. Der Geflechtschirm kann die Folie besonders wirkungsvoll gegen mechanische Einwirkungen stabilisieren und schirmt die Datenleitung gleichzeitig gut ab. Er kann aus einer Vielzahl von Drähten gebildet werden, von denen sich ein erster Teil (zum Beispiel die Hälfte) in der Ader-Verseilschlagrichtung und ein zweiter Teil (zum Beispiel die restlichen Drähte) in der Bandierungsschlagrichtung um die Folie windet. Zum Beispiel steht die Schirmung/der Geflechtschirm insbesondere an ihrer/seiner Innenumfangsfläche mit der Folie in Kontakt. Als effektiv hat sich ein Bedeckungsgrad (in der Fachliteratur auch als„optische Dichte" bezeichnet), mit dem die Schirmung die Folie bedeckt, zwischen 85% und 95%, insbesondere 90%, herausgestellt, Bei diesem Bedeckungsgrad wird die Folie angemessen stabilisiert und das Kabel ist gleichzeitig hinreichend flexibel, d.h., kleine Biegeradien können beschädigungsfrei realisiert werden.
Die Schirmung/der Geflechtschirm kann aus Kupfer, Aluminium oder deren Legierungen hergestellt sein. Diese Materialien können zusätzlich mit einem Überzug aus Zinn oder Silber versehen sein. Zum Beispiel ist die Schirmung aus verzinntem Kupfer hergestellt. Diese Ausgestaltung hat sich in Versuchen als besonders robust gegen- über Alterungseinflüssen erwiesen. Überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, dass der Zinnüberzug die Gleitfähigkeit des Geflechtes auf der Metallschicht der bandier- ten Folie steigert, insbesondere wenn das Metall dieser Metallschicht Aluminium ist. Das Zinn wirkt dabei dem Blockieren von Aluminium bei Relativbewegungen entgegen. Ein Kabel mit diesem Zinnüberzug zeichnet sich somit durch eine längere Lebensdauer aus. Es kann insbesondere eine größere Anzahl an Biegezyklen ableisten als ein Kabel mit einer Schirmung in Form eines blanken Drahtgeflechts.
Darüber hinaus kann das Kabel einen Isoliermantel umfassen, der entlang der Außenumfangsfläche der Folie und der Schirmung angeordnet ist und die Schirmung, die Folie sowie die Datenleitung/en gegenüber der äußeren Umgebung isoliert. Der Isoliermantel kann vergleichsweise einfach durch Extrudieren außenseitig auf die Folie und die Schirmung aufgebracht werden.
Ein weiteres hier vorgeschlagenes Kabel zur elektrischen Datenübertragung weist mindestens eine Datenleitung mit jeweils einem Paar isolierter, miteinander in einer Ader-Verseilschlagrichtung mit einer Ader-Verseilschlaglänge verseilter Leitungsadern, die jeweils einen Leitungskern aufweisen, und eine auf die Datenleitung in einer Bandierungsschlagrichtung aufbandierte Folie, auf. Die Bandierungsschlagrich- tung ist der Ader-Verseilschlagrichtung entgegengesetzt. Die Folie weist eine Breite auf, die das 0,4-fache bis 0,65-fache ihrer Bandierungsschlaglänge beträgt. Im Querschnitt der Datenleitung betrachtet ist radial einwärts von der Folie ein gasgefüllter Freiraum ausgebildet. Bei diesem Kabel ist die Folie durch ihre Geometrie und Anordnung an der Datenleitung ausreichend stabil. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines der vorstehend im Detail beschriebenen Kabel wird zunächst mindestens ein Paar isolierter Leitungsadern bereitgestellt, die jeweils einen Leitungskern aufweisen. Die Leitungsadern werden alsdann in einer Ader-Verseilschlagrichtung mit einer Ader-Verseilschlaglänge zu einer Datenleitung verseilt. Auf die Datenleitung wird eine Folie in einer Bandierungsschlagrichtung aufbandiert, wobei die Bandierungsschlagrichtung der Ader-Verseilschlagrichtung entgegengesetzt ist, sodass im Querschnitt der Datenleitung betrachtet radial ein wärts bezüglich der Folie ein gasgefüllter Freiraum ausgebildet wird. Schließlich kann eine Schirmung an einer der Datenleitung entgegengesetzten Außenseite der Folie angebracht werden.
