Title:
Elektrische Leitung und Verfahren zur Herstellung einer solchen
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitung (2), insbesondere eine Signalleitung (2), mit einem elektrischen Leiterkern (4) und einem diesen umgebenden extrudierten Isolationsmantel (6), wobei der extrudierte Isolationsmantel (6) einen Kernmantelbereich (16) sowie zumindest einen sich in Längsrichtung (18) des elektrischen Leiterkerns (4) erstreckenden Zugentlastungsstreifen (14) aus einem Faserverbundwerkstoff (20) aufweist. Der Kernmantelbereich sowie der zumindest eine Zugentlastungsstreifen (14) werden auf den Leiterkern (4) insbesondere durch ein Coextrusionsverfahren aufgebracht.




Inventors:
Köppendörfer, Erwin (91126, Schwabach, DE)
Application Number:
DE102015211763A
Publication Date:
12/29/2016
Filing Date:
06/24/2015
Assignee:
LEONI Kabel Holding GmbH, 90402 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE20121335U1N/A2002-09-05



Foreign References:
60411532000-03-21
57648351998-06-09
EP18873962011-07-27
EP22994532013-11-13
Other References:
DIN 72551
Attorney, Agent or Firm:
FDST Patentanwälte Freier Dörr Stammler Tschirwitz Partnerschaft mbB, 90411, Nürnberg, DE
Claims:
1. Elektrische Leitung (2), insbesondere Signalleitung (2), mit einem elektrischen Leiterkern (4) und einem diesen umgebenden extrudierten Isolationsmantel (6), dadurch gekennzeichnet, dass der extrudierte Isolationsmantel (6) einen Kernmantelbereich (16) sowie zumindest einen sich in Längsrichtung (18) des elektrischen Leiterkerns (4) erstreckenden Zugentlastungsstreifen (14) aus einem Faserverbundwerkstoff (20) aufweist.

2. Elektrische Leitung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernmantelbereich (16) sowie der zumindest eine Zugentlastungsstreifen (14) durch Koextrusion ausgebildet sind.

3. Elektrische Leitung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsmantel (6) eine insbesondere kreisförmige Umfangskontur aufweist und dass der zumindest eine Zugentlastungsstreifen (14) randseitig im Kernmantelbereich versenkt ist, so dass der Zugentlastungsstreifen (14) ein Bogensegment, insbesondere einen Kreisbogensegment, des Isolationsmantels (6) bildet.

4. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zugentlastungsstreifen (14) im Querschnitt betrachtet linsenförmig ausgebildet ist.

5. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Matrix des Faserverbundwerkstoffes (20) stoffschlüssig mit dem Kernmantelbereich (16) verbunden ist.

6. Elektrische Leitung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernmantelbereich (16) und die Matrix des Faserverbundwerkstoffes (20) aus dem gleichen Material hergestellt sind.

7. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zumindest eine Zugentlastungsstreifen (14) über die gesamte Ausdehnung des elektrischen Leiterkerns (4) in Längsrichtung (18) erstreckt.

8. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsmantel (6) mehrere sich in Längsrichtung (18) des elektrischen Leiterkerns (4) erstreckende Zugentlastungsstreifen (14) aufweist.

9. Elektrische Leitung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Zugentlastungsstreifen (14) im Querschnitt gesehen nach Art einer Gleichteilung über den Umfang des elektrischen Leiterkerns (4) verteilt angeordnet sind.

10. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Isolationsmantel (6) leitfähige, insbesondere metallische Fasern zur Ausbildung einer Schirmung eingebettet sind.

11. Elektrische Leitung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsmantel (6) leitfähige, insbesondere metallische Fasern zur Ausbildung einer Schirmung aufweist, die in den Faserverbundwerkstoff (20) und/oder in den Kernmantelbereich (16) eingebettet sind.

12. Elektrische Leitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Datenübertragungskabel (2) ausgebildet ist, wobei der elektrischen Leiterkern (4) eine Anzahl von Adernpaaren (8) aufweist, die insbesondere verdrillt sind.

13. Verfahren zur Herstellung einer elektrische Leitung (2) mit einem elektrischen Leiterkern (4) und einem diesen unmittelbar umgebenden Isolationsmantel (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsmantel (6) mit einem Kernmantelbereich und mit zumindest einem Zugentlastungsstreifen (14) aus einem Faserverbundwerkstoff (20) auf den Leiterkern (4) aufextrudiert wird.

