DE102004047384B3

DE102004047384B3 - Cable for transmitting electric signals has pairs of leads lying alongside each other with each lead having an insulation

Info

Publication number: DE102004047384B3
Application number: DE200410047384
Authority: DE
Inventors: Hermann Loske
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2024-09-30

Abstract

An electrically conductive apportioning element (ECAE) (7) divides a cable's inner cross-section into a number of open grooves (6) corresponding to a number of pairs of leads with each pair of leads arranged in its grooves. First (9) and second (10) cables shields (CS) takes the shape of a ring so as to sheathe the pairs of leads and the ECAE.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kabel zur Übertragung von elektrischen Signalen mit mindestens zwei Paaren von nebeneinander liegenden Adern, wobei jede Ader eine Aderisolierung aufweist.The The invention relates to a cable for transmission of electrical Signals with at least two pairs of adjacent ones Cores, each core having a core insulation.

Aus der WO 99/60578 ist bereits ein elektrisches Signalübertragungskabel bekannt, das zumindest ein Paar von nebeneinander liegenden Adern aufweist. Bei den Adern handelt es sich um Kupferlitzendrähte, welche gegeneinander verseilt sind. Jede Ader ist mit einer separaten Aderisolierung versehen, die aus einem Zellpolyethylen besteht. Um die Aderisolierungen des Adernpaares ist eine Trennschicht aus Polyesterfolie gelegt. Um diese Trennschicht wird ein Innenmantel aus leicht extrudierbarem Polyvinylchlorid hohlraumfrei so extrudiert, dass ein Aufbau mit einer im Querschnitt kreisförmigen Außenkontur entsteht. Zur Fertigstellung des Kabels sind eine metallisierte Polyesterfolie, ein Schirmgeflecht aus verzinntem Kupfergewebe und schließlich ein äußerer Kabelmantel aus Polyvinylchlorid ringförmig um den Innenmantel gelegt. Durch den präzisen geometrischen Aufbau des Kabels wird es ermöglicht, mit einer festen Einstellung der Einschnitttiefe eines radial in den äußeren Kabelmantel und den darunter liegenden Schirm einschneidenden Abisolierwerkzeuges in einem Arbeitsgang diese vollständig zu durchtrennen, ohne eine der Aderisolierungen der Adern zu verletzen. Es wird somit vermieden, dass bei der Entfernung von äußeren Kabelmänteln auch innen liegende Aderisolationen in unerwünschter Weise beschädigt werden. Das bekannte Kabel hat jedoch den Nachteil, dass bei Verwendung mehrerer Paare von nebeneinander liegenden Adern aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften nur Signale mit vergleichsweise niederer Frequenz übertragen werden können.Out WO 99/60578 is already an electrical signal transmission cable known, which has at least one pair of adjacent wires. The wires are copper strand wires, which are stranded against each other are. Each wire is provided with a separate wire insulation, the made of a cell polyethylene. Around the wire insulation of the wire pair is placed a release layer of polyester film. To this separation layer is an inner jacket made of easily extrudable polyvinyl chloride without cavities so extruded that a structure with a circular cross-section outer contour arises. To complete the cable are a metallized Polyester film, a screen of tinned copper fabric and after all an outer cable sheath made of polyvinyl chloride annular put the inner sheath. Due to the precise geometric structure the cable will allow with a fixed adjustment of the incision depth of a radially into the outer cable sheath and the underlying screen incising stripping tool completely cut through them in one operation without one of the wire insulation of the wires to injure. It will thus avoided that when removing outer cable sheaths also inside lying core insulation can be damaged in an undesirable manner. However, the known cable has the disadvantage that when using several pairs of adjacent veins due to his physical properties only signals with comparatively lower Transmit frequency can be.