Der Schritt des Bereitstellens der Leitungsadern kann das Bereitstellen einer in einer Litzenschlagrichtung verseilten Litze umfassen. Diese Litze wird zum Beispiel zu nächst mit einer Schlaglänge von 14- bis 25-mal dem Durchmesser der Litze bereit gestellt. Bei dieser Schlaglänge läuft die Litze bei der Extrusion der jeweiligen Leitungsader relativ störungsfrei ab, sodass das Frequenzverhalten der Datenleitung potenziell störende ruckartige Einwirkungen auf die Litze vermieden werden. Beim Verseilen der Leitungsadern zu der Datenleitung verkürzt sich die Schiaglänge der Litze, wenn die Litzenschlagrichtung der Ader-Verseilschlagrichtung entspricht, auf etwa 10,5- bis 18-mal den Durchmesser der Litze. Auf diese Weise können nicht nur die oben genannten Störungen im Frequenzverhalten vermieden werden, sondern auch die Frequenzlage der Störungen aus dem Nutzfrequenzbereich des Kabels heraus verschoben werden.
Darüber hinaus kann das Herstellungsverfahren umfassen, eine oben beschriebene Isolierhülle durch Mehrschichtextrusion herzustellen. Insbesondere kann diese Isolierhülle durch Dreischichtextrusion der oben beschriebenen Außenlage, Zwischenlage und Innenlage als sogenannte Solid-Foam-Solid-Extrusion erfolgen. Bezüglich des Schäumungsgrades und der Dielektrizitätszahl sowie weiterer konstruktiver Details des herzustellenden Kabels gilt oben Gesagtes.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Kabels zur elektrischen Datenübertragung wird nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert, wobei
Figur 1 die Ausführungsform des Kabels in einer schematischen teilweisen
Querschnittsansicht zeigt;
Figuren 2 und 3 das Kabel aus Figur 1 in weiteren Querschnittsansichten zeigt;
Figur 4 ein Diagramm der frequenzabhängigen Dämpfung des Kabels aus Figur
1 zeigt; Figur 5 ein Diagramm der frequenzabhängigen Impedanz des Kabels aus Figur 1 zeigt; und
Figur 6 ein Diagramm der frequenzabhängigen Rückflussdämpfung des Kabels aus Figur 1 zeigt.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Kabel 1 zur elektrischen Datenübertragung. Das Kabel 1 umfasst eine Datenleitung 10 mit einer ersten isolierten Leitungsader 12, die einen ersten Leitungskern 16 aufweist, und einer zweiten isolierten Leitungsader 14, die einen zweiten Leitungskern 18 aufweist. Der Durchmesser der Leitungsadern 12, 14 beträgt in diesem Beispiel je 1,08mm und in einer Modifikation je 1,18mm. Die Leitungsadern 12, 14 sind miteinander in einer Ader-Verseilschlagrichtung AS verseilt, d.h., sie winden sich in Längsrichtung des Kabels 1 im Wesentlichen entlang einer gemeinsamen Kontaktkurve oder, bei geradem Kabel, Kontaktlinie.
Sowohl der erste Leitungskern 16 der ersten Leitungsader 12 als auch der zweite Leitungskern 18 der zweiten Leitungsader 14 umfasst eine mehradrige Litze mit hier sieben Litzenadern, von denen pro Leitungsader 12, 14 beispielhaft jeweils nur eine mit einem Bezugszeichen 17, 19 versehen ist. Der Durchmesser jedes Leitungskerns 16, 18 beträgt hier beispielhaft 0,465 mm. Die Litzen der Leitungskerne 16, 18 sind jeweils in derselben Litzenschlagrichtung verseilt. Diese Litzenschlagrichtung entspricht der Ader-Verseilschlagrichtung AS. Im Querschnitt der Datenleitung aus Fig. 1 sind die Litzenadern jedes der Litzenkerne 16, 18 hexagonal angeordnet, sodass zumindest eine der Litzenadern alle anderen Litzenadern kontaktiert.