Description:

Die Erfindung betrifft eine elektrische Leitung, insbesondere eine Signalleitung, mit einem elektrischen Leiterkern und mit einem diesen unmittelbar umgebenden extrudierten Isolationsmantel sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Leitung. Eine derartige Leitung ist beispielsweise aus der EP2 299 453 B1 zu entnehmen.

Im Kraftfahrzeugbereich werden aktuell vermehrt gewichtsreduzierte elektrische Leitungen und Kabel eingesetzt, um durch die daraus resultierende Gewichtsersparnis beispielsweise Kraftstoff einsparen zu können. Dies betrifft sowohl die sogenannten Versorgungsleitungen, also die elektrische Verbindungen, die zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern dienen, als auch die sogenannten Signalleitungen oder Datenübertragungskabel, wobei deren Anzahl in einem typischen Bordnetz eines Kraftfahrzeugs zuletzt deutlich zugenommen hat. Auch aus diesem Grund steht derzeit vor allem die Weiterentwicklung gewichtsreduzierter Signalleitungen im Fokus.

So ist in der auf die Anmelderin zurückgehenden EP 2 299 453 B1 eine elektrische Signalleitung beschrieben, bei der der Nennquerschnitt des Leiters reduziert ist, und zwar soweit, dass der Nennquerschnitt des Leiters bei einer gegebenen Soll-Stromstärke nurmehr an das für die elektrische Leitfähigkeit erforderliche Maß angepasst ist. D. h. also, dass der Nennquerschnitt des Leiters bei diesen Signalleitungen allein in Abhängigkeit der elektrischen Anforderungen vorgegeben wird und an diese Anforderung angepasst ist. Durch diese Reduzierung des Nennquerschnitts des Leiters ändern sich jedoch die mechanischen Eigenschaften der Signalleitungen, also auch die Belastungsgrenzen und somit die Belastbarkeit solcher Signalleitungen. Um dies auszugleichen oder zu kompensieren wird der klassische Isolationsmantel einer solchen Signalleitung mit reduziertem Nennquerschnitt des Leiters durch einen Isolationsmantel aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff ersetzt, der so ausgelegt ist, dass dieser zum Beispiel einen wesentlichen Anteil einer auftretenden Zugbelastung aufnimmt, so dass die Signalleitung wiederum für eine vorgegebene maximale Zugbelastung ausgelegt ist.

Desweiteren ist es, beispielsweise aus der EP 1 887 396 B1 sowie der US 5 764 835 A, bekannt, zur Erhöhung der Zugefestigkeit Zugentlastungsstreifen oder auch ein Zugentlastungsgeflecht in den Isolationsmantel einzulagern.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eine vorteilhafte elektrische Leitung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden elektrischen Leitung anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Leitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten. Die im Hinblick auf die elektrische Leitung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren übertragbar und umgekehrt.

Eine entsprechende elektrische Leitung oder kurz Leitung ist dabei insbesondere als Signalleitung ausgelegt und umfasst einen elektrischen Leiterkern sowie einen diesen umgebenden Isolationsmantel. Der Isolationsmantel ist dabei insbesondere unmittelbar auf den Leiterkern aufgebracht, also ohne Zwischenlage von weiteren mantelförmigen Umhüllungen. Alternativ kann der Isolationsmantel auch unter Zwischenlage einer Schirmschicht aufgebracht sein. Der Isolationsmantel weist einen Kernmantelbereich sowie zumindest einen sich in Längsrichtung des elektrischen Leiterkerns erstreckenden Zugentlastungsstreifen aus einem Faserverbundwerkstoff auf. Der Isolationsmantel ist dabei insbesondere als Außenmantel ausgebildet, d.h. die Leitung weist keinen weiteren Mantel auf, welcher den Leiterkern konzentrisch umgibt. Mehrere derartiger Leitungen können zu einem Kabelsatz zusammengefasst sein.