Zur Signalübertragung mit Übertragungsfrequenzen über 250 MHz sind symmetrische Kupferkabel bekannt, die vier gegeneinander abgeschirmte Leiterpaare besitzen. Solche Kabel finden zum Beispiel in einer informationstechnischen Gebäudeverkabelung Anwendung. Bei diesem Kabeltyp sind zwei Adern zu einem Adernpaar miteinander verdrillt und mit einer elektrisch leitenden Folie, beispielsweise einer Metallfolie oder einer metallisierten Trägerfolie, als Paarschirm umhüllt. Vier derart gegeneinander abgeschirmte Adernpaare werden im Kabel zusammengefasst und von einem Gesamtschirm und einem äußeren Kabelmantel umhüllt, der beispielsweise aus Kunststoff besteht. Ein Beispiel für ein derartiges Datenkabel ist das Kabel FieldLink^® TP CAT7 horizontal der LEONI Kabel GmbH. Die Montage des Kabels ist jedoch vergleichsweise aufwendig. In nachteiliger Weise muss der Paarschirm jedes Adernpaares aufwendig entfernt werden, bevor die innen liegenden Adern des Adernpaares von ihrer Aderisolierung freigelegt werden können, um sie zum Beispiel an einen Steckverbinder anschließen zu können.For signal transmission with transmission frequencies over 250 MHz symmetrical copper cables are known, which have four mutually shielded pairs of conductors. Such cables are used, for example, in information technology building cabling. In this type of cable two wires are twisted together to form a pair of wires and coated with an electrically conductive film, such as a metal foil or a metallized carrier film, as a pair screen. Four pairs of wires shielded from one another in this way are combined in the cable and enveloped by a total screen and an outer cable sheath, which consists for example of plastic. An example of such a data cable is the FieldLink ^® TP CAT7 cable horizontally from LEONI Kabel GmbH. However, the installation of the cable is comparatively expensive. Disadvantageously, the pair shield of each pair of wires must be removed consuming before the inner wires of the pair of wires can be exposed from their core insulation, for example, to connect to a connector can.

Weiterhin ist ein Kabel für eine Signalübertragung mit Übertragungsfrequenzen unterhalb 250 MHz des Typs FutureCOM UE der Corning Cable Systems GmbH & Co. KG bekannt, bei welchem vier ubgeschirmte, verdrillte Adernpaare durch ein zentrales, kreuzförmiges Aufteilelement voneinander getrennt werden. Die vier Adernpaare sind jeweils in einer der vier Nuten des Aufteilelements angeordnet. Durch das zentrale Aufteilelement wird ein Abknicken des Kabels trotz schlankem Aufbau und geringem Gewicht verhindert. Nachteilig ist dagegen die Eignung lediglich für eine Datenübertragung mit vergleichsweise niedrigen Frequenzen.Farther is a cable for a signal transmission with transmission frequencies below 250 MHz of the FutureCOM UE type from Corning Cable Systems GmbH & Co. KG in which four shielded, twisted wire pairs by a central, cruciform Dividing element are separated from each other. The four pairs of wires are each arranged in one of the four grooves of the dividing element. By The central dividing element will kink the cable despite slim construction and low weight prevented. The disadvantage is on the other hand the suitability only for a data transfer with comparatively low frequencies.

Aus der DE 696 16 927 T2 ist ein Kabel zur Übertragung von elektrischen Signalen mit vier Paaren von nebeneinander liegenden Adern bekannt, wobei jede Ader mit einer Aderisolierung versehen ist. Ein kreuzförmiges, elektrisch leitendes Aufteilelement teilt den Innenquerschnitt des Kabels in vier offenen Nuten auf, in welchen jeweils ein Adernpaar liegt.From the DE 696 16 927 T2 For example, a cable for transmitting electrical signals with four pairs of adjacent wires is known, each core being provided with a core insulation. A cross-shaped, electrically conductive dividing element divides the inner cross-section of the cable in four open grooves, in each of which a pair of wires.

Ein Kabelschirm steht in elektrischem Kontakt zu den äußeren Kanten des Aufteilelements und umhüllt im Wesentlichen ringförmig die Adernpaare und das Aufteilelement. Um den Kabelschirm ist ein äußerer Kabelmantel gelegt.One Cable shield is in electrical contact with the outer edges of the partitioning element and enveloped essentially annular the wire pairs and the splitting element. Around the cable shield is an outer cable sheath placed.