Jede der Litzen weist hier dieselbe Litzenschlaglänge auf. Diese kann mindestens das 10,5-fache und/oder höchstens 18-fache des Litzendurchmessers betragen, d.h. des Maximaldurchmessers des jeweiligen Leitungskerns 16, 18 bei Betrachtung im Querschnitt. Außerdem ist die erste Leitungsader 12 im Querschnitt betrachtet vollständig von einer ersten Isolierhülle 26 und die zweite Leitungsader 14 bei Betrachtung im gleichen Querschnitt vollständig von einer zweiten Isolierhülle 28 umgeben. Diese Isolierhüllen 26, 28 sind dreischichtig mit einer Außenlage Al, A2, einer Zwischenlage ZI, Z2 und einer Innenlage II, 12 ausgebildet und kontaktieren einander unmittelbar über Außenoberflächen der Außenlagen Al, A2. Die Isolierhüllen 26, 28 sind jeweils mittels Solid-Foam-Solid-Dreischichtextrusion an den zugehörigen Leitungskernen 16, 18 angeformt. Die Innenlagen II, 12 sowie die Außenlagen Al, A2 sind hier beispielhaft jeweils aus einem Kunststoff, insbesondere einem massiven Kunst- Stoff, hergestellt. Die Zwischenlagen ZI, Z2 können hingegen aus einem geschäum ten Kunststoff gebildet sein, dessen Schäumungsgrad basierend auf der erforderlichen Dielektrizitätszahl bestimmt ist. Im Fall des hier gezeigten Kabels Siegt die Dielektrizitätszahl im Bereich zwischen 1,4 und 2, insbesondere zwischen 1,55 und 1,69. Sie kann beispielsweise 1,93 betragen. Der Schäumungsgrad liegt insbesondere im Bereich zwischen 20% und 30%. Bei diesem Schäumungsgrad handelt es sich um den resultierenden Schäumungsgrad, gebildet aus dem Schaum in der jeweiligen Zwischenlage ZI, Z2 und den massiven Anteilen aus der jeweiligen Innen- und Au ßenlage II, 12, Al, A2.
Die Ader-Verseilschlaglänge sowohl der ersten Leitungsader 12 als auch der zweiten Leitungsader 14 ist in etwa 14- bis 18-mal so groß wie der Durchmesser jeder der Leitungsadern 12, 14 im Querschnitt durch das Kabel, im vorliegenden Fall weisen die Leitungsadern 12, 14 somit im Wesentlichen den gleichen Durchmesser auf.
Beide Leitungsadern 12, 14 sind zusammen von einer optional metallkaschierten Folie 20 umwickelt, d.h., die Folie 20 ist außen auf das Paar miteinander verseilter Leitungsadern 12, 14 aufbandiert. Die Folie weist hier eine Trägerschicht aus einem Kunststoff, insbesondere einem Polymer wie Polypropylen oder Polyethylentereph- thalat, eine Metallschicht sowie eine die Trägerschicht mit der Metallschicht verbindenden Verbindungsschicht (beispielsweise Kleberschicht) auf. In dieser Variante besteht die Metallschicht aus Aluminium. Die Metallschicht ist radial außen auf der der Schirmung 22 zugewandten Seite der Folie 20 angeordnet.
Die Folie 20 ist derart angeordnet, dass sie die Datenleitung 10 in einer der Ader- Verseilschlagrichtung AS entgegengesetzten Bandierungsschlagrichtung BS mit einer Bandierungsschlaglänge umwickelt, die in etwa der Ader-Verseilschlaglänge entspricht. Dabei kontaktiert die Folie 20 im Querschnitt aus Fig. 1 betrachtet die Außen¬ lage Al der ersten Leitungsader 12 auf einer der Kontaktkurve / -linie zwischen den Leitungsadern 12, 14 entgegengesetzten Seite der Leitungsader 12 in einem ersten Bereich Bl der Folie 20. Ferner kontaktiert die Folie 20 im Querschnitt aus Fig. 1 betrachtet die Außenlage A2 der zweiten Leitungsader 14 auf einer der Kontaktkurve / -linie zwischen den Leitungsadern 12, 14 entgegengesetzten Seite der Leitungsader 14 in einem zweiten Bereich B2 der Folie 20. Die Bereiche Bl und B2 haben in etwa die gleiche Länge in Umfangsrichtung. Die Folie 20 ist 0,4- bis 0,65-mal so breit wie ein Bandierungsschlag der Folie lang ist. Die Folie 20 weist im Querschnitt aus Fig. 1 betrachtet eine im Wesentlichen kreisrunde Form auf. Auf der den Leitungsadern 12, 14 entgegengesetzten Seite der Folie 20 (also an der Außenseite) kontaktiert eine als Drahtgeflecht ausgebildete Schirmung 22 die Folie 20 abschnittsweise. Das Drahtgeflecht besteht aus einer Vielzahl (beispielsweise mindestens 10) einzelner Drähte und ist so ausgebildet, dass es die Folie 20 zwi- sehen den Bereichen Bl und B2, in denen es die Leitungsadern 12, 14 kontaktiert, zumindest abschnittsweise stützt.