Der Kernmantelbereich umschließt dabei vorzugsweise den Leiterkern bereits vollstänig in Umfangsrichtung und kann daher auch als innerer Mantel oder als Basismantel bezeichnet werden. Auf einen Außenbereich dieses Kernmantelbereichs ist der zumindest eine Zugentlastungsstreifen aufgebracht und insbesondere in diesen eingebettet, so dass der Kernmantelbereich und der zumindest eine Zugentlastungsstreifen eine glatte, gemeinsame, insbesondere kreisförmige Außenkontur ausbilden.

Im Gegensatz zur eingangs beschriebenen Lösung aus der auf die Anmelderin zurückgehenden EP 2 299 453 B1 ist dabei nicht der gesamte Isolationsmantel aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt, sondern lediglich ein und bevorzugt mehrere streifenförmige Teilbereiche. Diese streifenförmigen Bereiche sind ausreichend, um auftretende Kräfte für die gewünschte Zugentlastung aufnehmen zu können. Eine auf den Isolationsmantel wirkende Zugbelastung wird dabei vorzugsweise zu einem großen Teil, also zu mehr als 50% und insbesondere zu mehr als 75%, von dem zumindest einen Zugentlastungsstreifen aufgenommen.

Desweiteren übernimmt der Isolationsmantel einen Bereich von 20 bis 80 % und insbesondere mehr als 40 % der vorgegebenen gesamten Zugbeanspruchung, d.h. er ist für die Aufnahme eines vergleichsweise großen Anteils an der vorgegebenen Zugbeanspruchung ausgelegt. Vorzugsweise übernimmt der Isolationsmantel dabei einen größeren Anteil als der elektrische Leiterkern. Die verbleibende restliche Zugbeanspruchung trägt der elektrische Leiterkern selbst. Die vorgegebene Zugbeanspruchung liegt hierbei beispielsweise bei bis zu 150 N und insbesondere bei etwa lediglich 50–100 N, d.h. die Leitung muss einer Zugkraft von maximal 150 N bzw. maximal 50–100 N standhalten können. Dies bedeutet, sie darf bei einer derartigen Zugbeanspruchung – mit den entsprechenden Sicherheitstoleranzen – keine mechanische Schädigung erfahren. Die Leitung verformt sich daher im Wesentlichen elastisch, lediglich eine geringe plastische Verformung ist zulässig. Diese hohe mechanische Zugfestigkeit zeigt der Isolationsmantel dabei bereits insbesondere im relevanten Dehnungsbereich von kleiner 10% Dehnung.

Gleichzeitig wird mit dieser Ausgestaltung weiterhin eine hohe Biegeflexibilität aufrechterhalten. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei einem Gesamt-Faserverbundmantel die elektrische Leitung – insbesondere für den hier hautpsächlich interessierenden Bereich als (low cost) Datenleitung speziell im Automobilbereich – zu steif für die häufig geforderten engen Biegeradien und Wechselbeanspruchungen ist.

Der Kernmantelbereich ist im Unterschied zu dem Zugentlastungsstreifen bevorzugt frei von gezielt eingelagerten Fasern und aus einem Werkstoff hergestellt, wie er für einen herkömmlichen Isolationsmantel genutzt wird, also zum Beispiel aus einem PVC

Im Hinblick auf eine möglichst einfache Herstellung ist weiterhin von besonderer Bedeutung, dass der gesamte Isolationsmantel, bestehend aus dem Kernmantelbereich und dem zumindest einen Zugentlastungsstreifen, als extrudierter Mantel ausgebildet ist. D.h. der zumindest eine Zugentlastungsstreifen ist bei der Herstellung des Isolationsmantels mit diesem durch Extrusion hergestellt. Der Zugentlastungsstreifen wird daher in einfacher Weise bei der Extrusion des Isolationsmantels als extrudierter Streifen ausgebildet.

In bevorzugter Ausgestaltung sind der Kernmantelbereich und der zumindest eine Zugentlastungsstreifen durch Koxtrusion ausgebildet. Hierdurch lässt sich der gesamte Isolationsmantel in nur einem Arbeitsschritt auf den elektrischen Leiterkern aufextrudieren. Zur Ausbilden des zumindest einen Zugentlastungsstreifens bzw. für mehreren Zugentlastungsstreifen wird insbesondere ein sog. Beiextruder eingesetzt. Die noch plastischen Massen für den Kernmantelbereich und für die Zugentlastungsstreifen werden hierbei einem gemeinsamen Extrusionskopf zugeführt.

