WO2021191075A1 - Kabelschirmung - Google Patents

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WO2021191075A1
WO2021191075A1 PCT/EP2021/057081 EP2021057081W WO2021191075A1 WO 2021191075 A1 WO2021191075 A1 WO 2021191075A1 EP 2021057081 W EP2021057081 W EP 2021057081W WO 2021191075 A1 WO2021191075 A1 WO 2021191075A1
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WO
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wire winding
longitudinal axis
turns
wire
cable
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/057081
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arno FRAHMANN
Maik STRATMANN
Hüseyin TURAN
Original Assignee
Leoni Kabel Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leoni Kabel Gmbh filed Critical Leoni Kabel Gmbh
Priority to CN202180022492.2A priority Critical patent/CN115485792A/zh
Priority to US17/910,061 priority patent/US20230104371A1/en
Priority to EP21714121.7A priority patent/EP4128286A1/de
Priority to CA3172000A priority patent/CA3172000A1/en
Publication of WO2021191075A1 publication Critical patent/WO2021191075A1/de

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Classifications

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

Definitions

  • the present invention relates to a cable shielding and an electrical line with such a cable shielding.
  • Shielding is an electrically conductive protective sheathing that surrounds a device, a room or a transmission medium, e.g. a cable.
  • a transmission medium e.g. a cable.
  • device shielding in the case of shielding for devices
  • room shielding in the case of shielding for a room
  • cable shielding in the case of shielding for a transmission medium.
  • Cable shields are used for transmission media such as electrical conductors. Electrical conductors conduct electricity for different purposes. A current flow in an electrical conductor always produces a current flow accompanying Mag ⁇ netfeld. It is generally desirable to reduce the effects of such a magnetic field on other devices and facilities, as this can lead to undesired malfunctions in electrical or electronic equipment. This is often summarized under the term electromagnetic compatibility (EMC).
  • EMC electromagnetic compatibility
  • shielding reduces electromagnetic interference and interference on the signal-carrying conductors or in the devices.
  • the shielding also reduces scattering from a cable or the devices on the environment.
  • Foil shielding is more efficient at higher frequencies, but braided shielding is more efficient at lower frequencies.
  • Foil and braid shielding can also be combined and laid alternately in layers, for example.
  • the quality of the shielding depends on the coverage and is expressed in the shielding attenuation or the shielding level. It goes directly into the coupling resistance, also known as shield coupling impedance or transfer impedance.
  • the transfer impedance is the ratio between the high frequency (HF) interference voltage induced on a data line and the causing HF interference current flowing through the screen. The smaller the transfer impedance, the better the shielding effect.
  • a screen with wire wrapping in opposite directions has a longer mechanical service life.
  • the shielding can shift here and sometimes z. B. nests and / or holes. As stated above, this has a negative influence on the electrical properties.
  • a cable shield is proposed.
  • the cable shield has a first wire winding and a second wire winding.
  • the first wire winding has several turns.
  • the first wire winding is wound around a longitudinal axis in a first direction with a first pitch.
  • the second wire winding has several turns.
  • the second wire winding is wound about the longitudinal axis in a second direction differing from the first direction with a two- ⁇ th gradient. Turns of the multiple turns of the first wire winding and corresponding turns of the multiple turns of the second wire winding cross each other at a first crossing point.
  • the turns of the plurality of windings of the first wire winding and the entspre ⁇ sponding turns of the plurality of turns of the second winding wire cross each other at the first intersection point such that, in the direction of the longitudinal axis a plurality of first intersection points of the first wire winding and the second
  • a profile of the plurality of first intersection points in Rich ⁇ tung the longitudinal axis is at least approximately helically.
  • the helical course can also be referred to as a helical, spiral or helical course.
  • the helical course of the first crossing points (which can also be referred to as overlapping points) ensure good / increased stability against drag, torsional and bending movements.
  • the longitudinal axis can be the longitudinal axis of the cable shield (the braided shield mung).
