Title:
Querschnittsoptimiertes mehradriges Kabel
Kind Code:
A1


Abstract:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehradriges elektrisches Kabel umfassend einen Außenmantel, in dem mehrere Litzenleiter angeordnet sind, wobei die Litzenleiter eine Anzahl von N Einzellitzen aufweisen und wobei jeder Litzenleiter einen isolierenden Mantel umgibt und mit einer kuchenstückartigen Querschnittsform ausgebildet ist.




Inventors:
Carle, Michael (74081, Heilbronn, DE)
Application Number:
DE102014103327A
Publication Date:
09/17/2015
Filing Date:
03/12/2014
Assignee:
Amphenol-Tuchel Electronics GmbH, 74080 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE7512009UN/A
DE909714CN/A1954-04-22



Foreign References:
28866311959-05-12
57328751998-03-31
21237461938-07-12
EP14185952004-05-12
Attorney, Agent or Firm:
Patentanwälte Staeger & Sperling Partnerschaftsgesellschaft mbB, 80331, München, DE
Claims:
1. Mehradriges elektrisches Kabel (1) umfassend einen Außenmantel (2), in dem mehrere Litzenleiter (3) angeordnet sind, wobei die Litzenleiter (3) eine Anzahl von N Einzellitzen (3a) aufweisen und wobei jeder Litzenleiter (3) einen isolierenden Mantel (4) umgibt und mit einer kuchenstückartigen Querschnittsform ausgebildet ist.

2. Mehradriges elektrisches Kabel (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (1) mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet ist.

3. Mehradriges elektrisches Kabel (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass entweder drei oder fünf Litzenleiter (3) im Außenmantel (2) angeordnet sind.

4. Mehradriges elektrisches Kabel (1) gemäß wenigstens einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Litzenleiter (3) in folge des kuchenstückförmigen Querschnittes des Außenmantels (2) jeweils zwei Mantelsegmente (4a, 4b) mit Mantelflächen (5a, 5b) ausbildet, die entlang der Kabelmittellinie (L) des Kabels (1) miteinander und einem Winkel α verbunden sind bzw. zueinander orientiert sind.

5. Mehradriges elektrisches Kabel (1) gemäß wenigstens einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α 120° bei einem Kabel (1) mit drei Litzenleitern (3) beträgt.

6. Mehradriges elektrisches Kabel (1) gemäß wenigstens einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α 72° bei einem Kabel (1) mit fünf Litzenleitern (3) beträgt.

7. Mehradriges elektrisches Kabel (1) gemäß wenigstens einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei benachbarte Mantelsegmente (4a, 4b) mit ihren Mantelflächen (5a, 5b) jeweils benachbarte Litzenleiter (3) nahezu vollständig entlang des Kabels (1) aneinander anliegen.

8. Mehradriges elektrisches Kabel (1) gemäß wenigstens einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mantelsegmente (4a, 4b) eines jeden Litzenleiters (3) mittels eines kreissegmentförmigen Mantelsegmentes (4c) miteinander verbunden sind.

9. Mehradriges elektrisches Kabel (1) gemäß wenigstens einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Außenmantels (2) ferner eine Schirmung (6) vorgesehen ist.

10. Mehradriges elektrisches Kabel (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmung (6) an den kreissegmentförmigen Mantelsegmenten (4c) der Litzenleiter (3) anliegt.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehradriges elektrisches Kabel gemäß Anspruch 1.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein mehradriges elektrisches Kabel, bei dem mehrere in der Querschnittsform optimierte Litzenleiter im Mantel des Kabels untergeordnet sind, wobei die Litzenleiter in einer Kuchenstück ähnlichen bzw. kuchenstückartigen Querschnittsform, vorzugsweise aneinander anliegend im Kabelmantel untergebracht sind.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Ausbildungen mehradriger elektrischer Kabel bekannt.

Üblicherweise sind in den mehradrigen elektrischen Kabeln innerhalb eines Außenmantels mehrere, im wesentlichen runde Litzenleiter untergebracht. Zwischen den Litzenleitern gibt es jeweils Hohlräume, die typischerweise mit sogenannten Füllern aufgefüllt werden.

