DE10016484A1 - Kabel und Verfahren zur Herstellung eines Kabels - Google Patents

Abstract

Um ein Kabel zur Verfügung zu stellen, welches zukünftigen Anforderungen gewachsen ist, wird ein Kabel und ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels vorgeschlagen, wobei das Kabel mindestens zwei Kabelelemente aufweist und jedes der Kabelelemente wenigstens zwei miteinander verseilte Adern umfasst. DOLLAR A Jedes der beiden Kabelelemente ist in einer Kammer eines Kammerelementes angeordnet. Wenigstens eine der Kammern weist einen um das Kabelelement stetig gekrümmten Bereich auf. DOLLAR A Dadurch wird eine kostengünstige Herstellung eines hoch präzisen Kabels mit verbesserten Eigenschaften ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kabel mit mindestens zwei Kabelelementen und ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels, wobei jedes der Kabelele­ mente wenigstens zwei miteinander verseilte Adern umfasst und jedes der beiden Kabelelemente jeweils in einer Kammer eines Kammerelementes angeordnet ist.

Derartige Kabel sind bereits aus der US 5 789 711 bekannt, wobei nach dieser Druckschrift jeweils ein Kabelelement aus zwei miteinander ver­ seilten Adern in einer Kammer eines sternförmigen Kammerelementes angeordnet ist. Ein derartiges Kabel weist jedoch verhältnismäßig große Schwankungen in seinen Eigenschaften auf.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Kabel zur Verfügung zu stellen, welches zukünftigen Anforderungen gewachsen ist.

Als Lösung schlägt die Erfindung ein Kabel vor, bei welchem wenigstens eine der Kammern einen um das entsprechende Kabelelement stetig ge­ krümmten Bereich aufweist. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine wesentlich bessere Führung bzw. Lagerung des entsprechenden Kabel­ elementes, so dass die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kabels we­ sentlich konstanter über die Kabellänge sind.

Die vorgeschlagene Kammer stellt einen zum Kabelelement hin geöffne­ ten Bereich dar, welcher das Kabelelement nicht unbedingt umschließen oder umgreifen muss. Es reicht lediglich ein verhältnismäßig kleiner Be­ reich, beispielsweise zwischen 20° und 100°, vorzugsweise etwa 90° aus, um die erfindungsgemäße Führung zu realisieren.

In vorliegendem Zusammenhang beschreibt der Begriff "stetig ge­ krümmt" eine Linie, deren erste Ableitung nach dem Ort stetig ist. Dieses gilt hier insbesondere bezüglich des Querschnitts durch ein Kabelelement.

Vorzugsweise entspricht die Krümmung dem Verseilumfang des jeweili­ gen Kabelelementes. Der Verseilumfang wird aus der quergeschnittenen Mantelfläche, innerhalb der die verseilten Adern verlaufen, gebildet.

Der Vorteil eines derartigen Kabels liegt in einer deutlichen Qualitätsver­ besserung. Durch die sich ergebenden hochpräzisen Abstände können Anwendungskategorien der Klassifizierungsgruppen 5 und 6 bis hin zur Gruppe 7 erreicht werden.

Um eine ausreichende Präzision des Kabels zu erreichen, wird vorge­ schlagen, dass die Krümmung des stetig gekrümmten Bereichs weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5%, von der Krümmung des Verseilumfangs abweicht, wobei unter Krümmung jede bekannte Definiti­ onsmöglichkeit einer Krümmung insbesondere mathematisch die erste Ab­ leitung einer Oberflächenlinie verstanden wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung schlägt vor, dass der stetig ge­ krümmte Bereich einen Umfangradius aufweist, der nicht größer als 10 %, vorzugsweise nicht größer als 5%, des Verseilradiusses ist, wobei unter Verseilradius der Radius des Verseilumfangs verstanden wird. Da­ durch kann eine präzise Lage der Kabelelemente sichergestellt und das Kabel unter entsprechend hohen Anforderungen gefertigt bzw. bereitge­ stellt werden.