Aus der DE 20 2004 003 673 U1 ist ein mehradriges Übertragungskabel mit vier Adernpaaren bekannt, die jeweils in einem Kanal einer sich über die Kabellänge erstreckenden Separierstruktur liegen.From the DE 20 2004 003 673 U1 a multi-core transmission cable with four pairs of wires is known, each lying in a channel extending over the cable length separating structure.

Aus der DE 199 47 825 C1 ist ein Datenübertragungskabel mit vier Adernpaaren bekannt, die jeweils in einer Kammer eines Kammerprofils angeordnet sind, welches im Querschnitt vier Stege und einen die Stege umgebenden Umfangsteil aufweist.From the DE 199 47 825 C1 a data transmission cable with four pairs of wires is known, which are each arranged in a chamber of a chamber profile having four webs in cross-section and a peripheral part surrounding the webs.

Aus der DE 41 28 935 A1 ist ein Kabel mit einer Anzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden und nach außen offenen Kammern bekannt, in denen Leiterelemente untergebracht sind. Die Kammern sind nach außen jeweils durch einen die Kammeröffnung überbrückenden, abnehmbaren und sich ebenfalls in Kabellängsrichtung erstreckenden Deckel verschlossen, der auch aufgeklebt sein kann.From the DE 41 28 935 A1 there is known a cable having a number of longitudinally extending and outwardly open chambers housing conductor elements. The chambers are closed to the outside in each case by a cover which bridges the chamber opening and which can be removed and which likewise extends in the cable longitudinal direction, which can also be glued on.