In zweckdienlicher Ausgestaltung ist der zumindest eine Zugentlastungsstreifen randseitig im Kernmantelbereich versenkt und definiert einen bogenförmigen Teilbereich, insbesondere einen Kreisbogen einer vorzugsweise kreisförmigen Umfangskontur des Isolationsmantels. Unter „versenkt“ wird hierbei verstanden, dass der Kernmantelbereich eine randseitige Einbuchtung aufweist, in der der Zugentlastungsstreifen passgenau aufgenommen ist. Bedingt durch die gemeinsame Extrusion, bei der die beiden plastischen Massen durch einen gemeinsamen Extrusionskopf geführt werden, definiert daher der Extrusionskopf die gemeinsame Kontur, die durch die beiden plastischen Massen ausgebildet werden.

Insbesondere ist der zumindest eine Zugentlastungsstreifen dabei – im Querschnitt betrachtet – linsenförmig ausgebildet, weist also eine Querschnitts-geometrie vergleichbar einer Sammellinse mit zwei konvex gekrümmten Flächen auf. Durch die bei der gemeinsamen Extrusion auftretenden Kräfte nimmt der Zugentlastungsstreifen eine solche Form an, die daher charakteristisch für die gemeinsame Extrusion ist.

Unabhängig von der Anzahl der eingesetzten Zugentlastungsstreifen ist der Isolationsmantel weiter derart gestaltet, dass eine Matrix des Faserverbundwerkstoffs stoffschlüssig mit dem Kernmantelbereich verbunden ist. Für diese stoffschlüssige Verbindung werden insbesondere die Materialien für die Matrix sowie für den Kernmantelbereich geeignet gewählt, so dass diese eine insbesondere unlösbare stoffschlüssige Verbindung beim Extrudieren eingehen.

In bevorzugter Weiterbildung sind entsrechend auch der Kernmantelbereich und die Matrix des Faserverbundwerkstoffes aus dem gleichen Material, beispielsweise einem PVC, hergestellt. In der Matrix sind dann die Fasern eingebettet, die Bevorzugt als Kurzfasern ausgebildet sind. Die Kurzfasern weisen zweckdienlicherweise eine Länge im Bereich von maximal einigen Millimetern, vorzugsweise maximal 10 mm und insbesondere maximal 2 mm auf. Der Durchmesser der Fasern liegt typischerweise im Bereich von einigen 1 µm bis wenige 100 µm. Derartige Kurzfasern lassen sich herstellungstechnisch einfach verarbeiten.

Zweckdienlicherweise wird der Isolationsmantel dabei durch Extrusion mit einer Kunststoffmasse für den zumindest einen Zugentlastungsstreifen erzeugt, in der die Kurzfasern bereits vor der Extrusion enthalten sind. Aufgrund der Extrusion weisen die Fasern in Längsrichtung der Leitung in zweckdienlicher Ausgestaltung eine Vorzugsrichtung auf. Durch diese Zwangsorientierung zumindest eines Großteils der Fasern wird die Zugfestigkeit in Längsrichtung der Leitung positiv beeinflusst.

Vorzugsweise liegt der Anteil der Fasern im Bereich von 0,5 Vol.% bis maximal 20 Vol.% vorzugsweise bis maximal etwa 10 Vol.% bezogen auf das Gesamtvolumen des Isolationsmaterials. Damit lässt sich eine gute Zugfestigkeit bei weiterhin guten Isolationseigenschaften erreichen.

Als Fasermaterial werden vorzugsweise Glasfasern mit Durchmesser im µm-Bereich eingesetzt. Daneben können auch weitere Fasern, wie beispielsweise Polymerfasern, Zellulosefasern, Kohlefasern, etc. vorgesehen sein. Bei Verwendung von Glasfasern liegt deren Anteil beispielsweise vorzugsweise in einem Bereich von ca. 0,5 bis 20 Vol.%.

Zweckdienlicher Weise erstreckt sich der zumindest eine Zugentlastungsstreifen desweiteren über die gesamte Ausdehnung des elektrischen Leiterkerns in Längsrichtung. Bei der elektrischen Leitung handelt es sich insbesondere um eine sogenannte Meterware, die also durchgängig den zumindest einen Zugentlastungsstreifen aufweist und damit auf beliebige Längen konfektionierbar ist.