Um zu erreichen, dass die eingelegten Kabelelemente gut geführt werden, wird vorgeschlagen, dass der stetig gekrümmte Bereich im Querschnitt wenigstens 20°, vorzugsweise 45°, insbesondere 90" des Verseilquer­ schnitts umschließt.

Es wird vorgesehen, dass wenigstens zwei der miteinander verseilten A­ dern eines Kabelelementes über eine Isolation miteinander verbunden sind. Dadurch wird eine noch höhere Präzision des vorgeschlagenen Ka­ bels erreicht. Dieses Merkmal ist auch unabhängig von der Verwendung eines Kammerelementes mit einem stetig gekrümmten Bereich von Vor­ teil.

Zwischen den Isolationen der beiden verseilten Adern kann ein diese ver­ bindender Steg vorgesehen sein. Dadurch kann die Kapazität des Kabels eingestellt werden. Hierdurch ergibt sich eine weitere Stellgröße, die zur Kabeldefinition genutzt werden kann.

Durch die Fixierung der Adern über den Steg können beispielsweise die bei einer herkömmlichen Verdrillung der Adern entstehenden Berüh­ rungspunkte, welche unregelmäßige und deformierende Auswirkungen auf ein Kabelelement haben können, vermieden werden.

Es wird vorgeschlagen, dass die Isolation aus Vollethylen besteht. Da­ durch kann ein besonders gutes Isolationsverhalten der verseilten Adern gegeneinander erreicht werden. Anstelle von Vollethylen können aber auch Materialen wie PP (Polypropylen) oder FEP (Polyterafluorethylen) eingesetzt werden.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Isolation geschäumt ist und vorzugsweise geschäumtes Ethylen umfasst. Dadurch können bei besseren Dielektrizitätswerten (ε ist bei geschäumten Ethylen kleiner als bei unge­ schäumten Ethylen) die geometrischen Verhältnisse optimiert (minimiert) werden.

Um beispielsweise die Entkopplung des erfindungsgemäßen Kabels zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass das Kammerelement einen Schlag aufweist. Zur Verstärkung der Entkopplung kann das Kammerelement mit einer kaschierten Metallfolie umschlossen sein. Insbesondere kann sich die Schlagrichtung über die Weglänge ändern. Dies gilt für das Kabelele­ ment und/oder das Kammerelement. Dadurch kann die Herstellung des Kabels vereinfacht und wirtschaftlich interessant realisiert werden. Dar­ über hinaus können auch beispielsweise Qualitätsverbesserungen bezüglich der elektrischen Werte wie NEXT, Wellenwiderstand und Dämpfung erreicht werden.

Um eine Verbesserung der Entkupplung der signalübertragenden Elemen­ te zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass das Kammerelement ein halb­ leitendes Material umfasst. Es können beispielsweise Materialien wie PE (Polyethylen), VPE (vernetztes Polyethylen), PU (Polyurethan), PP (Po­ lypropylen), FEP (Tetra-fluormethylen/Hexalfluorpropylen), PA (Polya­ mid) oder PBT (Poly-butelenterephtalat) hochprozentig mit Rußzusatz oder anderen geeigneten Additiven angereichert und eingesetzt werden.

Die Herstellung des Kammerelements kann mit speziell für die Materia­ lien ausgelegten Werkzeugen und Maschinenkomponenten erfolgen.

Das Kabelelement kann in einer Ausführungsform dünnwandig ausgebil­ det und somit sehr flexibel sein. Dadurch kann es ohne Dralleffekt auf verschiedensten herkömmlichen Extrudern hergestellt werden.

Um ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemä­ ßen Kabels zu realisieren, wird vorgeschlagen, dass vor einem Verseilen von zwei Kabelelementen untereinander und mit einem Kammerelement, wenigstens eines der Kabelelemente mittels eines S-Z-Verfahrens aus we­ nigstens zwei Adern verseilt wird. Es kann über das herkömmliche S-Z- Verfahren beispielsweise eine Duplex-Ader in das Kammerprofil ohne nachteilige Torsionswirkung eingelegt werden. Darüber hinaus können eine Vielzahl an Seelen bedeckenden Elementen, wie beispielsweise metallische und nichtmetallische Folienschirme bzw. Fixierungen, vorgese­ hen werden, um die Kabeleigenschaften in gewünschter Weise zu beein­ flussen.

