DE20121335U1 - electric wire - Google Patents
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Description
5 Die Erfindung betrifft ein insbesondere elektrisches Kabel, das zumindest einen5 The invention relates to a cable, in particular an electrical cable, which has at least one
&bgr; von einer Abschirmung umgebenen Leiter aufweist.β conductor surrounded by a shield.
&bgr; Die Abschirmung wird bei einer Vielzahl von Kabeln vorgesehen, um störende&bgr; Shielding is provided for a variety of cables to prevent disturbing
9 Einflüsse, insbesondere elektromagnetische Einflüsse, auf das Kabel zu verrin-9 To reduce influences, especially electromagnetic influences, on the cable
10 gern oder zu vermeiden. Eine Abschirmung ist insbesondere bei einem Daten-10 gladly or to avoid. Shielding is particularly important for a data
11 Übertragungskabel vorgesehen, um eine sichere Übertragung der Daten zu ge-11 transmission cables are provided to ensure secure transmission of data.
12 währleisten.12 ensure.
14 Derartige Kabel sind beispielsweise Koaxialkabel oder symmetrische Leitungen.14 Such cables include, for example, coaxial cables or symmetrical cables.
is Bei einem Koaxialkabel umgibt ein Dielektrum einen innenliegenden Leiter, undis In a coaxial cable, a dielectric surrounds an inner conductor, and
16 das Dielektrikum ist wiederum von der Abschirmung (Außenleiter) umgeben. Von16 The dielectric is in turn surrounded by the shield (outer conductor).
&igr;? symmetrischen Leitungen spricht man dann, wenn Leiteradern symmetrisch, bei-&igr;? Symmetrical cables are those when conductor wires are symmetrical,
18 spielsweise paarweise und parallel zueinander, angeordnet sind. Die Datenüber-18 are arranged in pairs and parallel to each other. The data transfer
19 tragung in den Leiteradern eines Leiterpaares erfolgt dabei vorzugsweise in ent-19 Transmission in the conductor wires of a conductor pair preferably takes place in
20 gegengesetzten Richtungen oder bei entsprechend hohen Frequenzen nach den20 opposite directions or at correspondingly high frequencies according to the
21 Prinzipien der Wellenausbreitung.21 Principles of wave propagation.
23 Die Abschirmung ist in der Regel ein leitfähiger Mantel, der einen innenliegenden23 The shield is usually a conductive sheath that has an internal
24 Leiter umgibt. Die Abschirmung wird üblicherweise hergestellt durch Umwickeln24 conductors. The shielding is usually made by wrapping
25 mit metallenen oder metallbeschichteten Folien oder durch Umspinnen/Umlegen25 with metallic or metal-coated foils or by wrapping/folding
26 oder Flechten mit Drähten. Die Herstellung einer derartigen konventionellen Ab-26 or braiding with wires. The production of such a conventional
27 schirmung ist aufwendig.27 Shielding is complex.
29 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach zu fertigende Abschirmung29 The invention is based on the object of providing a shielding which is easy to manufacture
30 anzugeben.30 must be specified.
(USTELLA\USR\textewi*0>108e«OJoc) lau» Speicherung:·». Apr! &Idigr;902 .1, (USTELLA\USR\textewi*0>108e«OJoc) lau» Storage:·». Apr! &Idigr;902 .1,
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&igr; Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Kabel mit zumindest ei-&igr; The object is achieved according to the invention by a cable with at least one
2 nem von einer Abschirmung umgebenen Leiter, wobei die Abschirmung gebildet2 a conductor surrounded by a shield, the shield being formed
3 ist aus einer Trägersubstanz mit darin verteilten elektrisch leitfähigen Partikeln.3 consists of a carrier substance with electrically conductive particles distributed therein.
5 Die Erfindung geht hierbei von der Überlegung aus, die Herstellung einer Ab-5 The invention is based on the idea of making the production of a
6 schirmung dadurch zu vereinfachen, dass in eine möglichst einfach formbare Trä-6 shielding by converting the conductors into a carrier that is as easy to form as possible.