Aus der DE 42 40 209 A1 ist ein vieradriges, symmetrisches Datenübertragungskabel bekannt, das einen die Adern gemeinsam umgebenden Zwischenmantel mit einer darüber liegenden Abschirmung und einem alle umschließenden Außenmantel aufweist.From the DE 42 40 209 A1 a four-core, symmetrical data transmission cable is known, which has a surrounding the cores together intermediate sheath with an overlying shield and an enclosing outer sheath having.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabel zur elektrischen Signalübertragung zu schaffen, in welchem die verschiedenen Adernpaare gegeneinander abgeschirmt sind, ohne dabei den Aufwand für die Kabelinstallation zu erhöhen.Of the Invention is based on the object, a cable for electrical signal transmission to create in which the different wire pairs against each other are shielded without the hassle of installing the cable increase.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Kabel der eingangs genannten Art die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.to solution this task, the new cable of the type mentioned the specified in claim 1 features. In the dependent claims are advantageous developments of the invention described.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass zwischen den Adernpaaren eines Kabels eine mit einem herkömmlichen Paarschirm vergleichbare Abschirmwirkung erzielt wird und dennoch ein Entfernen der Paarschirme in einem separaten Arbeitsvorgang bei der Installation entfällt. Wenn beispielsweise zum Anschlag des Kabels an einen Stecker die über dem Aufteilelement liegenden Schichten entfernt werden, können die Adernpaare ohne weiteren Aufwand aus den Nuten des Aufteilelements herausgelöst werden. Dabei ist es vorteilhaft, zwischen den Adernpaaren und dem Kabelschirm eine Füllschicht anzuordnen, die derart ausgebildet ist, dass eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur über der Füllschicht und dem Aufteilelement entsteht. Ein derart aufgebautes Kabel lässt sich mit einem einfachen Abisolierwerkzeug, bestehend aus einem Anschlag und einer Messerklinge, in einem einzigen Arbeitsschritt abisolieren. Für die gleichzeitige Abtrennung des äußeren Kabelmantels und des Schirms mit gegebenenfalls Schirmgeflecht und Schirmfolie genügt ein einfaches Umfahren des Kabels mit dem Abisolierwerkzeug. Ein zusätzliches Entfernen von Paarschirmen entfällt, da diese nicht vorhanden sind. Die Füllschicht stellt einen Abstand zwischen dem äußeren Kabelmantel und den Aderisolierungen der Signaladern sicher, so dass eine Verletzung der Aderisolierungen beim Umfahren der Leitung mit dem Abisolierwerkzeug zuverlässig verhindert wird. Die Kabelmontage ist somit mit einem erheblich geringeren Aufwand verbunden. In vorteilhafter Weise wird eine vollständig geschlossene Paarschirmung der einzelnen Adernpaare erreicht, da zwischen dem Kabelschirm und den äußeren Kanten des Aufteilelements ein elektrischer Kontakt besteht. Dieser kann durch einfache Berührung der Teile erreicht werden. Ein weiterer Vorteil ist im geringeren Herstellungsaufwand zu sehen, da der Schritt des Anbringens der Paarschirmungen an die einzelnen Adernpaare entfällt. Durch das Einlegen der Adernpaare in die Nuten des Aufteilelements werden eine exakte Kabelgeometrie und somit gleichbleibende, definierte elektrische Eigenschaften des Kabels gewährleistet.The Invention has the advantage that between the wire pairs of a cable one with a conventional one Paarschirm comparable shielding effect is achieved and yet a removal of the pair screens in a separate operation during installation is omitted. For example, to stop the cable to a connector over the splitter can be removed lying layers, the wire pairs without further Effort be removed from the grooves of the dividing element. there It is advantageous between the wire pairs and the cable shield a filling layer to be arranged, which is formed such that a substantially circular outer contour over the filling layer and the dividing element arises. Such a constructed cable can be with a simple stripping tool, consisting of a stop and a knife blade, strip in a single step. For the simultaneous separation of the outer cable sheath and the screen with optionally screen braid and screen foil enough a simple drive around the cable with the stripping tool. One additional Removal of paired umbrellas is not required, since these are not available. The filling layer sets a distance between the outer cable sheath and the wire insulation of the signal wires safely, so that an injury the wire insulation when driving around the line with the stripping tool reliable is prevented. The cable assembly is thus with a considerable less effort connected. Advantageously, a completely closed Pair shielding of the individual wire pairs achieved, as between the Cable shield and the outer edges the dividing element is an electrical contact. This one can by simple touch the parts are reached. Another advantage is the lower Manufacturing effort to see as the step of attaching the Pair shielding to the individual wire pairs is eliminated. By inserting the Wire pairs in the grooves of the splitter become an exact cable geometry and thus consistent, defined electrical properties ensures the cable.

Das Aufteilelement kann durch einen Kunststoffkern mit elektrisch leitender Oberfläche, zum Beispiel durch eine Metallisierung, gebildet werden. Das hat den Vorteil einer einfachen Herstellung und einer guten Elastizität des Aufteilelements, die sich auf die Biegefähigkeit des Kabels auswirkt und somit eine Verbesserung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften bewirkt.The Dividing element can by a plastic core with electrically conductive Surface, for example, by a metallization, are formed. That has the advantage of easy production and good elasticity of the dividing element, focusing on the bending ability of the cable and thus an improvement of the electrical and mechanical properties.

Das Kabel ist vorteilhaft in einem weiten Anwendungsbereich, zum Beispiel bei Ethernetanwendungen, einsetzbar, wenn es vier Adernpaare aufweist, die jeweils in den vier Nuten eines kreuzförmigen Aufteilelements angeordnet sind.The Cable is advantageous in a wide range of applications, for example applicable in Ethernet applications, if it has four wire pairs, each arranged in the four grooves of a cross-shaped dividing element are.

Anhand der einzigen Figur, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.Based the single figure, the one embodiment represents the invention, in the following the invention and Embodiments and advantages closer explained.