Hierbei beschreibt der Begriff S-Z-Verseilverfahren ein Verseilverfahren bei dem sich die Schlagrichtung über die Kabellänge ändert. Durch den Einsatz des S-Z-Verseilverfahrens kann beispielsweise die S-Z-Verseilung inline mit einer Mantellinie arbeiten. Darüber hinaus kann diese S-Z- Verseilung zusätzlich inline mit einer Duplex-Ader-Verdrillung einem Grouptwinner bzw. über S-Z-Twinner kombiniert werden.

Es wird weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen, dass bei einem Verseilen von zwei Kabelelementen untereinander und mit einem Kammerelement wenigstens eines der Kammerelemente mittels eines rückgedrehten Dop­ pelschlages verseilt wird. Dadurch kann beispielsweise eine erhebliche Leistungssteigerung bzw. eine Kostensenkung bei der Herstellung einer geforderten Kabelqualität im UTP/(S) FTP-Bereich der Kategorie 6 er­ reicht werden.

Durch die Verwendung von LWL-Grundelementen, wie beispielsweise LWL-Kompakt-Ader, Simplex- und Duplex LWL-Kabel, sowie LWL- Bündel- und Multielemente können Hybrid-Kabelkonstruktionen realisiert werden.

Um darüber hinaus eine kostengünstige Herstellung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das Verseilen der beiden Kabelelemente untereinander und mit dem Kammerelement mittels der vorgenannten Verfah­ ren erfolgt.

Es versteht sich, dass die Adern sowohl Volladern als auch Litzen umfas­ sen können.

Vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für Datenkabel und er­ möglicht gerade bei Datenkabel eine überraschende Qualitätssteigerung.

Weitere Ziele, Vorteile und Eigenschaften werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kabels und

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kabelelements.

Das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Kabels 1, zeigt ein Kammerelement 2, welches mit einer nicht näher beschriebenen Außenumhüllung 3 vier Kammern bildet. In jeder der vier Kammern ist eine verseilte Duplex-Ader 4 angeordnet. Die Kammern weisen jeweils im Querschnitt des Kabelelementes 2 gesehen einem dem Verseilumfang der Duplex-Ader 2 entsprechende stetige Krümmung auf. Der stetig gekrümmte Bereich differiert weniger als 5% von dem jeweiligen, aus der Mantelfläche gebildeten Bereich, innerhalb dessen jeweils die vier Duplex-Adern 4 verlaufen. Durch die sich ergebenden, hoch präzisen Abstände werden deutliche Qualitätsverbesserun­ gen für das Kabel ermöglicht. Darüber hinaus ist der Radius des stetig gekrümmten Bereichs nicht größer als 5% des Radiusses des Verseilum­ fangs der jeweils darin angeordneten Duplex-Ader 4.

Der stetig gekrümmte Bereich umschließt in etwa 90° des Verseilquer­ schnitts der Duplex-Ader 4, wodurch eine besonders gute Führung er­ möglicht wird.

Das Kammerelement 2 weist im Zentrum eine metallische Stahllitze 5 auf. Diese übernimmt die Funktion einer Zugentlastung. Anstelle der Stahllitze 5 kann auch Stahldraht oder jeder andere metallische Werkstoff verwen­ det werden.

Besonders vorteilhaft kann die Verwendung eines Staku-Leiters sein, wel­ cher die Funktion als Zugentlastungselement mit Abschirmwirkung über­ nimmt.

Die Zugentlastung kann auch aus nicht metallischen Werkstoffen wie bei­ spielsweise Glasseidenbündel oder Aramitbündel bereitgestellt werden.