Dadurch kann ein Isoliermantel 40 auf einfache Weise beispielsweise durch Extrusion außen auf das Gesamtgebilde aus Datenleitung 10, Folie 20 und Schirmung 22 auf- gebracht werden. Insbesondere stützt die Schirmung 22 die Folie 20 derart, dass die Folie 20 im Querschnitt aus Fig. 1 betrachtet bei der Extrusion im Wesentlichen seine kreisrunde Form behält. Ein im Querschnitt der Datenleitung 10 betrachtet radial einwärts von der Folie 20 ausgebildeter, gasgefüllter Freiraum 24 bleibt bei dieser Extrusion bestehen, sodass eine relativ geringe elektromagnetische Kopplung zwi- sehen den Leitungskernen 16, 18 und der Schirmung 22 erreicht wird. Der gasgefüllte Freiraum 24 grenzt zwischen den Bereichen Bl, B2 an die Innenumfangsfläche der Folie 20 an und erstreckt sich radial einwärts im Wesentlichen bis zur Kontaktkurve /- linie zwischen den Leitungsadern. Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass hier etwa eine erste Hälfte der einzelnen Drähte in der Ader-Verseilschlagrichtung AS und der Rest in der entgegengesetzten Richtung, der Bandierungsschiagrichtung BS, auf die Folie 20 aufgewickelt ist.
Die nach radial einwärts auf die Folie 20 projizierte Oberfläche der die Folie 20 bedeckenden Schirmung 22 entspricht etwa 90 % der Außenumfangsfläche der Folie 20. Somit liegt der Bedeckungsgrad im bevorzugten Bereich von 85% bis 95%.
In einer hier nicht angezeigten Modifikation umfasst das Kabel mehrere, beispielsweise 2, 3 oder 4 Datenleitungen, die jeweils wie die oben beschriebene Datenleitung 10 ausgestaltet sein können, d. h. beliebige der Merkmale der Datenleitung 10 aufweisen können.
Die Fign. 4 bis 6 verdeutlichen, dass das hier beschriebene Kabel 1 nicht nur für die Übertragung niederfrequenter, sondern auch vergleichsweise hochfrequenter Signale geeignet ist. Wie in Fig. 4 gezeigt, beträgt die frequenzabhängige Dämpfung bei einem Kabel von 100 m Länge bei 1 GHz lediglich 80dB, bei 1,4 GHz weniger als 100 dB und selbst bei 2 GHz weniger als 130 dB. Selbst bei Signalfrequenzen im Gigahertz-Bereich zeichnet sich das Kabel 1 durch adäquate Impedanz und passende Rückflussdämpfung aus (vgl. Fign. 5 und 6).