7 gersubstanz leitfähige Partikel eingebracht werden, und zwar derart, dass die7 conductive particles are introduced into the ger substance in such a way that the
&bgr; Kombination aus Trägersubstanz und Partikeln als Abschirmung wirkt. Die elektri-β combination of carrier substance and particles acts as a shield. The electrical
9 sehe Leitfähigkeit der Abschirmung ist durch die elektrisch leitfähigen Partikel er-9 The conductivity of the shield is achieved by the electrically conductive particles.
10 reicht. Im Unterschied zu geflochtenen oder gesponnen Abschirmungen sind die10 is enough. In contrast to braided or spun shields, the
11 Partikel insbesondere lose und ungeordnet in der Trägersubstanz verteilt.11 Particles are particularly loose and randomly distributed in the carrier substance.
13 Im Sinne einer möglichst einfachen Herstellung ist die Abschirmung vorzugsweise13 In order to simplify the manufacture, the shielding is preferably
&mgr; durch Erhärten der zunächst viskosen Trägersubstanz geformt. Aufgrund der zu-µm by hardening the initially viscous carrier substance. Due to the
15 nächst viskosen Ausbildung der Trägersubstanz, die beispielsweise flüssig oder15 next viscous formation of the carrier substance, which for example is liquid or
is zähflüssig ist, ist ein besonders einfaches Formgebungsverfahren ermöglicht. Ins-is viscous, a particularly simple shaping process is possible. In particular
17 besondere bieten sich hierdurch herkömmliche Gieß- oder Pressverfahren, wie17 This makes conventional casting or pressing processes particularly suitable, such as
18 beispielsweise das Stranggießen, Strangpressen oder ein Extrusionsverfahren an. is Als Trägersubstanz eignen sich insbesondere derartige Materialien, die im erhär-18 For example, continuous casting, extrusion or an extrusion process are suitable. Materials that are particularly suitable as carrier substances are those that
20 teten Zustand noch eine gewisse Flexibilität aufweisen, um das Kabel auch mit20 still have a certain flexibility in order to be able to use the cable with
21 der Abschirmung flexibel zu halten. Zweckdienlicherweise ist die Trägersubstanz21 of the shielding flexible. The carrier substance is expediently
22 darüber hinaus auch erweichbar, insbesondere durch Wärmeeinwirkung.22 Furthermore, it can also be softened, in particular by the action of heat.
24 Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist für die Trägersubstanz ein thermopla-24 According to an advantageous further development, the carrier substance is a thermoplastic
25 stischer Kunststoff vorgesehen, der sich mit konventionellen Prozessen, wie bei-25 static plastic, which can be processed using conventional processes, such as
26 spielsweise einem Extrusionsverfahren, sehr gut und einfach verarbeiten lässt.26 can be processed very well and easily, for example using an extrusion process.
28 Um eine möglichst gute Abschirmwirkung zu erreichen, sind die elektrisch leitfähi-28 In order to achieve the best possible shielding effect, the electrically conductive
29 gen Partikel zweckdienlicherweise miteinander vernetzt. Dadurch wird gewährlei-29 particles are conveniently cross-linked with each other. This ensures
30 stet, dass eine ausreichende Leitfähigkeit über die gesamte Abschirmung hinweg si erhalten ist.30 ensures that sufficient conductivity is maintained throughout the entire shield.
(\\STELU\\USR\texte\ANio0dj8e-e«ioc) leteX»Spei»l>eain^It. Ap»ita002 ti. (\\STELU\\USR\texte\ANio0dj8e-e«ioc) leteX»Spei»l>eain^ It. Ap»ita002 ti.