Weiter ist die Leitung bevorzugt als sogenannte Mantelleitung gemäß DIN 72551 (Teil 5 und 6) oder ISO 6722 (Klasse A und B) ausgestaltet und/oder für einen Strom kleiner 1A und vorzugsweise als Signalleitung für einen Signalstrom kleiner 0,5 A ausgelegt. Der Nennquerschnitt des Leiterkerns, der auch als einfacher Leiter ausgebildet sein kann, beträgt dabei vorzugsweise maximal 2 mm2 und liegt vorzugsweise unter 1 mm2. Im Falle der Verwendung für Signalleitungen und Kupfer als Leitermaterial liegt er vorzugsweise im Bereich von unter 0,35 mm2.

Weiter beträgt der Außendurchmesser der Leitung bevorzugt maximal 1 bis 4,5 mm und liegt vorzugsweise bei maximal 1 bis 3,5 mm. Die Wanddicke des Isolationsmantels liegt hierbei bevorzugt im Bereich typischerweise bis maximal 1,5 mm und vorzugsweise bei lediglich 0,5 bis 0,7 mm und als Material für die Matrix und/oder den Kernmantelbereich wird ein Kunststoffmaterial, insbesondere ein PVC, PP oder PS, verwendet.

Weiter bevorzugt weist der zumindest eine Zugentlastungsstreifen quer zur Längsrichtung und in radialer Richtung der elektrischen Leitung eine radiale Ausdehnung auf, die zwischen 20 % und 60 % der – über den Umfang des Isolationsmantels gesehen – geringsten Wandstärke des Isolationsmantels entspricht.

Weiterhin überdeckt die Summe aller eingebrachten Zugentlastungsstreifen in Umfangsrichtung vorzugsweise einen kleineren Winkelbereich als die Summe der Teilbereiche des Kernmantelbereichs zwischen den Zugentlastungsstreifen. Insbesondere überdeckt die Summe der Zugentlastungsstreifen einen Winkelbereich von maximal 180°, insbesondere maximal 90°.

Die von den Zugentlastungsstreifen überdeckte Querschnittsfläche beträgt zudem vorzugsweise lediglich 10% bis 40% der gesamten Querschnittsfläche des Isolationsmantels.

Weiter bevorzugt verläuft der zumindest eine Zugentlastungsstreifen und vorzugsweise alle Zugentlastungsstreifen in der elektrischen Leitung im Wesentlichen parallel und geradlinig zum elektrischen Leiterkern. Alternativ hierzu ist der zumindest eine Zugentlastungsstreifen quasi um den elektrischen Leiterkern herum gewickelt und umgibt diesen helixartig.

Die relative Lage des zumindest einen Zugentlastungsstreifens ist zweckdienlicher Weise durch eine farbliche Markierung auf der Außenseite des Isolationsmantels angezeigt.

Insgesamt ist es von Vorteil, wenn der Isolationsmantel mehrere sich in Längsrichtung des elektrischen Leiters erstreckenden Zugentlastungsstreifen aufweist, auf die sich dann typischerweise eine auftretende Zugbelastung aufteilt. Auf diese Weise lässt sich die Leitung für höhere Zugbelastungen auslegen und/oder es lässt sich der Nennquerschnitt eines jeweiligen entsprechenden Zugentlastungsstreifens reduzieren.

In vorteilhafter Weiterbildung sind die Zugentlastungsstreifen im Querschnitt gesehen nach Art einer Gleichteilung über den Umfang des elektrischen Leiterkerns verteilt angeordnet.

Das hier vorgestellte Konzept lässt sich zudem erweitern, um einer entsprechenden elektrischen Leitung oder zumindest deren Isolationsmantel weitere Eigenschaften aufzuprägen, beispielsweise in dem der Faserverbundwerkstoff mit verschiedenen Fasern versehen wird, wobei sich die Fasern insbesondere hinsichtlich des Materials unterscheiden.