Ein in der Figur im Querschnitt dargestelltes Kabel 1 dient zur Übertragung von elektrischen Signalen. Dazu sind im gezeigten Ausführungsbeispiel vier gleichartige Adernpaare vorgesehen. Jedes Adernpaar besteht aus einer elektrisch leitenden ersten und zweiten Ader 2 bzw. 3, die jeweils mit einer Aderisolierung 4 bzw. 5 versehen sind. Die vier Adernpaare sind jeweils in Nuten, beispielsweise das Paar mit den Adern 2 und 3 in die Nut 6, eines elektrisch leitenden, kreuzförmigen Aufteilelements 7 eingelegt. Das Aufteilelement 7 besteht aus Kunststoff und besitzt eine elektrisch leitende Oberfläche, beispielsweise eine Metallisierung. Die Nuten des Auf teilelements 7 sind über den Adernpaaren durch eine Füllschicht, beispielsweise die Füllschicht 8 in der Nut 6, derart aufgefüllt, dass eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur über der Füllschicht 8 und dem Aufteilelement entsteht. Die bisher beschriebenen Teile sind im so genannten Innenquerschnitt des Kabels angeordnet. Über der Füllschicht 8 befindet sich ein Kabelschirm mit einer Schirmfolie 9 und einem Schirmgeflecht 10 zur Abschirmung des Kabels nach außen. Je nach erforderlicher Schirmwirkung kann der Kabelschirm alternativ aus einer umgekehrten Anordnung von Folie und Geflecht, aus mehr als zwei Schichten, lediglich aus Folie oder lediglich aus Geflecht aufgebaut werden. Schließlich ist ein Kabelmantel 11 um den Schirm gelegt. Wesentlich ist, dass durch einen elektrischen Kontakt zwischen den Außenkanten des sternförmigen Aufteilelements 7, beispielsweise der Außenkante 12, und der Schirmfolie 9 eine Abschirmung der einzelnen Adernpaare entsteht, die bezüglich ihres elektrischen Verhaltens einer Paarschirmung nach herkömmlichen Kabelaufbau entspricht.A cable shown in cross section in the figure 1 serves to transmit electrical signals. For this purpose, four identical wire pairs are provided in the embodiment shown. Each wire pair consists of an electrically conductive first and second wire 2 respectively. 3 , each with a core insulation 4 respectively. 5 are provided. The four wire pairs are each in grooves, for example, the pair with the wires 2 and 3 in the groove 6 , an electrically conductive, cross-shaped dividing element 7 inserted. The dividing element 7 consists of plastic and has an electrically conductive surface, such as a metallization. The grooves of the sub-element 7 are over the wire pairs by a filling layer, for example, the filling layer 8th in the groove 6 filled in such a way that a substantially circular outer contour over the filling layer 8th and the dividing element arises. The parts described so far are arranged in the so-called inner cross-section of the cable. Above the filling layer 8th there is a cable shield with a screen foil 9 and a braided screen 10 to shield the cable to the outside. Depending on the required shielding effect of the cable shield can alternatively be constructed of a reverse arrangement of film and braid, of more than two layers, only of foil or only of braid. Finally, a cable sheath 11 placed around the screen. It is essential that by an electrical contact between the outer edges of the star-shaped dividing element 7 , for example, the outer edge 12 , and the screen foil 9 a shield of the individual pairs of wires is created, which corresponds in terms of their electrical behavior of a pair shielding according to conventional cable construction.