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&igr; Vorzugsweise sind die Partikel faserartig ausgebildet. Dies wirkt sich insbesonde-&igr; Preferably, the particles are fibrous. This has a particular effect
2 re positiv auf die Vernetzung der Partikel untereinander aus. Insbesondere lässt2 re has a positive effect on the cross-linking of the particles. In particular,
3 sich dadurch eine Vernetzung in allen drei Dimensionen nach Art eines Gitters3 This creates a network in all three dimensions in the form of a grid
4 verwirklichen. Hierfür ist ein Verhältnis des Faserdurchmessers zur Faserlänge4. For this purpose, a ratio of the fibre diameter to the fibre length
5 von größer 1:50 von besonderem Vorteil.5 of greater than 1:50 is of particular advantage.
7 Um eine möglichst gleichmäßige Abschirmwirkung hervorzurufen, sind die Partikel7 In order to achieve the most uniform shielding effect possible, the particles
&bgr; in der Trägersubstanz zweckdienlicherweise weitgehend gleichmäßig verteilt. Sieβ is conveniently distributed evenly in the carrier substance.
9 sind mit der Trägersubstanz insbesondere homogen vermischt.9 are particularly homogeneously mixed with the carrier substance.
11 Zur Unterstützung der Abschirmwirkung ist weiterhin zumindest ein Ableitdraht11 To support the shielding effect, at least one discharge wire
12 vorgesehen, der mit der Abschirmung in Kabellängsrichtung kontaktierend ver-12 is provided, which is connected to the shield in the longitudinal direction of the cable.
13 bunden ist. Vorzugsweise ist dabei der Ableitdraht in der Trägersubstanz einge-13. Preferably, the discharge wire is embedded in the carrier substance.
14 bettet. Der Ableitdraht ist über seine Länge mit der Abschirmung kontaktierend14. The discharge wire is in contact with the shield along its length
is verbunden, steht also in unmittelbarem Kontakt mit den elektrisch leitfähigen Paris tikeln der Abschirmung. Durch die Anordnung des Ableitdrahts können die in der &igr;? Abschirmung fließenden Ströme effizient und einfach abgeleitet werden. Insbe-18 sondere eignet sich der Ableitdraht zur Kontaktierung der Abschirmung an einem is Kabelende.is connected, i.e. is in direct contact with the electrically conductive particles of the shield. The arrangement of the drain wire enables the currents flowing in the shield to be efficiently and easily drained. The drain wire is particularly suitable for contacting the shield at one end of the cable.
21 Bei der Herstellen eines solchen elektrischen Kabels mit zumindest einem von21 In the manufacture of such an electrical cable with at least one of
22 einer Abschirmung umgebenen Leiter, wird die Abschirmung durch Erhärten einer22 conductor surrounded by a shield, the shield is hardened by a
23 viskosen Trägersubstanz mit darin eingebrachten elektrisch leitfähigen Partikeln23 viscous carrier substance with electrically conductive particles incorporated therein
24 gebildet. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn die Partikel der Trägersubstanz24. It is particularly advantageous if the particles of the carrier substance
25 erst unmittelbar beim Formgebungsverfahren, also beispielsweise beim Extrusi-25 only directly during the forming process, for example during extrusion
26 onsprozess, zugeführt werden. Hierdurch wird eine besonders gute und gleich-26 on process. This ensures a particularly good and consistent
27 mäßige Durchmischung der Partikel mit der Trägersubstanz erreicht. Es wird also27 moderate mixing of the particles with the carrier substance is achieved.
28 eine homogene Verteilung beispielsweise von Metallfasern in der Schmelze (er-28 a homogeneous distribution of, for example, metal fibres in the melt (er-
29 weichte Trägersubstanz) erreicht, die auch nach dem Erhärten oder Erstarren so beibehalten bleibt.29 softened carrier substance), which remains so even after hardening or solidification.