Bei einem beispielsweise fünfpoligen mehradrigen elektrischen Kabel werden im Zentrum ein Füller sowie fünf weitere an der Innenseite des Kabelmantels umlaufende Füller angeordnet, so dass die Litzenleiter fest in ihrer Anordnung bleiben.

Aus der DE 75 12 009 U ist ein mehradriges elektrisches Kabel bekannt, mit einem zentralen Kontrollleiter, der zur Längsleitung einen Litzenleiter und zur Querleitung einen Mantel aus Leitgummi aufweist. Um den Kontrollleiter sind die Außenleiter verseilt, die als Energieleiter aufgebaut sind. Der Außenleiter besteht aus einem mehrdrähtigen, verdichteten Kupferleiter, einer extrudierten leitenden Feldsteuerschicht, einer Isolierung aus vernetztem Polyäthylen, einer zweiten leitenden Feldsteuerschicht, einem einzelkonzentrischen Schutzleiter aus verseilten Kupferdrähten und aus einer metallkaschierten Kunststofffolie, deren Metallseite nach außen weist. Die Metallseite der Kunststofffolie dient als Überwachungsleiterschirm.

Nachteilig bei dem im Stand der Technik bekannten mehradrigen Kabel ist der Umstand, dass die Kabel in ihrem Querschnitt nicht optimiert sind und um eine definierte Stromtragfähigkeit zu erlangen, z. B. ein Querschnitt von 2,5 mm2 je Litzenleiter, ein relativ großer Außendurchmesser des Kabels erzielt wird.

Auf Grund des wie zuvor beschriebenen Aufbaus typischer im Stand der Technik bekannter mehradriger Leitungen, ist der Außendurchmesser bestimmt durch den Querschnitt, der runden Litzenleiter sowie die zwischen den Litzenleitern angeordneten Füller.

Es ist aber für viele Anwendungen wünschenswert, dass die Stromtragfähigkeit eines einzusetzenden Kabels hoch ist während der Außendurchmesser und damit dass die Gesamtabmessung des Kabels reduziert wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorbesagte Nachteile zu überwinden und ein querschnittsoptimiertes mehradriges Kabel bereitzustellen, welches im Vergleich zu einem Litzenleiter mit runden Kabeln die gleiche Stromtragfähigkeit und somit die gleiche effektive Querschnittsfläche der Litzenleiter aufweist, jedoch im Gesamtumfang reduziert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Kabel gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.

Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, anstelle von runden Litzenleitern im Außenmantel eine speziell in einer kuchenstückartigen Querschnittsform ausgebildeten Litzenleitern vorzusehen.

Kuchenstückartige Querschnittsform im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Form, die typischerweise auch bei runden Kuchen beim Aufschneiden in Kuchenstücke gebildet wird. Dies bedeutet, dass jeder Litzenleiter zwei im wesentliche ebenen unter einem Winkel α spitz auf das Zentrum zulaufende Mantelsegmente ausbildet, sowie ein diese beiden Mantelsegmente kreissegmentförmiges (außenliegendes) Mantelsegment verbindet. Ein solcher im Querschnitt kuchenstückförmig ausgebildeter Mantel umfasst innerhalb des Mantels die besagten Litzenleiter.

Durch einen solchen Kabelaufbau gelingt es ein querschnittsoptimiertes Kabel bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird daher ein mehradriges elektrisches Kabel bereitgestellt, umfassend einen Außenmantel, in dem mehrere Litzenleiter angeordnet sind, wobei die Litzenleiter eine Anzahl von Einzellitzen aufweisen und wobei jeder Litzenleiter einen isolierenden Mantel umgibt und der isolierende Mantel mit einer kuchenstückartigen Querschnittsform ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausbildung für ein mehradriges elektrisches Kabel, bei dem das Kabel mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet ist.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn ein mehradriges elektrisches Kabel insbesondere mit drei, wie zuvor beschriebenen oder fünf, wie zuvor beschriebenen Litzenleitern ausgebildet Ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet jeder Litzenleiter in folge des kuchenstückförmigen Querschnittes des Außenmantels jeweils zwei Mantelsegmente mit einer Mantelfläche aus, die entlang der Kabelmittelllinie des Kabels miteinander und einem Winkel α verbunden sind.