Claims

Patentansprüche
1. Kabel (1) zur elektrischen Datenübertragung, aufweisend
mindestens eine Datenleitung (10) mit jeweils einem Paar isolierter, miteinander in einer Ader-Verseilschlagrichtung (AS) mit einer Ader-Verseilschlaglänge verseilter Leitungsadern (12, 14), die jeweils einen Leitungskern (16, 18) aufweisen, eine auf die mindestens eine Datenleitung (10) in einer Bandierungsschlag- richtung (BS) aufbandierte Folie (20), wobei die Bandierungsschlagrichtung (BS) der Ader-Verseilschlagrichtung (AS) entgegengesetzt ist, und
eine an einer der mindestens einen Datenleitung (10) entgegengesetzten Au ßenseite der Folie (20) angeordnete Schirmung (22),
wobei im Querschnitt der mindestens einen Datenleitung (10) betrachtet radial einwärts von der Folie (20) ein gasgefüllter Freiraum (24) ausgebildet ist,
wobei jeder Leitungskern (16, 18) eine Litze aufweist, die in einer Litzenschlagrichtung verseilt ist, wobei die Litzenschlagrichtung der Ader-Verseilschlagrichtung (AS) entspricht, und
wobei die Litze eine Litzenschlaglänge aufweist, die 10,5- bis 18-mal so groß ist wie ein Durchmesser der Litze.
2. Kabel nach Anspruch 1,
wobei die Folie (20) in direktem Kontakt mit jeder der Leitungsadern (12, 14) steht.
3. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei jede der Leitungsadern (12, 14) eine den Leitungskern (16, 18) ummantelnde Isolierhülle (26, 28) aufweist, die mehrlagig ausgebildet ist.
4. Kabel nach Anspruch 3,
wobei zumindest eine Lage (30, 32) der Isolierhülle (26, 28) aus einem geschäumten Kunststoff gebildet ist.
5. Kabel nach Anspruch 4,
wobei ein Schäumungsgrad des geschäumten Kunststoffs derart gewählt ist, dass die Lage (30, 32) eine relative Dielektrizitätskonstante, er, zwischen 1,4 und 2 aufweist.
6. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ader-Verseilschlaglänge mindestens einer der Leitungsadern (12,
14) das 14- bis 18-fache des Durchmessers der Leitungsader (12, 14) beträgt.
7. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folie (20) eine Bandierungsschlaglänge aufweist, die betraglich um höchstens 5%, höchstens 10% oder höchstens 15% von der Ader-Verseilschlaglänge abweicht.
8. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Folie (20) eine Breite aufweist, die das 0,40-fache bis 0,65-fache der Bandierungsschlaglänge beträgt.
9. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Folie (20) mit einem Metall kaschiert ist, und
wobei das Metall auf der Außenseite der Folie (20) angeordnet ist.
10. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Schirmung (22) als Geflechtschirm aus Draht (34) ausgebiidet ist, der dazu eingerichtet ist, die Folie (20) zu stabilisieren.
11. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei ein Bedeckungsgrad, mit dem die Schirmung (22) die Folie (20) bedeckt, zwischen 85% und 95% beträgt.
12. Kabel (1) zur elektrischen Datenübertragung, aufweisend
mindestens eine Datenleitung (10) mit jeweils einem Paar isolierter, miteinander in einer Ader-Verseilschlagrichtung (AS) mit einer Ader-Verseilschlaglänge verseilter Leitungsadern (12, 14), die jeweils einen Leitungskern (16, 18) aufweisen, und
eine auf die mindestens eine Datenleitung (10) in einer Bandierungsschlag- richtung (BS) aufbandierte Folie (20), wobei die Bandierungsschlagrichtung (BS) der Ader-Verseilschlagrichtung (AS) entgegengesetzt ist,
wobei die Folie (20) eine Breite aufweist, die das 0,4-fache bis 0,65-fache ihrer Bandierungsschlaglänge beträgt,
wobei im Querschnitt der mindestens einen Datenleitung (10) betrachtet radial einwärts von der Folie (20) ein gasgefüllter Freiraum (24) ausgebildet ist, wobei jeder Leitungskern (16, 18) eine Litze aufweist, die in einer Litzen- schiagrichtung verseilt ist, wobei die Litzenschlagrichtung der Ader-Verseilschlagrichtung (AS) entspricht, und
wobei die Litze eine Litzenschlaglänge aufweist, die 10,5- bis 18-mal so groß ist wie ein Durchmesser der Litze.