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&igr; Zweckdienlicherweise wird mit der Formgebung der Abschirmung zugleich zumin-&igr; It is useful to design the shielding to at least
2 dest ein Ableitdraht mit der Abschirmung kontaktierend verbunden, insbesondere2 a drain wire is connected to the shield in a contacting manner, in particular
3 in diese eingebettet. Hierzu wird der Ableitdraht beispielsweise bei dem Extrusi-3 embedded in it. For this purpose, the discharge wire is used, for example, in the extrusion
4 onsvorgang mit eingezogen.4 ons process with retracted.
e Die Verbindung der Abschirmung mit einem zu ummantelnden Kabelkern wirde The connection of the shield with a cable core to be sheathed is
7 bevorzugt unmittelbar beim Formgebungsverfahren der Abschirmung erzielt, d.h.7 preferably achieved directly during the shaping process of the shield, i.e.
&bgr; die Abschirmung wird beispielsweise auf den zu ummantelnden Leiter aufextru-&bgr; the shielding is extruded onto the conductor to be sheathed, for example.
9 diert. Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit die Abschirmung zunächst als ein9 Alternatively, it is possible to initially install the shield as a
10 Hohlprofil auszubilden, in das der Kabelkern eingefügt wird. Im Falle eines Koa-10 hollow profile into which the cable core is inserted. In the case of a coa-
11 xialkabels ist dieser gebildet aus dem Leiter und dem Dielektrikum.11 axial cable, this is formed from the conductor and the dielectric.
13 Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung13 Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing
&mgr; näher erläutert. Es zeigen jeweils in einer schematischen Schnittansicht senkrechtµm explained in more detail. They show in a schematic sectional view perpendicular
is zur Längsrichtung eines Kabels:is to the longitudinal direction of a cable:
17 Fig. 1 ein Koaxialkabel mit einer Abschirmung, die eine Trägersubstanz mit darin17 Fig. 1 a coaxial cable with a shield containing a carrier substance with
18 eingebrachten leitfähigen Partikeln aufweist, und in der mehrere Ableit-18 conductive particles, and in which several conductive
19 drähte eingebettet sind,19 wires are embedded,
20 Fig. 2 ein Koaxialkabel, bei dem im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten20 Fig. 2 shows a coaxial cable in which, in contrast to the cable shown in Fig. 1,
21 Koaxialkabel die Ableitdrähte zwischen einem Dielektrikum und der Ab-21 Coaxial cable the discharge wires between a dielectric and the
22 schirmung angeordnet sind, und22 shielding are arranged, and
23 Fig. 3 eine symmetrische Leitung mit einer Abschirmung, die ähnlich zu der in23 Fig. 3 a symmetrical line with a shield similar to that shown in
24 Fig. 1 dargestellten Abschirmung ist.24 shield shown in Fig. 1.
26 Gemäß den Figuren 1 und 2 weist ein Koaxialkabel 2 einen zentralen innenlie-26 According to Figures 1 and 2, a coaxial cable 2 has a central internal
27 genden Leiter 4 auf. Dieser ist umgeben von einem Dielektrikum 6, welches wie-27 conductor 4. This is surrounded by a dielectric 6, which in turn
28 derum von einer Abschirmung 8 konzentrisch umgeben ist. Zum Schutz der Ab-28 is concentrically surrounded by a shield 8. To protect the shield
29 schirmung 8 ist um diese ein Außenmantel 10 angeordnet.29 shielding 8 is surrounded by an outer jacket 10.
31 Die Abschirmung 8 ist gebildet durch elektrisch leitfähige Partikel 12 (dargestellt31 The shield 8 is formed by electrically conductive particles 12 (shown
32 durch die einzelnen Schraffurelemente der Abschirmung 8), die in einer Träger-32 by the individual hatching elements of the shield 8), which are in a carrier
(\\STELLA\USR\texte\AriaM88i-<i*)C)(\\STELLA\USR\texte\AriaM88i-<i*)C)
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&igr; substanz 14 (dargestellt durch den weißen Hintergrund zu den Schraffurelemen-&igr; substance 14 (represented by the white background to the hatching elements
2 ten) verteilt und insbesondere homogen eingebettet sind. Die einzelnen leitfähigen2 ten) and are particularly homogeneously embedded. The individual conductive
3 Partikel sind insbesondere Metallfasern, deren Verhältnis zwischen Faserdurch-3 Particles are in particular metal fibres, whose ratio between fibre diameter
4 messer und Faserlänge in der Größenordnung von größer 1:50 liegt. Die einzel-4 diameter and fiber length is in the order of greater than 1:50. The individual
5 nen Partikel 12 berühren sich untereinander, so dass sie nach Art eines räumli-5 particles 12 touch each other so that they form a spatial
6 chen Netzes miteinander verbunden sind. Dabei sind die einzelnen Partikel 12 in6 network. The individual particles 12 are in
7 der Trägersubstanz lose verteilt. Die Berührung der einzelnen Partikel untereinan-7 of the carrier substance is loosely distributed. The contact of the individual particles with each other
8 der bewirkt die Leitfähigkeit der Abschirmung 8.8 which causes the conductivity of the shield 8.