  • the cable shield can be at least approximately cylindrical.
  • the crossing points can therefore run helically along the cable shielding (the braided shielding).
  • the first wire winding can have at least one first wire.
  • the at least one first wire can be wound around the longitudinal axis in such a way that a helical course of the first wire winding around the longitudinal axis results.
  • the second wire winding can have at least one second wire.
  • the at least one second wire can be wound around the longitudinal axis in such a way that a helical (helical / spiral-shaped / helical) course of the second wire winding
  • the arrangement of the first wire winding and the second wire winding relative to one another, due to the wires interwoven at least once per turn, can be viewed as a combination of wire spinning and braiding, the two wire windings being intertwined with themselves at at least one point on the winding .
  • the cable shielding can be referred to as a two-layer wire spinning with helical crossing points / helical crossing ⁇ the crossing.
  • a turn of the first second wire winding can be understood to mean a complete revolution from an initial position to an end position in the circumferential direction.
  • the starting position and the end position in the direction of the longitudinal axis do not have to match.
  • the starting position and the end position only have to coincide in the circumferential direction around the longitudinal axis so that a turn results.
  • the start position and end position will differ from one another if the first slope is not equal to 0.
  • Under a turn of the second winding wire may tung in circumferential direction ⁇ a full revolution from an initial position to a final position were comparable be.
  • the second slope the first slope
  • the start position and the end position in the direction of the longitudinal axis do not match.
  • the starting position and the end position only have to coincide in the circumferential direction around the longitudinal axis so that a turn results.
  • the start position and end position will differ from one another if the second slope is not equal to 0.
  • corresponding turns is to be understood as meaning that one turn of the first wire winding and one turn of the second wire winding are formed. speak when they at least almost match in their position and, for example, at least so almost match that they can cross each other in their normal course with opposite winding.
  • the turns of the multiple turns of the first wire winding and the corresponding turns of the multiple turns of the second wire winding can each cross at a second crossing point.
  • the turns of the multiple turns of the first wire winding and the corresponding turns of the multiple turns of the second wire winding can each intersect at a second crossing point such that there are a plurality of second crossing points of the first wire winding and the second wire winding in the direction of the longitudinal axis.
  • a course of the plurality of second intersection points in the direction of the longitudinal axis can be at least approximately helical.
  • the course of the plurality of first crossing points in the direction of the longitudinal axis and the course of the plurality of second crossing points in the direction of the longitudinal axis can be at least almost parallel to one another.
  • two at least almost parallel helices screws / spirals / spirals
  • Turns of the multiple turns of the first wire winding and corresponding turns of the multiple turns of the second wire winding can cross each other at multiple crossing points.
  • the coils of the plurality of windings of the first wire winding and corresponding windings of the plurality of windings of the second wire winding can in each case at several intersections such cross that in the direction of the longitudinal axis, a plurality of plurality of cross Stel ⁇ len of the first wire winding and the second wire coil is present.
  • the respective course of the plurality of multiple intersection points in the direction of the longitudinal axis can each be at least approximately helical.
  • the respective course of the plurality of the plurality of intersection points in the direction of the longitudinal axis can run at least approximately parallel to one another.
  • the course of the plurality of multiple intersection points in the direction of the longitudinal axis can run at least approximately parallel to one another.
  • a helical course of a large number of first crossing points can run parallel to a helical course of a large number of second crossing points and possibly a helical course of a large number of third crossing points, etc.
  • the first slope and the second slope can have the same amount.
  • the first direction of the first wire winding and the second direction of the second wire winding are different from each other.