Anders ausgedrückt entsprechen diese Mantelflächen im Querschnitt den ”Schnittflächen” beim Schneiden eines Kuchenstückes.

Bevorzugt wird das mehradrige elektrische Kabel mit in der Querschnittsform gleichen Litzenleitern aufgebaut, so dass bei einem Kabel mit drei Litzenleitern die Mantelfläche unter einem Winkel α von 120° zueinander ausgebildet sind, während bei einem Kabel mit fünf Litzenleitern die Winkel unter einem Winkel von 72° zueinander orientiert sind.

Anders ausgedrückt würde ein Kabel mit drei Litzenleitern im Querschnitt der Aufsicht auf einen Kuchen entsprechen, bei dem drei Kuchenstücke unter einem Winkel von 120° ausgeschnitten wurden.

Bei einem Kabel mit fünf Litzenleitern entspreche dies dem Aufschneiden von fünf ”Kuchenstücken”, die jeweils mit einem Winkel von 72° zueinander geschnitten werden.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen jeweils zwei benachbarte Außenflächen jeweils benachbarter Litzenleiter nahezu vollständig und zwar entlang des Kabels in Kabellängserstreckung aneinander an.

Auf diese Weise kann vermieden werden, dass Füller innerhalb des Kabels benötigt werden. Vielmehr werden auch die Litzenleiter durch einen solchen Aufbau in ihrer Position gesichert und können sich nicht durch Bewegungen des Kabels in ihrer Lage unerwünscht verschieben.

In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Mantelsegmente eines jeden Litzenleiters ferner mittels eines kreissegmentförmigen Mantelsegmentes miteinander verbunden, so dass sich dadurch die zuvor beschriebene kuchenstückartige Querschnittsform eines jeden Litzenleiters ergibt.

In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mehradrige elektrische Kabel so ausgebildet, dass an der Innenseite des Außenmantels ferner eine Schirmung vorgesehen ist zur Schirmung der Litzenleiter.

In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung liegt die Schirmung mit ihrer Innenseite an den kreissegmentförmigen Mantelsegmenten der Litzenleiter an, wodurch eine besonders kompakte Bauform erzielt wird.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 eine Schnittansicht durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Kabel mit einem herkömmlichen Kabelaufbau;

2 ein gegenüber dem in 1 gezeigten Kabelquerschnitt optimiertes, erfindungsgemäßes Kabel;

3 ein weiteres aus dem Stand der Technik bekanntes Kabel in einer fünfpoligen Ausbildung;

4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen fünfpoligen Kabels.

In der 1 wird zunächst ein aus dem Stand der Technik bekanntes und herkömmliches dreipoliges Kabel dargestellt. Das Kabel 1 umfasst einen Außenmantel 2, in dem mehrere Litzenleiter 3 untergebracht sind, in dem 19 Einzellitzen 3a angeordnet sind. Jeder Litzenleiter 3 weist einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Litzenleiter 3 weisen einen isolierenden Mantel 4 auf, der im wesentlichen punktförmig entlang einer Linie K mit dem jeweils benachbarten Litzenleiter in Anlage sind.

Die Litzenleiter 3 werden durch Füller 10 in ihrer Position gehalten. Die Füller 10 werden typischerweise aus einem günstigen Material hergestellt, um die Kosten des mehradrigen elektrischen Kabels niedrig zu halten. Die Füller 10 dienen einerseits der Lagehalterung der Litzenleiter 3 innerhalb des Außenmantels 2 im Kabel 1 und andererseits der Füllung der Hohlräume im Außenmantel 2.