13. Verfahren zur Herstellung eines Kabels (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten:
Bereitstellen mindestens eines Paares isolierter Leitungsadern (12, 14), die jeweils einen Leitungskern (16, 18) aufweisen, wobei jeder Leitungskern (16, 18) eine Litze aufweist, die in einer Litzenschlagrichtung mit einer Schlaglänge von 14- bis 25-mal dem Durchmesser der Litze verseilt ist;
Verseilen der Leitungsadern (12, 14) in einer der Litzenschlagrichtung entsprechenden Ader-Verseilschlagrichtung (AS) mit einer Ader-Verseilschlaglänge zu einer Datenleitung (10), wobei die Schlaglänge der Litze auf 10,5- bis 18-mal den Durchmesser der Litze verkürzt wird;
Aufbandieren einer Folie (20) auf die Datenleitung (10) in einer Bandierungs- schlagrichtung (BS), wobei die Bandierungsschlagrichtung (BS) der Ader- Verseilschlagrichtung (AS) entgegengesetzt ist, sodass im Querschnitt der Datenlei- tung (10) betrachtet radial einwärts bezüglich der Folie (20) ein gasgefüllter Freiraum (24) ausgebildet wird; und
Anordnen einer Schirmung (22) an einer der Datenleitung (10) entgegengesetzten Außenseite der Folie (20).
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5142100A (en) 1991-05-01 1992-08-25 Supercomputer Systems Limited Partnership Transmission line with fluid-permeable jacket
DE19531065A1 (de) 1995-08-23 1997-02-27 Siemens Ag Nachrichtenkabel mit mindestens einem elektrischen Übertragungselement sowie Verfahren zur Herstellung
DE10315609A1 (de) 2003-04-05 2004-10-21 Nexans Datenübertragungskabel
EP2172946A1 (de) * 2008-09-12 2010-04-07 Nexans Elektrische Leitung zum Anschluß an ortsveränderliche elektrische Verbraucher
JP2010287337A (ja) 2009-06-09 2010-12-24 Sumitomo Electric Ind Ltd ツイストペアケーブル及びその製造方法
US20120227998A1 (en) * 2011-03-09 2012-09-13 Marcus Lindstrom Shielded pair cable and a method for producing such a cable
DE102012204554A1 (de) 2012-03-21 2013-09-26 Leoni Kabel Holding Gmbh Signalkabel und Verfahren zur hochfrequenten Signalübertragung
US20140124236A1 (en) 2012-11-06 2014-05-08 Apple Inc. Reducing signal loss in cables
CN105551633A (zh) * 2016-03-07 2016-05-04 中天科技装备电缆有限公司 一种轨道交通车辆用机车通信网络电缆及制备方法
WO2017076984A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Leoni Kabel Gmbh Datenkabel sowie verwendung des datenkabels in einem kraftfahrzeug

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5142100A (en) 1991-05-01 1992-08-25 Supercomputer Systems Limited Partnership Transmission line with fluid-permeable jacket
DE19531065A1 (de) 1995-08-23 1997-02-27 Siemens Ag Nachrichtenkabel mit mindestens einem elektrischen Übertragungselement sowie Verfahren zur Herstellung
DE10315609A1 (de) 2003-04-05 2004-10-21 Nexans Datenübertragungskabel
EP2172946A1 (de) * 2008-09-12 2010-04-07 Nexans Elektrische Leitung zum Anschluß an ortsveränderliche elektrische Verbraucher
JP2010287337A (ja) 2009-06-09 2010-12-24 Sumitomo Electric Ind Ltd ツイストペアケーブル及びその製造方法
US20120227998A1 (en) * 2011-03-09 2012-09-13 Marcus Lindstrom Shielded pair cable and a method for producing such a cable
DE102012204554A1 (de) 2012-03-21 2013-09-26 Leoni Kabel Holding Gmbh Signalkabel und Verfahren zur hochfrequenten Signalübertragung
US20140124236A1 (en) 2012-11-06 2014-05-08 Apple Inc. Reducing signal loss in cables
WO2017076984A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Leoni Kabel Gmbh Datenkabel sowie verwendung des datenkabels in einem kraftfahrzeug
CN105551633A (zh) * 2016-03-07 2016-05-04 中天科技装备电缆有限公司 一种轨道交通车辆用机车通信网络电缆及制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FILOWIRE ET AL: "Combination Unilay Stranded Conductors", 23 May 2011 (2011-05-23), XP055709876, Retrieved from the Internet <URL:http://www.filowire.com/media/pdfs/CombiUnilay.pdf> [retrieved on 20200629] *

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