  • the first direction and the second direction can be at least almost opposite to one another.
  • the first wire winding and the second wire winding can be referred to as counter-rotating / counter-rotating wire windings. Accordingly, the first wire winding and the second wire winding can run in opposite directions and with the same gradient.
  • first wire winding and the second wire winding can cross at their crossing points in such a way that they are intertwined at the crossing points.
  • an opposing braid i.e. a braid made of two wire windings running in opposite directions, can be provided.
  • the first wire winding and the second wire winding can for example run symmetrically to a plane through the longitudinal axis of the cable shield.
  • the first wire winding and the second wire winding viewed in the cross section of the cable shield, can be arranged symmetrically, for example symmetrically to the longitudinal axis of the cable shield, to one another.
  • the first wire winding can have one or more first wires or consist of one or more first wires.
  • the second wire winding can have one or more second wires or consist of one or more second wires.
  • a single first wire or may include a first wire bundle forming the first wire coil and may be a single second wire or may be a second wire bundle forming two ⁇ te wire winding.
  • the helical crossing points / overlapping points increase the stability of the cable shielding against drag, torsion and / or alternating bending movement.
  • the cable shielding according to the first aspect can therefore increase the service life of shielding lines in the event of mechanical stress in two or three dimensions. Consequently, are better electrical properties ⁇ properties (ie, better electrical performance for. Example in relation to EMC, bleeder currents, etc.) over the life of the cable shielding.
  • an electrical line is proposed.
  • the electrical line has at least one electrical conductor and a cable shield arranged around the electrical conductor according to the first aspect. Due to the shielding, the measurable magnetic field of the electrical conductor is (significantly) reduced compared to known conductors without shielding.
  • the cable shield is mechanically stable. Furthermore, a cable sheath / outer sheath can be arranged around the cable shield.
  • Figure la shows a cable shield according to an example
  • Figure lb a cable shield according to a possible embodiment of the present invention.
  • Figure la shows schematically a cable shield, more precisely a braided shield ⁇ tion 1 for a cable.
  • the braided shield 1 has a first wire winding 2, which extends in a first direction of rotation with a first pitch in a spiral in the direction of a longitudinal axis 1 a of the braided shield 1.
  • the first wire winding 2 screws upwards with a first pitch counterclockwise.
  • the braided shield 1 has a second wire winding 3, which supply in a second rotational direction with a second sti ⁇ spirally along the longitudinal axis la of the braided shield 1 extends.
  • the second wire winding 3 screws upwards with a second pitch in a clockwise direction.
  • the first slope corresponds to the second slope.
  • one turn of the first wire winding 2 and one turn of the second wire winding 3 overlap at one point.
  • crossing point 4 This point is referred to as crossing point 4 or overlapping point.
  • the two wire windings 2, 3 are intertwined at the intersection 4. Since each of the wire windings 2, 3 has several turns in the direction of the longitudinal axis la, there are several such crossing points in the direction of the longitudinal axis la, even with one crossing point per turn. In the example from FIG. 1 a it can be seen that these crossing points lie on a straight line 5 which runs parallel to the direction of the longitudinal axis 1 a.
  • the two wire windings 2, 3 form, so to speak, two layers due to the interweaving and can accordingly also be referred to as two-layer wire spinning and, due to the parallelism of the crossing points to the longitudinal axis la, as two-layer wire spinning with an axially extending crossing.
  • the wires / wire windings 2, 3 of the braid / braid shield 1 from FIG. La experience a relative movement with accompanying friction with respect to one another when they are exposed to movement. Furthermore, these wires / wire windings 2, 3 experience tensile and shear loads. This results in a limited service life of the wires / wire windings 2, 3 and thus of the braid / braided shield 1.
  • Figure lb shows schematically a cable shield, more precisely a braided shield ⁇ tion 10 for a cable, according to an embodiment with improved properties compared to the cable shield from Figure la.