Zur Verdeutlichung der Vorteile, die mit dem neuen Kabel bei der Installation erreicht werden, ist zusätzlich in der Figur ein Abisolierwerkzeug 13 mit einem Anschlag 14 und einer Messerklinge 15 dargestellt. Die Messerklinge 15 ragt bei anliegendem Anschlag 14 gerade soweit in das Kabel hinein, dass der äußere Kabelmantel 11 und der aus der Schirmfolie 9 und dem Schirmgeflecht 10 bestehende Schirm durchtrennt werden. Für die gleichzeitige Abtrennung von Kabelmantel 11 und Schirm genügt somit ein einfaches Umfahren mit dem Abisolierwerkzeug 13. Da die Spitze der Messerklinge 15 nur geringfügig in die oberhalb der Adernpaare liegende Füllschicht eindringt, wird ein Verletzen der Aderisolierungen bei diesem Vorgang zuverlässig verhindert. Die Füllschicht über den Adernpaaren, beispielsweise die Füllschicht 8 lässt sich durch einfaches Abziehen entfernen. Bereits jetzt liegen die Adernpaare mit ihrer Aderisolierung frei, ohne dass eine Paarschirmung abgelöst werden muss.To illustrate the advantages that can be achieved with the new cable during installation is additionally in the figure, a stripping tool 13 with a stop 14 and a knife blade 15 shown. The knife blade 15 protrudes at the adjacent stop 14 just so far into the cable, that the outer cable sheath 11 and the one from the screen foil 9 and the braid 10 existing screen are severed. For the simultaneous separation of cable sheath 11 and screen thus satisfies a simple drive around with the stripping tool 13 , Because the tip of the knife blade 15 penetrates only slightly in the lying above the wire pairs filling layer, a violation of the wire insulation is reliably prevented in this process. The filling layer over the wire pairs, for example the filling layer 8th can be removed by simply pulling off. Even now, the wire pairs are free with their wire insulation, without having to replace a pair shielding.

Alternativ zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann das Aufteilelement aus einem elektrisch leitenden Vollmaterial, beispielsweise elektrisch leitendem Kunststoff oder einer Metallfolie, hergestellt werden. Das hat den Vorteil, dass die zusätzliche Aufbringung einer elektrisch leitenden Schicht oder eine Erzeugung einer elektrischen Leitfähigkeit auf der Oberfläche entfällt.alternative to the described embodiment the dividing element can be made of an electrically conductive solid material, for example, electrically conductive plastic or a metal foil, getting produced. This has the advantage that the additional Application of an electrically conductive layer or a generation an electrical conductivity the surface eliminated.

Anhand des gezeigten Ausführungsbeispiels wird besonders deutlich, dass die geometrische Lage der einzelnen Adern innerhalb des Kabels durch das Aufteilelement exakt definiert wird. Dies wirkt sich verbessernd auf die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Kabels aus.Based the embodiment shown is particularly clear that the geometric position of the individual wires within the cable is exactly defined by the dividing element. This improves the mechanical and electrical properties of the cable.

Im in der Figur nicht dargestellten Sonderfall eines Kabels mit nur 2 Adernpaaren kann das Aufteilelement die Form eines flachen Streifens besitzen, auf dessen Ober- und Unterseite jeweils ein Adernpaar angeordnet ist. Unter dem Begriff „offene Nut" wird dann der jeweilige Bereich ober- bzw. unterhalb des Aufteilelements verstanden, in welchem sich das Adernpaar befindet.in the not shown in the figure, a special case of a cable with only 2 wire pairs, the dividing element can take the form of a flat strip own, on the top and bottom of each a pair of wires is arranged. Under the term "open groove" is then the respective Area above or below the dividing understood, in which is the pair of wires.

Claims

Cable for transmission of electrical signals, comprising at least two pairs of juxtaposed wires ( 2 . 3 ), each vein ( 2 ) with a core insulation ( 4 ), with an electrically conductive dividing element ( 7 ), which divides the inner cross-section of the cable into a number of open slots corresponding to the number of pairs of wires ( 6 ) and in its grooves ( 6 ) each a pair of wires ( 2 . 3 ), with a cable shield ( 9 . 10 ), which surrounds the wire pairs and the splitter substantially annular, wherein between the cable shield ( 9 . 10 ) and the outer edges ( 12 ) of the dividing element ( 7 ) is an electrical contact, and with an outer cable sheath ( 11 ), which is placed substantially annularly around the screen, characterized in that a filling layer ( 8th ) between the wire pairs ( 2 . 3 ) and the cable shield ( 9 . 10 ) is arranged and designed such that a circular outer contour over the filling layer ( 8th ) and the dividing element ( 7 ) arises.

Cable according to claim 1, characterized in that the dividing element ( 11 ) has a plastic core whose surface is electrically conductive.

Cable according to claim 1 or 2, characterized in that the cable has four pairs of wires, and that the dividing element ( 7 ) is formed cross-shaped.