10 Die Menge der Partikel ist einerseits ausreichend groß, um die Abschirmwirkung,10 The quantity of particles is on the one hand sufficiently large to ensure the shielding effect,
11 also die Leitfähigkeit der Abschirmung 8, sicher zu gewährleisten. Andererseits ist11, i.e. the conductivity of the shield 8, to ensure safe operation. On the other hand,
12 die Menge der Partikel in der Trägersubstanz ausreichend klein, so dass die Trä-12 the amount of particles in the carrier substance is sufficiently small so that the carrier
13 gersubstanz in einfacher Weise insbesondere mit herkömmlichen Werkzeugen13 ger substance in a simple manner, especially with conventional tools
14 verarbeitbar ist. Weiterhin ist dadurch eine gute Flexibilität des gesamten Kabels is und damit der Abschirmung erzielt. Ein Wert von in etwa 1 Vol-% an faserhaltigen14 can be processed. Furthermore, a good flexibility of the entire cable and thus of the shielding is achieved. A value of approximately 1 vol.% of fiber-containing
16 Metallpartikeln in einer thermoplastischen Trägersubstanz 14 hat sich als beson-16 metal particles in a thermoplastic carrier substance 14 has proven to be particularly
17 ders vorteilhaft erwiesen.17 proved particularly advantageous.
19 In der Abschirmung 8, insbesondere in der Trägersubstanz 14 sind zusätzlich19 In the shield 8, especially in the carrier substance 14, additional
20 Ableitdrähte 16 eingebettet. Die Ableitdrähte 16 verlaufen in Kabellängsrichtung,20 discharge wires 16 embedded. The discharge wires 16 run in the cable longitudinal direction,
21 die sich in die Papierebene hinein erstreckt. Die Ableitdrähte 16 verlaufen parallel21 which extends into the plane of the paper. The discharge wires 16 run parallel
22 zum Leiter 4 oder um diesen gewendelt. Diese Ableitdrähte 16 ermöglichen eine22 to the conductor 4 or wound around it. These discharge wires 16 enable a
23 Kontaktierung der Abschirmung 8 an einem Kabelende und damit eine effiziente23 Contacting the shield 8 at one cable end and thus an efficient
24 Ableitung der in der Abschirmung 8 auftretenden elektrischen Ströme.24 Dissipation of electrical currents occurring in the shield 8.
26 Das Koaxialkabel 2 nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dahinge-26 The coaxial cable 2 according to Fig. 2 differs from that according to Fig. 1 in that
27 hend, dass die Ableitdrähte 16 zwischen dem Dielektrikum 6 und der Abschir-27 that the discharge wires 16 between the dielectric 6 and the shield
28 mung 8 angeordnet sind. Alternativ hierzu können die Ableitdrähte 16 auch zwi-28 tion 8. Alternatively, the discharge wires 16 can also be arranged between
29 sehen der Abschirmung 8 und dem Außenmantel 10 angeordnet sein. Wesentlich so ist, dass zwischen den Ableitdrähten 16 und der Abschirmung 8, insbesondere29 can be arranged between the shield 8 and the outer jacket 10. It is essential that between the discharge wires 16 and the shield 8, in particular
31 zwischen den Ableitdrähten 16 und den elektrisch leitfähigen Partikeln 12, ein31 between the discharge wires 16 and the electrically conductive particles 12, a
32 elektrischer Kontakt besteht.32 electrical contact exists.