Die metallische Litze 5 kann auch beispielsweise aus Kupfer bestehen und als signalübertragendes Element wirken. Es können beispielsweise Kabel­ konstruktionen mit einer Ader, einem Aderpaar, als Dreier- oder Vierer­ konstruktion usw. ausgeführt werden.

Durch die Verwendung von weiteren signalübertragenden Elementen können auch Kabelkonstruktionen wie beispielsweise Lichtwellenleiter in Hybrid-Konstruktion als Kompakt-LWL-Ader, Duplex-LWL-Ader, Quadro-LWL-Ader oder als Bündel-LWL-Ader realisiert werden.

Die vier Duplexelemente 4 sowie das Kammerelement 5 sind durch S-Z- Verfahren untereinander verseilt. Dadurch kann das Kabel besonders wirtschaftlich hergestellt werden.

Die Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung einer Duplex-Ader 4. Die beiden Adern 6 sind miteinander verseilt und innerhalb einer Isolation 7 angeordnet. Beide Isolationen 7 sind durch einen Steg 8 miteinander ver­ bunden. Durch die Stegdimension kann die Kapazität des Kabels einge­ stellt werden. Die Isolation 7 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus Vollethylen.

Claims (15)

1. Kabel (1) mit mindestens zwei Kabelelementen (4), wobei jedes der Kabelelemente (4) wenigstens zwei miteinander verseilte Adern (6) umfasst und jedes der beiden Kabelelemente (4) jeweils in einer Kammer eines Kammerelementes (5) angeordnet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, dass wenigstens eine der Kammern einen um das entsprechende Kabelelement. (4) stetig gekrümmten Bereich auf­ weist.

2. Kabel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des stetig gekrümmten Bereiches weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5%, von der Krümmung des Verseilum­ fangs abweicht.

3. Kabel (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ste­ tig gekrümmte Bereich einen Umfangradius aufweist, der nicht größer als 10%, vorzugsweise nicht größer als 5%, des Verseilra­ diusses ist.

4. Kabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der stetig gekrümmte Bereich 1111 Querschnitt wenigs­ tens 20°, vorzugsweise 450 insbesondere 90° des Ver­ seilquerschnittes umschließt.

5. Kabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass wenigstens zwei der miteinander verseilten Adern (6) eines Kabelelementes (4) über eine Isolation (7) miteinander ver­ bunden sind.

6. Kabel (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwi­ schen den Isolationen (7) der beiden Adern (6) ein diese verbinden­ der Steg (8) vorgesehen ist.

7. Kabel (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation (7) aus Vollethylen besteht.

8. Kabel (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation (7) geschäumt, vorzugsweise geschäumtes Ethylen, umfasst.

9. Kabel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Kammerelement (2) einen Schlag aufweist.

10. Kabel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass sich die Schlagrichtung über die Weglänge än­ dert.

11. Kabel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Kammerelement (2) einer kaschierten Metallfolie umschlossen ist.

12. Kabel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Kammerelement (5) ein halbleitendes Mate­ rial umfasst, vorzugsweise dass das Kammerelement aus einem halbleitenden Material besteht.

13. Verfahren zur Herstellung eines Kabels, vorzugsweise eines Kabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Verseilen von zwei Kabelelementen (4) untereinan­ der und mit einem Kammerelement (2) wenigstens eines der Kabel­ elemente (4) mittels eines S-Z-Verfahrens aus wenigstens zwei A­ dern (6) verseilt wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines Kabels, vorzugsweise nach An­ spruch 12 bzw. vorzugsweise zur Herstellung eines Kabels nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass von ei­ nem Verseilen von zwei Kabelelementen (4) untereinander und mit einem Kammerelement (2) wenigstens eines der Kabelelemente (4) mittels eines rückgedrehten Doppelschlages verseilt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verseilen der beiden Kabelelemente (4) untereinander und mit dem Kammerelement (2) mittels eine S-Z-Verfahrens und/oder mit­ tels eines rückgedrehtem Doppelschlages erfolgt.