Vorzugsweise weist der Faserverbundwerkstoff leitfähige, insbesondere metallische Fasern oder Partikel zur Ausbildung einer Schirmung auf, insbesondere so wie dies beispielweise in der DE 201 21 335 U1 beschrieben ist. Hierdurch wird insbesondere bei low-cost Anwendungen, bei denen eine Schirmung unüblich ist, eine Schirmwirkung erzielt. Alternativ wird eine klassische Schirmung, z.B. ein Drahtgeflecht oder eine Folienschirmung, durch diese Schirmwirkung ersetzt. Eine zusätzliche Schirmlage zum Isolationsmantel ist vorzugsweise nicht vorhanden.

Diese metallischen Fasern bzw. Partikel sind hierbei insbesondere ergänzend zu nicht-metallischen Fasern im Faserverbundwerkstoff enthalten. Der Anteil der metallischen Fasern bzw. Partikel ist dabei – je nach gewünschter Anwendung – wahlweise größer, gleich oder kleiner dem Anteil der nicht-metallischen Fasern.

Der Einsatz von metallischen Fasern oder Partikel ist dabei jedoch nicht auf Ausführungen beschränkt, bei denen der Faserverbundwerkstoff verschiedene Fasern aufweist. Alternativ weist der Faserverbundwerkstoff je nach Ausführungsvariante ausschließlich metallische Fasern auf und/oder es sind entsprechende metallische Fasern in den Kernmantelbereich eingebettet. Im letztgenannten Fall sind die metallischen Fasern in einem radialen Teilbereich und / oder nur in einer geringen Konzentration angeordnet, so dass der grundsätzlich isolierende Charakter des Isolationsmantels erhalten bleibt.

Wie bereits zuvor erwähnt ist eine hier vorgestellte elektrische Leitung bevorzugt als Signalleitung und insbesondere als Datenübertragungskabel zur Übertragung von Datensignalen im Hochfrequenzbereich, beispielsweise im Megahertz- oder Gigahertz-Bereich, ausgebildet und ausgelegt. Die entsprechenden Datenübertragungskabel sind dabei insbesondere für den Automobilbereich vorgesehen und basieren z.B. auf der sog. Ethernet-Technologie. Sie werden als Ethernet-Leitungen bezeichnet und weisen eine Anzahl von Adernpaaren auf, die in einem Datenkabel zusammengefasst und von einem gemeinsamen Isolationsmantel umhüllt sind. Ist nun eine hier vorgestellte elektrische Leitung als ein solches Datenübertragungskabel ausgestaltet, so ist der elektrische Leiterkern durch eine entsprechende Anzahl von Adernpaaren gegeben, wobei je nach Ausführungsvariante jedes Adernpaar eine eigene Abschirmung aufweist, die das entsprechende Adernpaar gegen die übrigen vorhandene Adernpaare abschirmt. Zudem sind die Adernpaare bevorzugt verdrillt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 in einer Querschnittsdarstellung ein Datenübertragungskabel sowie

2 in einer Querschnittsdarstellung eine alternative Ausführung des Datenübertragungskabels.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Ein nachfolgend exemplarisch beschriebenes und in 1 dargestelltes Datenübertragungskabel 2 ist vorzugsweise für den Einsatz in einem nicht näher dargestellten Kraftfahrzeug vorgesehen und in einem solchen verbaut. Es dient hier in einem Bordnetz als elektrische Leitung zur Signalübertragung und ist dabei bevorzugt als sogenannte Mantelleitung gemäß DIN 72551 (Teil 5 und 6) oder ISO 6722 (Klasse A und B) ausgestaltet. Es umfasst allgemein einen elektrischen Leiterkern 4, der unmittelbar von einen Isolationsmantel 6 umgeben ist, insbesondere in diesen eingebettet ist. Der Isolationsmantel 6 bildet hierbei insbesondere einen Außenmantel aus.

Der elektrische Leiterkern 4, oder kurz Leiterkern 4, wird allgemein durch mehrere typischerweise jeweils von einem Leitermantel 12 umgebene Leiter 10 gebildet. Leiter 10 und Leitermantel 12 bilden dabei jeweils eine isolierte Ader. Häufig bilden zwei solche Adern ein Adernpaar 8 aus, welches zur Übermittlung eines insbesondere digitalen Datensignals, speziell eines symmetrischen Datensingals, herangezogen wird. Bei der symmetrischen Datenübermittlung wird über die eine Ader ein Signal und über die andere Ader das hierzu invertierte Signal übermittelt.