In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eines mehradrigen elektrischen Kabels 1 gezeigt. Das mehradrige elektrische Kabel 1 umfasst einen Außenmantel 2, in dem mehrere Litzenleiter 3 angeordnet sind. Die Litzenleiter 3 umfassen eine Anzahl von 19 Einzellitzen 3a. Jeder Litzenleiter 3 ist von einem isolierenden Mantel 4 umgeben. Die Querschnittsform der Litzenleiter 3 ist ”kuchenstückartig” ausgebildet. Das bedeutet, dass jeder Litzenleiter 3 mit einem kuchenstückförmigen Querschnitt des Außenmantels 2 umgeben ist, wobei jeweils zwei Mantelsegmente 4a, 4b mit Mantelflächen 5a, 5b ausgebildet sind, die entlang der Kabelmittellinie L des Kabels 1 miteinander unter einem Winkel von 120° verbunden sind bzw. zueinander orientiert sind.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der 2 weist das Kabel 1 drei Litzenleiter 3 auf.

Es ist ferner erkennbar, dass die Mantelsegmente 4a, 4b jeweils benachbarter Litzenleiter 3 nahezu vollständig entlang des Linearabschnittes aneinander anliegen. Das bedeutet, dass man sich die mit kuchenstückförmigem Querschnitt ausgebildeten Litzenleiter 3 als aufgeschnittene ”Kuchenstücke” unter einem Schnittwinkel von jeweils 120° vorstellen kann.

In der in 2 gezeigten Ausführung umfasst das Kabel 1 ferner eine Schirmung 6, die an der Innenseite des Außenmantels 2 angeordnet ist und die Litzenleiter 3 umgibt. Die Schirmung 6 liegt damit an den kreissegmentförmigen Mantelsegmenten 4c der Litzenleiter 3 an.

Folglich weist jeder Litzenleiter zwei Mantelsegmente 4a, 4b auf, die einseitig unter einem Winkel von 120° miteinander verbunden sind und an den jeweils anderen Seitenenden mittels eines kreissegmentsförmigen Mantelsegmentes 4c miteinander verbunden sind.

Im Inneren des isolierenden Mantels 4 sind die wie zuvor genannten 19 Einzellitzen 3a untergebracht. Insofern ist der Außendurchmesser D bei gleicher Anzahl von jeweils drei Litzenleitern mit jeweils 19 Einzellitzen 3a deutlich geringer ausgebildet als bei dem Kabel 1 gemäß 1 mit gleicher Anzahl an Litzenleitern.

In der 3 und 4 ist ein Vergleich eines herkömmlichen fünfpoligen Kabels (3) mit einem erfindungsgemäßen weiteren Ausführungsbeispiel (4) dargestellt.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Kabelaufbau wie zuvor beschrieben, jedoch mit fünf Litzenleitern 3 ausgebildet. Die fünf Litzenleiter 3 weisen ebenfalls Mantelsegmente 4a, 4b auf, die allerdings statt unter einem Winkel von 120° unter einem Winkel von 72° zueinander orientiert sind. Ferner sind die Mantelsegmente 4a, 4b jeweils mit einem kreissegmentförmigen Mantelsegment 4c verbunden und befinden sich in deren Inneren jeweils 19 Einzellitzen, wie dies auch in Fall der fünf Litzenleiter 3 in 3 der Fall ist. Allerdings ist der Außendurchmesser D bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform des mehradrigen elektrischen Kabels 1 nach 4 im Vergleich zu dem Außendurchmesser D eines im Stand der Technik bekannten Kabels mit ebenfalls fünf Litzenleitern im Außenmantel 2.

So gelingt es, dass die Gesamtperformance des mehradrigen elektrischen Kabel 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vergleichbar ist zu einem Kabel 1, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr sind eine Anzahl von Varianten und Ausführungsarten, welche von der dargstellten Lösung und der dargestellten Konstruktion auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht, denkbar.

Bezugszeichenliste

1
Mehradriges elektrisches Kabel
2
Außenmantel
3
Litzenleiter
3a
Einzellitzen
4
isolierenden Mantel
4a, 4b
Mantelsegmente
4c
kreissegmentförmige Mantelsegmente
5a, 5b
Mantelflächen
6
Schirmung
10
Füller
D
Außendurchmesser
K
Linie (Anlagelinie)
L
Kabelmittellinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 7512009 U [0006]