(\\STELLA\USR\texte\ArJ\ftÄi'08£>«G.*oc> tatst« fipetterung&l. ApA £002 · I ·(\\STELLA\USR\texte\ArJ\ftÄi'08£>«G.*oc> tatst« fipetterung&l. ApA £002 · I ·
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2 Die dargestellte Abschirmung 8 eignet sich prinzipiell für alle geschirmten Kabel2 The shielding 8 shown is generally suitable for all shielded cables
3 oder Leitungen, insbesondere auch für eine sogenannte symmetrische Lei-3 or lines, especially for a so-called symmetrical line
4 tung 18, wie sie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist. Diese symmetrische Lei-4 18, as shown for example in Fig. 3. This symmetrical line
5 tung 18 weist insgesamt acht paarweise angeordnete Adern 20 als Leiter auf, die5 The conductor 18 has a total of eight paired wires 20 as conductors, which
6 von einer Isolierung umgeben sind. Jedes dieser vier Adernpaare ist von einer6 are surrounded by insulation. Each of these four pairs of wires is surrounded by a
7 Hülle 22 umgeben, die bereits als eine Innenabschirmung ausgeführt sein kann.7 Sheath 22, which may already be designed as an internal shield.
&bgr; Die vier Adernpaare sind zentral in der symmetrischen Leitung 18 angeordnet und&bgr; The four wire pairs are arranged centrally in the symmetrical line 18 and
9 von der Abschirmung 8 umgeben, wie sie bereits zu den Fig. 1 und 2 beschrieben9 surrounded by the shield 8, as already described for Fig. 1 and 2
10 wurde. Im Unterschied zu den beiden ersten Figuren sind im Ausführungsbeispiel10. In contrast to the first two figures, in the example
11 nach Fig. 3 eine Vielzahl von Ableitdrähten 16 vorgesehen. Die Abschirmung 8 ist11 according to Fig. 3, a plurality of discharge wires 16 are provided. The shield 8 is
12 wiederum umgeben von einem Außenmantel 10.12 in turn surrounded by an outer jacket 10.
14 Die Abschirmung 8 ersetzt bei den Kabeln 2 und der Leitung 18 die herkömmli-14 The shield 8 replaces the conventional shielding of the cables 2 and the line 18.
15 chen Abschirmungen, die beispielsweise durch Umwickeln des Kabelkerns mit15 chen shielding, which can be achieved, for example, by wrapping the cable core with
16 Metallfolien, mit metallbeschichteten Folien, oder durch Umspinnen/Umle-16 Metal foils, with metal-coated foils, or by wrapping/wrapping
17 gen/Umflechten mit Drähten gebildet wurden. Die neuartige Abschirmung 8 lässt17 wires/braids were formed. The new shielding 8 allows
18 sich beispielsweise mit aus der Kunststoffverarbeitung herkömmlichen Formge-18 For example, with conventional moulding tools from plastics processing
19 bungsverfahren in einfacher Weise erzeugen. Insbesondere ist die Trägersub-19 cation processes in a simple manner. In particular, the carrier sub-
20 stanz 14 ein thermoplastischer Kunststoff, der mittels eines herkömmlichen Extru-20 punch 14 a thermoplastic material which is produced by means of a conventional extrusion
21 sionsverfahrens verarbeitet wird. Die faserartigen Partikel 12 werden dem Kunst-21 sion process. The fibrous particles 12 are added to the plastic
22 stoff vorzugsweise unmittelbar beim Extrusionsprozess zugegeben, um eine mög-22 material is preferably added directly during the extrusion process in order to
23 liehst gute Durchmischung der Partikel 12 und der Trägersubstanz 14 zu erzielen.23 to achieve good mixing of the particles 12 and the carrier substance 14.
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