Die Adern sind bei Bedarf miteinander insbesondere paarweise verdrillt, bilden also verdrillte Adernpaare 8 aus. Alternativ können auch Viererverseilungen, beispielsweie ein Sternvierer, ausgebildet sein. Bei diesem bilden zwei gegenüberliegende Adern jeweils ein Adernpaar 8 aus, welches für die symmetrische Datenübermittlung verwendet wird.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist der Leiterkern 4 durch genau ein insbesondere verdrilltes Adernpaar 8 gebildet.

Der Isolationsmantel 6 des Datenübertragungskabels 2 weist weiter drei Zugentlastungsstreifen 14 auf, die im Querschnitt gesehen nach Art einer Gleichteilung über den Umfang des Isolationsmantels 6 verteilt angeordnete sind. Die Zugentlastungsstreifen 14 sind dabei in außenseitigen Ausbuchtungen in einem Kernmantelbereich 16 angeordnet und in diesen versenkt, so dass der Kernmantelbereich 16 und die Zugentlastungsstreifen 14 zusammen einen Isolationsmantel 6 mit einem glatten, kreisförmigen Querschnitt ausbilden.

Die Zugentlastungsstreifen 14 selbst weisen in diesem Ausführungsbeispiel alle die gleiche Geometrie auf. Sie besitzen einen linsenförmigen Querschnitt, wobei die entsprechende bikonvexe Linsenform durch zwei Bögen mit unterschiedlichen Radien ausgebildet ist, die sich endseitig berühren. Jene Zugentlastungsstreifen 14 verlaufen quasi streifenförmig in Längsrichtung 18 des Datenübertragungskabels 2 und erstrecken sich hierbei über die gesamte Ausdehnung des Datenübertragungskabels 2 in Längsrichtung 18.

Allgemein besteht der Kernmantelbereich 16 dabei aus einem geeigneten extrudierbaren Isolationsmaterial, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer (TPE), ist hierauf jedoch nicht beschränkt.

Die Zugentlastungsstreifen 14 wiederum bestehen aus einer Matrix aus einem Isolationsmaterial, in das Fasern 20, insbesonder aus einem inerten, nichtleitenden Material und speziell Glasfasern 20 eingebettet sind. Bevorzugt besteht die Matrix dabei, wie im Ausführungsbeispiel, aus dem gleichen Material wie der Kernmantelbereich 16, wobei jedoch unterschiedliche Farbstoffe beigemischt sein können, um auf diese Weise beispielsweise Farbmarkierungen zu realisieren.

Der Isolationsmantel 6 des Datenübertragungskabels 2 wird desweiteren im Rahmen eines einzigen Produktionsprozessschrittes hergestellt und durch Extrusion auf den elektrischen Leiterkern 4 aufgetragen oder aufextrudiert. Dabei wird ein sogenanntes Koextrusionsverfahren genutzt, bei dem zwei verschiedene Materialschmelzen oder Kunststoffschmelzen vor oder beim Verlassen einer Profildüse oder eines Extrusionskopfes zusammengeführt werden. Die Kunsstoffschmelze für die Zugentlastungsstreifen 14 enthält dabei bereits die Glasfasern 20 und wird vorzugsweise über einen sogenannten Beiextruder zugeführt. Außerdem wird bei diesem Prozess bevorzugt auf einen Haftvermittler verzichtet.

Eine alternative Ausführung des Datenübertragungskabels 2 ist in 2 skizziert, wobei das Datenübertragungskabel 2 hier einen Leiterkern 4 aus zwei Adernpaaren 8 aufweist und wobei vier Zugentlastungsstreifen 14 den Kernmantelbereich 16 ergänzen.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

2
Datenübertragungskabel
4
Leiterkern
6
Isolationsmantel
8
Adernpaar
10
Leiter
12
Leitermantel
14
Zugentlastungsstreifen
16
Kernmantelbereich
18
Längsrichtung
20
Glasfaser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • EP 2299453 B1 [0001, 0003, 0009]
  • EP 1887396 B1 [0004]
  • US 5764835 A [0004]
  • DE 20121335 U1 [0033]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • DIN 72551 [0023]
  • ISO 6722 [0023]
  • DIN 72551 [0041]
  • ISO 6722 [0041]