  • the braided shielding 10 has a first wire winding 20 which extends in a first direction of rotation with a first pitch in the form of a spiral in the direction of a longitudinal axis 10a of the braided shielding 10.
  • the first wire winding 20 screws upwards with a first pitch in the counterclockwise direction.
  • the braid shield 10 has a second wire winding 30, which spirals in a second direction of rotation with a second pitch in the direction of Longitudinal axis 10a of the braided shielding 10 extends.
  • the second wire winding 30 screws upwards with a second pitch in the clockwise direction.
  • the first pitch corresponds to the second pitch, ie each individual complete turn of the wire windings 20, 30 covers the same path W in the direction of the longitudinal axis 10a.
  • a win-making one complete revolution thereby describes a wire of the respective wire ⁇ winding 20, 30th
  • one turn of the first wire winding 20 and one turn of the second wire winding 30 overlap at one point.
  • This point is referred to as the intersection point 40 or the point of overlap.
  • the two wire windings 20, 30 are also interwoven at the intersection 40. Since each of the wire windings 20, 30 Win several applications in the direction of the longitudinal axis 10a, has exist even at a crossing point ⁇ per turn, a plurality of such crossing locations 40 in the direction of the longitudinal axis 10a.
  • this crossover ⁇ filters 40 in the form of a helix or spiral 50 extend, that is, no parallel to the longitudinal axis Rich tung 10a extending straight form.
  • a turn of the wire winding 20 and a corresponding turn of the wire winding 30 can, however, cross at more than one point, ie at several points, ie each have several crossing points at which they are intertwined.
  • the wire winding 20 and the wire winding 30 are intertwined on one or more, e.g. further crossing points.
  • first intersection points 40 there are a large number of first intersection points 40, a large number of second intersection points and possibly a large number of further intersection points.
  • the multiplicity of first intersection points 40 can be described by a first helix / spiral 50 in the direction of the longitudinal axis 10a.
  • the multiplicity of second crossing points can be described by a second helix / spiral in the direction of the longitudinal axis 10a, which runs parallel to the first helix / spiral 50.
  • the multiplicity of further crossing points can be described by a further helix / spiral in the direction of the longitudinal axis 10a which runs parallel to the first helix / spiral 50 and the second helix / spiral.
  • braided shield 10 described with helix extending overlapping points 40 is more stable towing, torsional and bending Wech same ⁇ movement as described with reference to FIG la braided shield 1 with intersecting axes current overlapping points 4.
  • a braided shield 10 described with helix extending overlapping points 40 is more stable towing, torsional and bending Wech same ⁇ movement as described with reference to FIG la braided shield 1 with intersecting axes current overlapping points 4.
  • Shielding provided as a combination of wire spinning and braiding, which, per pair of turns, is interwoven with itself only at one point on the circumference or at several points on the circumference.
  • the interlaced (s) point (s) ver ⁇ runs / run helically along the longitudinal axis 10a, such as the product axis, the braided shield 10. This increases the life of the shield 10 of lines under mechanical stress in two or three dimensions. This also means that better electrical properties (ie better electrical performance) are achieved over the service life (e.g. with regard to EMC, leakage currents, etc.).

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kabelschirmung und einen elektrischen Leiter mit einer solchen Kabelschirmung. Die Kabelschirmung weist eine erste Drahtwicklung und eine zweite Drahtwicklung auf. Die erste Drahtwicklung weist mehrere Windungen auf. Die erste Drahtwicklung ist in einer ersten Richtung mit einer ersten Steigung um eine Längsachse gewickelt. Die zweite Drahtwicklung weist mehrere Windungen auf. Die zweite Drahtwicklung ist in einer zweiten, von der ersten Richtung abweichenden Richtung mit einer zweiten Steigung um die Längsachse gewickelt. Windungen der mehreren Windungen der ersten Drahtwicklung und entsprechende Windungen der mehreren Windungen der zweiten Drahtwicklung kreuzen sich jeweils an einer ersten Kreuzungsstelle derart, dass in Richtung der Längsachse eine Vielzahl erster Kreuzungsstellen der ersten Drahtwicklung und der zweiten Drahtwicklung vorliegt. Ein Verlauf der Vielzahl der ersten Kreuzungsstellen in Richtung der Längsachse ist zumindest annähernd helixförmig.

Description

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

Claims

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